长白山东部4种林分类型土壤有机碳及养分特征研究

以长白山东部长白落叶松天然林、长白落叶松人工林、天然阔叶混交林、天然针阔混交林4种林分类型为研究对象,对比分析了土壤有机碳(SOC)的垂直分布特征,以及与土壤理化性质的相关性.结果表明,4种林分下土壤有机碳含量及其差异程度随土壤深度增加均呈现逐渐减小的趋势.0-60 cm土层土壤有机碳含量大小依次为天然针阔混交林(33.64士17.48 g/kg)＞长白落叶松天然林(25.30±15.09 g/kg)＞天然阔叶混交林(22.13±13.74 g/kg)＞长白落叶松人工林(19.23±12.35 g/kg);天然针阔混交林0-60 cm土壤有机碳密度为21.44±8.31 kg/m2,显著高于其他3种林分类型,长白落叶松人工林最小,为14.29±1.59 kg/m2.对不同土层土壤有机碳和土壤理化性质进行相关分析,结果表明,整个土壤剖面有机碳含量与自然含水率、全N、全P、全K、速效K均呈极显著或显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;不同林分类型土壤有机碳含量和碳密度与全N均呈显著或极显著正相关,与土壤理化性质相关性存在较大差异.     

粤东北山区几种森林土壤有机碳储量及其垂直分配特征

研究了粤东北山区的天然常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松针叶林和桉树人工林等4种主要森林类型土壤有机碳储量及其分配特征.结果表明:(1)4种林分土壤有机碳平均含量在8.14～12.24 g/kg之间,常绿阔叶林最高,其次为针阔混交林.桉树人工林最小.土壤有机碳含量随深度增加而递减.但植被类型不同其减少程度不同.其中阔叶林变化幅度最大达72.04%.土壤有机碳表聚性明显.(2)4种林分土壤碳密度存在显著差异,其各土层变化范围为1.57～5.18 kg/m~2.土壤碳密度亦随深度增加而减少,自然地带性植被类型各个土层土壤碳密度均高于次生植被类型对应的碳密度.对于整个土层而言,各林分土壤碳密度在12.28～15.90 kg/m~2之间,总平均值为14.14 kg/m~2.(3)4种林分土壤碳储量整体较低,平均值为141.43 t/hm~2,表层土壤碳储量贡献不大.人为干扰活动对研究区森林土壤碳储量影响明显,是制约土壤碳储量大小的重要因素.     

滇中不同植物群落对紫色土表层土壤碳、氮累积的影响

通过连续观测2007-2008年滇中飒马场5种植物群落下紫色土表层土壤理化性质及碳、氮含量的旱雨季变化和层次分布特征,以揭示滇中不同植物群落对紫色土碳、氮累积效应的影响.研究结果表明:植物群落对表层土壤有机碳及其组分、全氮含量、pH及容重有显著的影响.云南松林表层土壤(0-20 cm)有机碳贮存量(24.9 t/ha)显著低于次生常绿阔叶林、桉树林和针阔混交林土壤的.不同植物群落表层土壤(0-20 cm)的全氮贮存量之间没有显著的差异.易氧化有机碳含量的变化是引起各植物群落表层土壤有机碳含量的呈现差异的主要原因.旱雨季变化对各土层易氧化有机碳及总有机碳含量、pH有明显的影响.表层土壤有机碳贮量与地表枯落物碳贮量变化特征之间表现出明显的滞后效应,且二者无显著相关性,表明地表枯落物可能不是影响土壤有机碳碳贮量季节变化的主要因素.     

北京低山区栓皮栎林和油松林土壤酶活性研究

为探讨不同林分对土壤有机质分解过程的影响,以北京低山区栓皮栎林、油松林以及栓皮栎油松混交林土壤为研究对象,基于目前国际通用的土壤酶测试方法,对与土壤有机碳、氮和磷转化相关的酶活性及土壤pH、有机碳、有机氮等影响因素进行了研究.结果表明:在0～5cm土层中,栓皮栎林土壤纤维二糖酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、蛋白酶、脲酶的活性显著高于油松林,而油松林土壤过氧化物酶和磷酸酶的活性则显著高于混交林和栓皮栎林;在5～10cm土层中,除土壤脲酶外,不同林分类型的土壤酶活性无显著差异.相关分析表明,土壤pH与过氧化物酶和磷酸酶的活性呈显著性负相关,而土壤纤维二糖酶、α-葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶、酚氧化酶、几丁质酶、蛋白酶、脲酶的活性与土壤有机碳、溶解性有机碳、土壤全氮以及溶解性有机氮含量之间存在极显著或显著的正相关关系.研究认为,栓皮栎林与油松林的混交,有利于土壤酶活性以及有机物质分解过程的调节.     

不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系

以江西安福毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)、竹杉混交林(Ⅲ)为研究对象,并以木荷人工林(Ⅳ)、杉木纯林(Ⅴ)以及撂荒地(Ⅵ)为对照,对其土壤碳、氮特征进行研究.结果表明:不同林分和同一林分不同层次土壤有机碳含量、碳密度均存在很大差异.土壤有机碳含量排列顺序为Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅵ,分别为13.12,12.42,11.47,10.57,8.53,7.45 g/kg,其差异达到显著水平;剖面有机碳密度顺序依次为Ⅰ>Ⅴ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅱ>Ⅴ,分别为8.81,7.69,7.51,7.38,5.94,5.70 kg/m2,其差异亦达到显著水平.在所调查林分类型中,土壤有机碳含量随深度的增加而呈现逐渐递减的趋势,0-40 cm土层存贮有机碳对土壤总有机碳贡献率均大于70%,贡献率明显.不同林分类型C/N差异性显著,混交林大于纯林,平均值都在11～15之间.线性分析表明,林区内土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著相关,遵循三次多项式拟合模型.     

黔中喀斯特地区3种林型土壤有机碳含量及垂直分布特征

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳库已成为全球碳循环研究的重点之一。研究以黔中喀斯特地区阔叶混交林、针阔混交林和灌木林为对象,分析其土壤及枯落物有机碳含量。结果表明:0-80cm土壤剖面的有机碳含量和碳密度均值表现为阔叶混交林(19.10g/kg,18.62kg/m2)>灌木林(9.21g/kg,9.67kg/m2)>针阔混交林(8.38g/kg,8.60kg/m2),且差异显著(P<0.05),说明同一地区不同林型土壤有机碳的积累和存储不同;3种林型0-20cm土层有机碳含量和碳密度均最大,且与各土层之间差异均显著(P<0.05),并随土层深度的增加而减少,说明森林土壤有机碳含量和密度分布有很强的表聚性,因此,应避免人为活动干扰,增加植被覆盖和减少水土流失;3种林型的土壤有机碳含量与土壤容重呈负相关关系,拟合度(R2)均较大,说明土壤有机碳含量与土壤容重拟合方程均较好;3种林型枯落物现存量和有机碳含量差异均显著(P<0.05),说明同一地区,不同林型的枯落物的积累和分解能力不同。     

川西贡嘎山不同森林生态系统土壤有机碳垂直分布与组成特征

通过野外采样与室内实验相结合的方法,对川西典型亚高山不同海拔处暗针叶林、针阔混交林和常绿-落叶阔叶林3种森林类型表层土壤总有机碳（SOC）和活性有机碳的含量特征进行分析,旨在为亚高山生态系统土壤碳循环研究提供理论和数据支撑。结果表明：3种森林类型土壤中总有机碳含量（SOC）在44.21～179.98g·kg-1,表层（0-15cm）SOC含量大小顺序为针阔混交林＞常绿-落叶阔叶林＞暗针叶林,0-5cm土层SOC含量与活性有机碳含量均高于5-15cm土层,说明土壤有机碳具有土壤表聚现象。3种森林类型间SOC密度差异不显著,但不同森林类型土壤SOC密度沿土层的分布具有差别：与常绿-落叶阔叶林和暗针叶林相比,针阔混交林5-15cm土层SOC密度较高。土壤溶解性有机碳（DOC）、轻组分有机碳（LFOC）和微生物（MBC）含量均以针阔混交林最高,但其相对于SOC的比例则以暗针叶林最高,说明高海拔生态系统土壤活性有机碳有更大的累积,同时也暗示在气候变化背景下,高海拔生态系统可能具有更大的CO2排放风险。     

不同林型土壤有机碳及腐殖质组成的分布特征

为探讨不同类型人工固沙林下土壤有机碳的差异,以辽宁省章古台沙地5种林型下土壤为研究对象,运用统计学的方法对0—5,5—10,10—20,20—40cm土层有机碳、全氮、腐殖质组分分布特征进行比较分析。结果表明:在各林型0—40cm土层上,土壤有机碳含量变化特征为樟子松纯林(4.72g/kg)怀槐樟子松(4.48g/kg)榆树樟子松(4.38g/kg)云杉樟子松(4.21g/kg)杨树纯林(3.95g/kg)对照(1.88g/kg);有机碳储量表现为怀槐樟子松(20.00t/hm~2)樟子松纯林(19.92t/hm~2)榆树樟子松(19.06t/hm~2)云杉樟子松(17.31t/hm~2)杨树纯林(16.61t/hm~2)对照(8.44t/hm~2);经腐殖质组分分析发现土壤腐殖质碳含量表现为云杉樟子松(2.04g/kg)榆树樟子松(1.93g/kg)樟子松纯林(1.74g/kg)杨树纯林(1.65g/kg)怀槐樟子松(1.58g/kg)对照(0.75g/kg)。各林型土壤有机碳含量与全氮、腐殖质碳、胡敏酸、富里酸均呈极显著的正相关关系。     

浑河上游典型植被河岸带土壤有机碳、全氮和全磷分布特征

河岸带是陆地生态系统和水生生态系统的过渡区,也是一个敏感和脆弱的生态区域。河岸带生态系统由于人类活动的干扰而严重退化,因而严重影响了河岸带土壤碳氮磷的循环过程。本文分析了浑河上游典型河岸带土壤有机碳、全氮和全磷含量及其空间分布特征,结果表明:1河岸带的灌丛草地、次生林、人工松林与玉米地相比,均能有效地提高0～40 cm土层的有机碳、全氮和全磷含量。2土壤有机碳、全氮和全磷含量随着土层的加深呈现降低的趋势,灌丛草地和次生林的土壤有机碳、全氮、全磷含量随着土层加深而降低的速率明显高于玉米地土壤。3在0～40 cm土壤剖面上,土壤有机碳平均含量从高到低依次为次生林(47.50 g/kg)、灌丛草地(44.50 g/kg)、人工松林(34.72 g/kg)、玉米地(15.09 g/kg);土壤全氮平均含量从高到低依次为次生林(2.53 g/kg)、灌丛草地(2.50 g/kg)、人工松林(2.40 g/kg)、玉米地(0.84 g/kg);土壤全磷平均含量从高到低依次为次生林(1.07 g/kg)、灌丛草地(1.05 g/kg)、人工松林(0.92 g/kg)、玉米地(0.65 g/kg)。     

北京八达岭地区4种人工林土壤团聚体稳定性及有机碳特征

通过对北京八达岭地区4种典型人工林(油松、元宝枫、华山松纯林和以侧柏、刺槐为主的混交林)的调查采样和室内分析,研究林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳分布特征的影响。在4种典型人工林内分别设置3个20m×20m样地,在每个样地中按照"S"形设置3个采样点,按0—10cm,10—20cm,20—30cm分层采集土壤样品,并进行土壤理化性质的测定与分析。结果表明:(1)4种林分土壤的大团聚体占各粒级的主体,含量为65%~82%,表现为华山松林侧柏×刺槐混交林油松林元宝枫林,林分间土壤团聚体含量在0—10cm土层差异显著(P0.05)。(2)土壤团聚体稳定性随着土层的加深而逐渐降低,表层(0—10cm)土壤团聚体平均质量直径MWD在不同林分间差异显著(P0.05),在10—20cm,20—30cm的土层无显著差异。(3)4种林分土壤的有机碳含量表现为元宝枫林华山松林油松林侧柏×刺槐混交林,土壤有机碳含量在10—20cm差异显著(P0.05),土壤有机碳可解释39%土壤大团聚体含量的变化。比较而言,元宝枫林土壤团聚体稳定性较高,利于该地区土壤有机碳的累积。     

御道口牧场不同类型防护林的枯落物水文效应

以承德市围场县御道口牧场4种不同类型(落叶松、樟子松、落叶松和樟子松混交林、樟子松和榆树混交林)防护林为研究对象,采用样地调查和室内浸泡法,对其枯落物的水文效应进行研究。结果表明:各种类型防护林的枯落物蓄积量的范围为5.42～24.59 t/hm~2,其中落叶松蓄积量最大,为24.59 t/hm~2,樟子松和榆树混交林蓄积量最小,为5.42 t/hm~2,且4种林分类型的半分解层蓄积量均大于未分解层;平均最大持水量规律为落叶松(16.61 t/hm~2)樟子松和落叶松混交林(14.80 t/hm~2)樟子松(10.22 t/hm~2)樟子松和榆树混交林(9.99 t/hm~2);平均最大持水率大小依次为落叶松(427.02%)樟子松和榆树混交林(396.30%)樟子松和落叶松混交林(360.88%)樟子松(303.13%);有效拦蓄量规律为樟子松和落叶松混交林(74.65 t/hm~2)落叶松(71.21 t/hm~2)樟子松(48.82 t/hm~2)樟子松和榆树混交林(17.66 t/hm~2);有效拦蓄率规律为落叶松(344.99%)樟子松和榆树混交林(326.66%)樟子松和落叶松混交林(286.27%)樟子松(215.49%)。综合结果表明落叶松的枯落物层持水能力最好,该地区落叶松防护林的枯落物层涵养水源功能优于其他类型的林分。     

宁夏森林植被及土壤碳密度分布特征

根据宁夏回族自治区森林资源清查资料以及野外调查和室内分析的结果,对宁夏地区不同森林群落碳密度分布特征进行了研究。结果表明:1)天然林各植被层碳密度均值的大小顺序为:乔木层(57.66 Mg/hm2)细根(8.39 Mg/hm2)凋落物层(8.34 Mg/hm2)草本层(0.23 Mg/hm2)灌木层(0.20 Mg/hm2),乔木层生物量碳密度占植被层总碳密度的77.06%;2)土壤碳密度均值在170.15~354.29 Mg/hm2间变化,以罗山油松+山杨林最高,贺兰山青海云杉林最低,就土层垂直分布来讲,50~100 cm土层碳积累最多,占整个剖面土壤碳密度的40%左右;3)各天然林生态系统碳密度均值变化范围为221.63~444.77 Mg/hm2,在罗山油松+山杨林最大,六盘山华山松+少脉椴林最小;4)宁夏天然林生态系统土壤碳密度是生物量碳密度的4.09倍,由于土壤碳库稳定性高于地上植被碳库,土壤碳密度较高的针阔混交林和阔叶林具有巨大的固碳潜力。     

缙云山5种植被下土壤活性有机碳及碳库变化特征

为揭示重庆市缙云山不同植被下土壤活性有机碳及碳库分配特征，以该地区5种植被类型：阔叶林、针叶林、混交林、竹林和荒草地为研究对象，分析不同植被类型下各土壤层次中有机碳（Soil organic carbon, SOC）、微生物量碳(Microbial biomass carbon，MBC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon，DOC)、易氧化有机碳(Readily oxidized organic carbon，ROC)含量及其土壤碳库的变化特征。结果表明：土壤有机碳和各活性有机碳组分含量及分配比例受到植被类型和土层深度的明显影响。土壤有机碳的平均含量在0~100 cm土层表现为竹林（16.74 g/kg）>阔叶林（12.62 g/kg）>草地(11.14 g/kg)>混交林（8.16 g/kg）>针叶林（5.98 g/kg），并随土层深度的增加而减小。竹林和阔叶林的微生物量碳和易氧化有机碳含量均明显高于混交林和针叶林，各植被在剖面上均表现出垂直递减规律，表现出明显的表聚效应。除草地，4种植被的土壤碳库管理指数随土层深度的加深而减小，均表现为表层(0~20 cm土层)最高。不同植被类型间，竹林的可溶性有机碳分配比例在各土壤层次均最小，整个土壤剖面均值仅为0.1%。由相关性分析可知，微生物量碳、易氧化有机碳、土壤总有机碳含量和土壤有机碳储量有着极其显著的相关性。因此，土壤微生物量碳和易氧化有机碳可以作为衡量亚缙云山森林不同植被土壤有机碳库变化的敏感性指标。     

庐山不同林分类型土壤活性有机碳及其组分与土壤酶的相关性

土壤活性有机碳直接参与土壤生物化学转化过程,影响土壤酶活性,对土壤养分有效化作用明显。以庐山3种不同林分类型下土壤为研究对象,通过对不同林分下土壤活性有机碳及其组分与土壤酶活性状况进行相关分析。结果表明:（1）3种林分类型下WSOC和DOC平均含量排序均为阔叶林 > 针阔混交林 > 针叶林,而ROC由大到小依次为针阔混交林 > 阔叶林 > 针叶林;针阔混交林下MBC平均含量较高,针叶林下MBC平均含量较低。（2）3种林分类型下土壤蔗糖酶活性排序为针阔混交林 > 阔叶林 > 针叶林;纤维素酶和酸性磷酸酶活性的大小顺序为针叶林 > 针阔混交林 > 阔叶林;针阔混交林下脲酶活性最低,阔叶林最高;针阔混交林下多酚氧化酶活性最高,阔叶林最低;过氧化氢酶活性高低序列为阔叶林 > 针阔混交林 > 针叶林。（3）3种林分类型下土壤蔗糖酶、纤维素酶等水解酶与土壤活性有机碳各组分的相关性较好,多酚氧化酶、过氧化氢酶等氧化酶与土壤活性有机碳各组分之间没有表现出明显的相关性。     

川西亚高山不同植被类型土壤贮水与入渗性能试验

为川西亚高山不同植被类型水源涵养效益评价与林分结构合理配置提供科学依据,对亚高山不同植被类型土壤贮水及入渗性能进行研究。结果表明：1）9种植被类型土壤0-30 cm土层滞留贮水量具有极显著差异,变化在363.2-691.1 t/hm^2之间,从大到小排序为原始冷杉林（691.1 t/hm^2）〉云杉林（687.6 t/hm^2）〉落叶松林（659.8 t/hm^2）〉针阔混交林（656.3 t/hm^2）〉灌丛（631.8 t/hm^2）〉针叶混交林（620.8 t/hm^2）〉农田（592.2 t/hm^2）〉刺槐林（393.36t/hm^2）〉荒地（363.2 t/hm^2）。2）根据土壤入渗性能可将9种植被类型分为4类——云杉林、针阔混交林为第1类,入渗性能极强;落叶松林、针叶混交林2个植被类型为第2类,入渗能力强;原始冷杉林、灌丛为第3类,入渗能力较强;刺槐林、荒地、农田3个植被类型为第4类,入渗能力差。3）采用Kostiakov入渗模型反映不同植被类型土壤入渗过程,方程拟合度R2在0.894-0.984（P〈0.01）之间,拟合效果较好,表明该模型可以较好地描述不同植被类型土壤入渗过程。     

不同植被群落土壤水溶性有机碳的变化特征

[目的]对比天然次生林和人工林土壤水溶性有机碳的含量、季节变化特征及与土壤理化性质的相关性,评估不同植被恢复模式对土壤碳库的影响。[方法]以浙江省凤阳山不同植被群落为对象,在野外调查和实验测定的基础上,通过相邻样地比较法进行研究。[结果]不同植被群落0—60cm土层平均水溶性有机碳含量的大小关系为:35a杉木人工林(0.299 7g/kg)40a常绿阔叶次生林(0.271 7g/kg)35a针阔混交次生林(0.258 6g/kg)40a杉木人工林(0.252 9g/kg)30a柳杉人工林(0.252 8g/kg)30a针阔混交次生林(0.248 0g/kg),相邻样地基本表现为人工林大于天然次生林;不同植被群落土壤水溶性有机碳含量的最小值均出现在夏季。[结论]土壤水溶性有机碳含量与土壤总有机碳、全氮、有效磷、速效钾呈极显著或显著正相关,与土壤pH值及容重呈极显著或显著负相关。     

不同浸提剂处理森林土壤溶解性有机碳含量比较

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不同方法提取测定土壤DOC和WSOC含量,分析与土壤理化指标的相关性及方法间的显著性关系。结果表明:①典型森林土壤DOC或WSOC含量随土壤剖面深度的增加,呈显著下降趋势。培养离心提取测得的土壤DOC含量明显较低,仅0.82～9.52 mg/kg,超纯水浸提的风干土WSOC含量达10.56～249.19 mg/kg,而0.5 mol/L K_2SO_4提取的鲜土WSOC含量达155.70～576.94 mg/kg,0.5mol/L K_2SO_4浸提的干土WSOC含量最高,达158.94～797.56 mg/kg,含量表现为:DOC干土超纯水浸提WSOC鲜土K_2SO_4浸提WSOC干土K_2SO_4浸提WSOC;②3种次生林土壤DOC或WSOC含量存在显著差异,不同方法测定的含量均表现为针叶林常绿阔叶林落叶林;③培养离心法测得土壤DOC含量与其他测定方法间存在极显著正相关(P0.01),并且土壤DOC和WSOC均与土壤pH、总有机碳、胡敏酸、富啡酸、全氮、全磷、速效态氮以及微生物生物量碳氮达到极显著相关(P0.01),与土壤含水率和容重显著相关(P0.05)。培养离心法测得土壤DOC含量远低于水溶液提取WSOC含量,该方法下的测得值更接近于原位土壤溶解性有机碳实际值。     

大兴安岭天然林不同林分溶解有机碳变化特征

为确定不同林分和季节变化对森林碳库影响。在内蒙古大兴安岭根河林业局境内选取具有代表性的林分,即白桦林、白桦落叶松混交林以及落叶松林为研究对象。收集并测定了树干径流、有机质层和0-30 cm土层中DOC浓度,并分析了DOC变化特征以及不同月份对DOC的影响。结果表明:不同林分中树干径流中DOC平均浓度分别为60.12,172.77,205.02 mg/L;有机质层中DOC平均浓度分别为35.32,39.64,34.45 mg/L;0-30 cm土层中DOC平均浓度分别为26.23,37.08,26.53 mg/L。结果表明:不同林分中DOC浓度表现为树干径流 > 有机质层 > 0-30 cm土层,落叶松林树干径流DOC浓度明显高于白桦林（p<0.05）,且落叶松树干比白桦树干淋溶DOC强;不同林分中有机质层和0-30 cm土层表现为白桦落叶松混交林>白桦林、落叶松林,但无明显的差异（p>0.05）,而且有机质层和土层对DOC有吸附固定作用;不同林分6-9月份树干径流中DOC浓度呈现先升高后降低的趋势,7月份达到最大,机质层和0-30 cm土层中DOC浓度6月份最高,7月、8月最低,而9月份又升高。不同林分和月份的变化,影响了天然林中DOC浓度分布。