黄土丘陵区不同植被恢复类型土壤游离氨基酸含量及其随季节动态分析

为了解黄土丘陵区不同植被恢复类型各层次土壤游离氨基酸含量的变化,以及土壤游离氨基酸与土壤其他理化性质的关系,以黄土丘陵区恢复19a的杏树林、沙棘林、刺槐林和草地为研究对象,以耕作相同年限农田为对照,分析不同植被恢复类型对土壤游离氨基酸(TFAA)含量的影响以及其随季节波动情况。结果表明,除杏树林外,退耕还林还草后的土壤游离氨基酸含量显著>农田,年平均含量排序为沙棘林(34.31μg·g^-1)>刺槐林(31.87μg·g^-1)≈草地(29.74μg·g^-1)>农田(25.86μg·g^-1)≈杏树林(24.11μg·g^-1)(P<0.05),平均来看,随着土层加深,土壤游离氨基酸含量呈现增加趋势,0~10、10~20cm和20~40cm游离氨基酸含量分别为28.64、29.04μg·g^-1和29.86μg·g^-1。不同季节之间同种植被土壤游离氨基酸含量差异显著且随季节变化呈先降低后增加的变化趋势。在土层土壤游离氨基酸含量与各土壤基础指标无显著相关;在10~20cm土层与土壤有机质显著正相关;在20~40cm土层与土壤含水量显著负相关,由此可见,20~40cm土层相对干燥的土壤环境有利于增加游离氨基酸含量。游离氨基酸作为植物有机氮源其含量随着植被类型、土层深度和季节变化,可考虑作为评价生态恢复效果的重要指标。     

秦岭辛家山不同林分土壤活性有机碳的季节性分布特征

为森林土壤碳库动态和调控机理提供依据,比较分析秦岭辛家山林区云杉(Picea asperata Mast.)、红桦(Betula albosinensis)和灌木林3种典型林分土壤0～60cm剖面(0～10cm、10～20cm、20～40cm和40～60cm)和不同季节有机碳(SOC)[微生物量碳(MBC)、易氧化碳(EOC)和可溶性碳(DOC)]的分布特征。结果表明:1)红桦林土壤EOC、DOC和MBC含量显著高于云杉林和灌木林;2)3种林分土壤EOC、DOC和MBC含量均在土壤剖面0～10cm达最大值,且随着土层的加深而减少;3)森林土壤MBC、EOC和DOC含量具有明显的季节动态,3种林分的EOC均在秋季最高,冬季最低;DOC在秋季最高,春季最低;MBC在夏季最高,冬季最低;4)3种林分中土壤有机碳与EOC、DOC和MBC呈极显著正相关,云杉林的DOC和MBC,红桦林的EOC和MBC,灌木林的MBC与土壤温度呈显著正相关;除红桦林MBC与SWC不相关外,3种林分的EOC、DOC、MBC和SWC呈显著正相关。林区土壤活性有机碳的季节性变化不仅与林分类型相关,同时受土壤温度和含水量的影响。     

东北过伐林区蒙古栎天然林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳库在维持森林立地生产力以及全球碳平衡过程中起着重要作用。本研究以东北过伐林区蒙古栎天然林为对象,研究不同层次(0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm)的土壤有机碳含量和有机碳密度、及其与其他土壤特性的关系。结果表明:(1)蒙古栎林土壤有机碳含量均值为31.48 g.kg-1,0~60 cm土壤剖面有机碳密度为15.76 kg.m-2;土壤有机碳含量和碳密度均随土壤深度增加而显著减少;(2)0~20 cm土层中,除全P和有效P的含量略低,土壤养分含量均较丰富。随着土壤深度的增加,土壤养分含量降低,其在不同土层间的差异显著或极显著(除pH和全K以外),并且土壤养分变异系数均有不同程度的差异;(3)在0~20 cm,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤pH呈显著正相关,与土壤全N、全P和速效K呈极显著正相关;就0~60 cm土壤剖面而言,土壤有机碳含量与土壤密度呈显著负相关,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤全N、全P、有效P和速效K呈极显著正相关。     

永平县宝台山森林公园常绿阔叶林土壤养分分析

以永平县宝台山森林公园常绿阔叶林4种不同群落类型为研究对象,分析其0~20、20~40cm土层土壤有机质及氮、磷、钾含量变化。结果表明:研究区自然植被下土壤养分含量总体丰富,并为中等变异,只有有效P为强变异;0~20、20~40 cm土层不同群落类型间有机质含量无显著差异,0~20 cm土层土壤有机质含量明显高于20~40 cm土层;土壤全氮及碱解氮含量0~20、20~40cm土层差异均不显著;全P含量变化趋势与土壤有机质一致,0~20 cm土层有效P含量高于20~40 cm;全K含量随土层深度增加呈增加趋势,但变化不大,而土壤速效K含量与全K含量变化方向相反;7个指标中只有全N、碱解N、全P和有效P与土壤有机质呈显著相关。     

飞播马尾松纯林补植木荷后土壤酶活性与土壤养分变化

以飞播马尾松(Pinus massoniana)纯林及飞播马尾松—木荷(Schima superba)混交林2种林型为研究对象,探讨其土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性与土壤养分的变化及相关关系。结果表明:2种林型同一土层蔗糖酶活性、全氮质量分数、速效钾质量分数差异显著(P0.05),脲酶活性在0~10 cm土层差异显著(P0.05),酸性磷酸酶活性在10~20 cm和20~40 cm土层差异显著(P0.05),全磷、有机质质量分数在0~10 cm、10~20 cm土层差异显著(P0.05);随着土层加深,2种林型土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶和土壤养分均呈明显下降趋势;脲酶、蔗糖酶与全氮、全磷、速效氮、速效钾、有机质呈极显著正相关(P0.01),与全钾呈显著正相关(P0.05);酸性磷酸酶与全磷、速效磷、有机质呈极显著正相关(P0.01),与速效氮呈显著正相关(P0.05)。综合分析表明,飞播马尾松纯林补植木荷有利于提高土壤养分含量及脲酶、蔗糖酶的活性,改善土壤状况。     

土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳与可溶性有机碳的影响

为探明土地利用方式改变对湿地土壤总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)含量的影响,采取空间替代时间的方法,测定了湿地、由湿地转变而成的林地、不同开垦年限的耕地和由耕地转变而成的果园土壤中TOC和DOC含量的变化。结果显示:湿地在开垦为耕地3 a后,土壤0~30 cm土层TOC含量显著(P<0.05)下降,开垦30 a后,只有0~10 cm的土壤表层TOC含量得到积累并恢复到与湿地相当的水平,表明湿地围垦后,土壤碳的丧失与积累在时间和空间上不对等,碳的损失发生期短,且集中在0~30 cm土层,碳的积累所需时间较长,且主要积累于0~10 cm土层。湿地、由湿地转变而成的新生耕地、林地DOC含量在土壤剖面上未表现出随土层增加而变化的趋势,DOC分配比例在除新生耕地外的4种土地利用类型中均表现为随土层增加而逐渐升高,说明DOC分配比例较DOC含量对土层深度变化更敏感,更适于表征DOC在土壤剖面方向上的变化。0~20 cm土层的DOC分配比例与土地利用方式无关。湿地在转变为耕地初期,20 cm以下土层的DOC分配比例下降,耕作30 a后显著(P<0.05)升高;耕地再转变为果园的3 a后,DOC分配比例在30~50 cm土层显著(P<0.05)降低;湿地在转变为林地后,各土层DOC分配比例未表现出显著差异。     

海南吊罗山自然保护区土壤磷研究

以海南吊罗山自然保护区4种类型森林(热带山地雨林原始林、热带山地雨林次生林、热带低地雨林原始林、热带低地雨林次生林)为研究对象,分析其土壤磷含量、氮磷比及磷密度分布情况,以期揭示土壤全磷分布特征,估算土壤磷储量。结果表明:(1)各样地土壤全磷含量平均值在剖面垂直分布上随土壤深度增加而减少,而同一样地全磷在土壤剖面无明显分布规律。(2)土壤氮磷比随土壤深度增加而降低,全磷、全氮、氮磷比均为中等变异。(3)不同样地土壤磷密度相差很大,介于130.07~442.69 g/m~2之间。(4)4种类型森林土壤磷含量总体上呈现随土壤深度增加而降低的趋势,不同类型森林同一土层土壤磷含量存在差异。吊罗山土壤平均全磷含量为0.192 g/kg,0~100 cm土层土壤磷储量平均值为21.5 t/hm~2。(5)吊罗山土壤磷含量空间异质性中等,4种森林0~50 cm土层的磷密度贡献率变化范围为53%~56%,0~50 cm土层与50~100 cm土层的磷密度贡献率相差不大。     

沼液对狼尾草产量和土壤无机氮素及酶活性的影响

通过沼液浇灌人工草地定位试验,以‘闽牧6号’狼尾草P.americanum×P.purpureum CV.Minmu6为供试植物,研究不同沼液浇灌量(N1~N5)对狼尾草株高、产量以及土壤铵态氮、硝态氮、脲酶、蛋白酶、谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶活性的影响。结果表明:与对照(N1)相比,施沼液可显著提高狼尾草株高,但N2~N5之间没有显著差异(P0.05)。施沼液还能显著提高狼尾草产量(P0.05),全年最高可增产119.0%,增产量为174 754kg·hm-2。施沼液对0~20cm和20~40cm土层土壤铵态氮含量影响不显著(P0.05)。0~20cm和20~40cm土层土壤硝态氮含量随沼液浇灌量的增加呈上升趋势,且0~20cm土层,N4和N5处理较N1处理土壤硝态氮含量显著增加(P0.05)。T1时期,施沼液对脲酶、蛋白酶、谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶活性无显著影响(P0.05)。相关性分析表明,施沼量与株高在各个时期都达到显著性相关(P0.05),与0~20cm土层土壤硝态氮含量及产量达到极显著相关(P0.01),T1时期,与4种酶活性没有显著相关性(P0.05)。     

海南儋州橡胶林下土壤微生物功能研究

对海南儋州地区种植5 a（幼龄林）、10 a（中龄林）和25 a（老龄林）的橡胶林、30 a桉树人工林、海南热带次生林的土壤微生物功能多样性进行研究。结果表明,橡胶林与桉树林和热带次生林相比,5种不同微生物功能之间差异并不显著;不同林龄橡胶林之间,微生物在旱季的呼吸作用、雨季的氨化作用、旱季-雨季和雨季的硝化作用以及3个季节中的固氮作用差异性极显著,并且均是中、幼龄林强于老龄林;微生物功能作用受季节变化影响明显,从旱季进入雨季,纤维素分解作用是逐渐增强,氨化作用基本不变,呼吸作用呈现明显先下降后上升的过程,而硝化作用和固氮作用则是明显的下降;在0~30 cm深的土层内,微生物纤维素分解作用、呼吸作用、硝化作用和固氮作用的强度随深度逐渐降低,氨化作用的强度逐渐增强,但是0~10、10~20 cm和20~30 cm这3个土层之间土壤微生物功能强度差异不显著。     

设施黄瓜土壤重金属积累规律及安全种植年限预测

为探明设施黄瓜土壤中重金属的积累规律,采用野外调查和室内分析相结合的方法,以河北省廊坊某县中壤土土质的设施黄瓜土壤为研究对象,调查了0~20 cm及20~40 cm土层Cu、Zn、Cr、Cd、As、Pb、Hg含量现状,并分析了重金属含量与种植年限的相关性。结果表明:0~20 cm土层中,Cd、Hg、Cu、Zn含量变异系数较大且与种植年限呈显著正相关关系,20~40 cm土层中,Cd含量也与种植年限呈显著正相关关系。Cd是研究区中风险最大的重金属,由Cd含量与种植年限的线性回归方程斜率计算得到的设施黄瓜安全种植年限最多不超过8.9年,由内梅罗综合污染指数达警戒水平及污染水平的估算得到的安全种植年限分别为9.4年和15.3年。     

黄土丘陵区退耕植被土壤水分·可溶性碳氮的变化特征

[目的]研究黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分、可溶性碳氮的变化特征。[方法]选择刺槐(乔木)、柠条(灌木)、撂荒地(草地)3种退耕植被为研究对象,以坡耕地为对照,研究不同退耕植被下土壤水分、可溶性碳氮的季节和垂直分布。[结果]土壤水分、可溶性碳氮均受季节变化的影响,其中土壤水分表现为先降低后增加的趋势,可溶性碳氮的趋势相反;此外,与耕地相比,3种退耕植被土壤水分、可溶性碳氮均有较大的提高;随着土层的加深,土壤水分在表层(0~30 cm)整体表现为撂荒地较林地低,而30~200 cm土层,表现为撂荒地大于林地,深层土壤水分变化不显著。可溶性碳氮在0~30 cm土层也表现为随着土层的增加而递减趋势,且显著受土层变化的影响(P0.05)。另外,土壤水分、可溶性碳氮存在着显著相关性(P0.05)。[结论]该研究阐明了黄土丘陵区典型退耕植被的土壤水分、可溶性碳氮的动态变化规律,为进一步分析和评价黄土丘陵区土壤养分状况提供科学依据。     

西南亚高山-高山海拔梯度上森林土壤水溶性有机碳时间动态

利用均质化土壤重装的土柱,在川西亚高山-高山同一坡面的5个海拔高度（3 250、3 438、3 672、3 852 m和4 098 m）进行原位培养,定期采样测定土壤0～10 cm和10～20 cm水溶性有机碳（DOC）含量,揭示高寒土壤水溶性有机碳时间动态及受海拔高度的影响规律。结果表明,川西亚高山-高山森林土壤DOC主要在每年11月至次年5月的低温期间积累,在低温末期（5月）含量达到最高,土壤DOC含量在5月以后的温暖季节因消耗而逐步降低;在同一采样时间土壤DOC含量均随着海拔升高而增加。因此,因全球变暖而引起的高寒土壤低温期间缩短,将减少土壤DOC累积的时间,而可能使土壤中DOC含量降低;同时低温期缩短将可能使高寒土壤DOC消耗期延长,从而使高寒土壤碳成为一个潜在的碳源。     

秸秆还田条件下剖面土壤溶解性有机碳含量及其组分结构的变化

为研究溶解性有机碳(DOC)在土壤剖面中的迁移分布,测定比较了秸秆还田(CT+)和秸秆不还田(CT-)条件下0～40 cm剖面土壤DOC含量及其组分的迁移分布。结果发现:DOC含量及其在土壤有机碳(SOC)中的占比量(DOC/SOC)、DOC组分中的胺类(CO-NH)和芳香族类(C=C、苯环)化合物含量、DOC的平均分子量均随土壤深度的增加呈下降趋势,0～10 cm土层土壤与30～40 cm土层土壤之间差异显著,说明DOC在淋溶过程中的含量和组成成分均会发生变化,下层土壤较上层土壤DOC含量降低、DOC分子结构趋向简单化。秸秆还田和不还田土壤相比,0～40 cm土壤DOC含量、DOC/SOC、DOC组分中的胺类和芳香族类化合物含量均表现为增加,两个处理之间差异随着土层深度的增加而缩小;同时,秸秆还田增加了DOC的平均分子量,处理间差异随土层深度的增加而增加;表明秸秆还田对剖面土壤中DOC含量及其组分转移分布具有显著影响。     

玉米秸秆颗粒还田对土壤有机碳含量和作物产量的影响

为改进麦玉轮作区秸秆还田方式,推进秸秆资源高效利用,快速提升土壤质量,以秸秆不还田为对照（CK）,通过连续3年田间微区试验,研究了等量玉米秸秆粉碎还田（CCSI）和颗粒化还田（GSI）对0~20 cm和20~40 cm土层土壤有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和作物产量的影响。结果表明：与CK相比,GSI和CCSI两种秸秆还田方式均能提高SOC和DOC含量,但主要集中在还田后1.5年内,还田后1.5~3年处理间无显著差异。在秸秆还田处理中,GSI处理能快速提高SOC和DOC含量。在还田当年,GSI处理0~20 cm土层SOC和DOC的平均含量较CCSI处理提高6.59%和3.00%,20~40 cm土层分别提高17.36%和12.65%,且两土层DOC/SOC也显著高于CCSI处理,但随着还田后时间延长,CCSI和GSI处理间差异逐渐缩小,还田后1.5年两者无显著差异。此外,GSI处理利于提高作物产量,且在还田当年增产效应更加突出。与CK和CCSI处理相比,GSI处理还田当年小麦产量分别提高9.80%和10.82%,玉米产量分别提高9.54%和3.45%。进一步分析发现,2013—2016年GSI处理虽然增加了经济投入,但由于具有更高的籽粒产量,最终获得较高的年均净利润,分别比CK和CCSI处理提高10.09%和3.24%。研究表明,秸秆颗粒还田较常规粉碎还田能快速提高SOC和DOC含量,促进当季作物增产,获得较高的经济效益。     

灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响#br#

 【目的】研究沟灌、渗灌、滴灌3种灌溉模式下,保护地土壤可溶性有机碳和微生物量碳在剖面中的分布特征。【方法】灌溉模式设沟灌、渗灌、滴灌3种,进行长达10年的长期定位灌溉试验。对长期定位灌溉试验保护地分层采集土壤样品,测定土壤总有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量,分析其剖面分布特征。【结果】土壤总有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量均呈表层土壤最高、随土层深度增加而降低的分布趋势;但灌溉模式间差异明显,土壤总有机碳含量在0—10 cm、80—100 cm土层为沟灌＞渗灌＞滴灌,10—80 cm土层为渗灌＞沟灌＞滴灌;在0—100 cm剖面各层,可溶性有机碳含量均为沟灌＞滴灌＞渗灌,微生物量碳为滴灌＞沟灌＞渗灌。可溶性有机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在4.98%—12.87%和1.48%—2.82%之间,其占总有机碳的比率均为滴灌＞沟灌＞渗灌。土壤可溶性有机碳、微生物量碳与土壤总有机碳含量呈显著的正相关关系。【结论】沟灌有利于土壤总有机碳、水溶性有机碳的积累,滴灌有利于微生物生物量碳的增加;渗灌相比较而言最不利于土壤有机质积累,不仅总有机碳含量低且水溶性含量占总有机碳的比例小。     

长期绿肥利用下红壤性水稻土有机碳和可溶性有机碳的垂直分布特征

为了探讨长期绿肥翻压对红壤性水稻土有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)垂直分布的影响,利用在江西丰城水稻田进行了8 a的长期定位试验,研究了不施肥不种植绿肥(CK)、不施肥种植绿肥(M)、施用化肥(F)和施用化肥并种植绿肥(F+M)4个处理下土壤SOC和DOC的垂直分布特征,以及SOC和DOC的计量关系。结果表明,早稻和晚稻季土壤SOC和DOC含量随深度变化可以用S函数描述,拟合曲线的决定系数分别为0.928~0.966和0.876~0.975,均达到极显著(P<0.01)水平。施用化肥或绿肥还田(F、M和F+M处理)主要影响了表层(0~20 cm)土壤的SOC和DOC,20 cm以下土层各处理的SOC和DOC差异不显著。绿肥还田(F+M和M处理)显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC和DOC,而化肥处理(F)仅显著(P<0.05)提高了表层土壤的SOC。与CK相比,M、F、F+M处理的早稻季表层土壤SOC含量分别显著(P<0.05)提高了51.1%、80.9%、92.8%,M、F+M处理的早稻季表层土壤DOC含量分别显著(P<0.05)提高了12.9%、46.2%,M、F、F+M处理的晚稻季表层土壤SOC和DOC含量分别显著(P<0.05)提高了66.6%、81.3%、81.2%和37.1%、10.8%、45.2%。表层土壤DOC含量随SOC呈线性增长,晚稻季DOC随SOC增长率要高于早稻季。施肥降低了土壤DOC/SOC,但施用绿肥减缓了DOC/SOC下降。可见,绿肥不仅有利于土壤有机碳提高,同时有利于土壤有机碳生态功能的稳定。     

不同植茶年限茶园的土壤有机碳淋溶特性

土壤有机碳库在全球碳循环中起重要作用,影响各生态系统的可持续发展和人类社会发展。茶园作为一种有管理的人工生态系统,评估其栽培管理中土壤有机碳淋溶通量关系到其土壤生态系统的碳储存能力,对促进中国茶业的可持续发展有重要的现实意义。采用原状土柱碳淋溶模拟实验方法,模拟当地强降雨对森林、植茶年限为5年、20年、33年、56年的茶园土壤0~20 cm土层和0~40 cm土层的有机碳(SOC)淋溶规律及淋溶通量。结果表明,0~20 cm土层的SOC淋失通量大于0~40 cm土层,其平均值分别为5607.78 mg·m-2和4358.27 mg·m-2,即0~20 cm土壤层流失的碳22.3%在20~40 cm的土层里被截留,但仍然有占耕层(0~20 cm土层)淋溶损失量77.7%的SOC通过40 cm厚的土层继续向下层淋溶;通过40 cm深土层继续往下淋溶损失的通量与植茶年龄呈显著负相关(P0.05),说明延长植茶年限可以减少SOC的淋溶损失而有利于土壤碳的储存。本研究中,未发现SOC淋溶损失通量受茶园土壤本底有机碳浓度、土壤p H、总氮以及铵态氮的影响。     

不同土地利用方式土下岩溶溶蚀速率及影响因素

以重庆中梁山为例,通过野外埋放标准溶蚀试片、土壤CO2收集装置和进行亮蓝染色示踪试验,测试不同土地利用方式下不同土层碳酸盐岩溶蚀速率、土壤CO2浓度、土壤溶解性有机碳(DOC)含量及土壤含水量、土壤pH值和孔L隙度等性质,探讨不同土地利用方式土下溶蚀速率差异及其影响因素.结果表明不同土地利用方式对土壤理化性质产生影响,形成特定的岩溶微环境,进而影响土下不同层次的岩溶作用:土壤CO2浓度是影响林地和草地旱季土下溶蚀速率的重要驱动力;土壤含水量和供水能力是影响旱季不同土地利用方式溶蚀速率的关键因素;菜地产生的酸性物质较多,土壤pH值最低,其平均溶蚀速率高于林地;土壤DOC随水下渗迁移性强,是林地土下50 cm处溶蚀速率高于土下20 cm处的原因之一.该文为西南岩溶区土下岩溶机理、岩溶碳汇提供理论依据和数据参考.     

日光温室土壤剖面硝态氮在休闲期的运移研究

研究了西安灞桥区日光温室休闲期土壤氮素在土壤剖面的运移和地下水中硝态氮含量的动态变化.结果表明,通过休闲期的降雨,土壤硝态氮累积量在0～20 cm土层中减少了42.5%～52.8%,在20～40 cm土层中增加了1.78～2.45倍;在40 cm以下土层也有相应的增加,但其增加量相对较小,且随着土层深度的增加而逐渐减少;地下水体NO3--N含量测定结果表明,部分地下水体NO3--N含量已超出世界卫生组织规定的饮用水标准,说明在该地区土壤NO3--N淋溶已经对地下水产生了危害,如何减小土壤NO3--N淋溶值得关注.