岷江上游森林/干旱河谷交错带不同土地利用类型土壤有机碳和活性有机碳特征

研究了岷江上游森林/干旱河谷交错带川滇高山栎次生林、人工刺槐林、灌木林地、灌丛地、经济林和农耕地6种土地利用类型的土壤有机碳及微生物量碳、水溶性有机碳和易氧化碳。结果表明:6种土地利用类型土壤有机碳及3种活性有机碳含量以川滇高山栎次生林高于或显著高于其他土地类型(p<0.05),以农耕地低于或显著低于其他土地类型(p<0.05)。6种土地利用类型的土壤平均有机碳含量(13.65g/kg)低于同区域土壤的平均有机碳含量(17 g/kg)。6种土地利用类型的土壤微生物量碳、水溶性有机碳和土壤易氧化碳占有机碳的比率分别介于1.36%~2.35%,0.82%~1.34%和7.77%~10.50%之间。研究结果说明交错带6种土地利用类型的土壤有机碳含量较低,有不断下降的趋势,且活性大,容易转化。因此,减少人为干扰对于维持和增加森林/干旱河谷交错带土壤有机碳具有重要的作用。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影*响

为了解岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影响,以交错带森林段及其下缘地段为研究对象,选取干旱河谷段封禁造林地为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、土壤酶活性的特征及其相关关系。结果表明:在交错带中土壤微生物量碳、氮以及蛋白酶的活性均随着海拔的升高呈逐渐增加的趋势;而土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随海拔的升高先增多后减少。通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加土壤的生物活性。同时,土壤微生物量碳、氮和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层深度的增加而呈降低的趋势。相关性分析表明,土壤微生物量碳、氮和4种土壤酶活性均与土壤pH呈负相关关系,与土壤其他养分呈正相关关系,说明岷江上游山地森林/干旱河谷交错带土壤微生物量和酶活性受植被、pH值、土壤养分和含水量等因素的共同影响,可作为评价土壤肥力的指标。     

岷江上游山地森林－干旱河谷交错带不同土地 利用类型土壤有机碳储量

生态交错带是全球气候变化的最敏感区域,因而对生态交错带不同土地利用类型土壤有机碳的研究,可为生态交错带土地利用和有效管理提供基础数据。岷江上游山地森林－干旱河谷交错带6种土地利用类型的土壤有机碳含量和有机碳储量均随土壤深度的增加而降低;土壤有机碳储量的大小顺序为天然川滇高山栎次生林（104.15±4.84t/hm²）>灌木林地（100.84±2.43t/hm²）>灌丛地（97.35±15.21t/hm²）>经济林（85.16±10.58t/hm²）>人工刺槐林（70.78±12.43t/hm²）>农耕地（56.56±7.21t/hm²）;农耕地转变为人工刺槐林和经济林后,其土壤有机碳储量分别增加了25.13%和50.56%;人为干扰以及交错带生态系统的脆弱性及其叠加效应是导致岷江上游山地森林－干旱河谷交错带不同土地利用类型土壤有机碳储量偏低的重要原因。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分变化和微生物分布特征

通过实地调查与实验分析,对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分状况和微生物数量特征进行研究.结果表明:土壤有机质、全N含量为交错带山地森林段>交错带山地森林下缘地段>干旱河谷地段;土壤全P含量为交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段>干旱河谷地段;土壤pH值为干旱河谷地段>交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段;土壤真菌、细菌、放线菌、氨化菌以及固氮菌的数量随海拔的升高先增多后减少,纤维素分解菌的数量随海拔的升高而增多.同时,通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加微生物的数量.土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.本研究区域土壤微生物数量与土壤养分密切相关.     

岷江上游干旱河谷不同土地利用类型的土壤有机碳和易氧化态碳特征

生态交错带是全球变化敏感区,研究生态交错带不同土地利用类型土壤有机碳的变化,可为生态交错带因人类活动引起的土地利用和覆被变化对土壤碳汇功能的影响提供基础数据。该文研究了岷江上流干旱河谷/山地森林交错带具有代表性的高山栎地、灌丛地、灌木林地、花椒地、农耕地以及人工刺槐林地不同土层深度土壤中有机碳和易氧化态碳的含量和分布特征,以及易氧化态碳与有机碳的关系。结果表明:不同土地利用类型的有机碳含量和易氧化态碳含量随土层深度的增加而减少;易氧化态碳与有机碳间呈极显著的相关性;土壤易氧化态碳占有机碳的比例波动为3.57%～12.71%,表现为高山栎地＞农耕地＞灌木林地＞人工刺槐林地＞灌丛地＞花椒地。研究结果说明植被类型是导致岷江上游干旱河谷/山地森林交错带不同土地利用类型土壤中有机碳和易氧化态碳含量差异的重要原因。     

放牧干扰对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带土壤有机碳及其碳库管理指数的影响

研究了岷江上游理县山地森林–干旱河谷交错带地区人工刺槐林、人工杨柳林、草地和锥花小檗灌丛4种植被类型土壤有机碳和碳库管理指数对放牧干扰的响应,以距牧道距离远近的不同设置了3种放牧干扰强度,分别对各植被类型3种放牧干扰强度的土壤进行分析。结果表明:在各植被类型下,随放牧干扰强度增加土壤总有机碳(TOC)和易氧化碳(LOC)降低。在人工刺槐林和人工杨柳林,随放牧强度增加,TOC和LOC大致为梯度降低;草地和灌丛表现为随放牧强度增加先降低再升高,这取决于各植被下牲畜的可进入性和植被对牲畜的可利用性。植被类型下表层土壤碳库管理指数(CPMI)值随放牧强度增加先下降后升高,轻度干扰值最高,下层土壤CPMI值随放牧强度增加梯度下降,下降幅度介于6.2%~70.41%之间。     

黄土丘陵区刺槐、辽东栎林碳氮密度及其分配特征

选取黄土丘陵区刺槐人工林和辽东栎天然次生林2个典型森林群落为研究对象,比较分析了各组分的有机碳和全氮含量与储量及分配特征。结果表明:刺槐和辽东栎林植被层的碳含量总体上呈现沿垂直方向的递减趋势,即乔木层灌木层草本层凋落物层;不同器官部位的碳含量呈现为:叶、干枝根,草本层地上部碳含量高于地下部。氮含量变化趋势不显著。辽东栎林生态系统碳密度为165.86t/hm~2,高于刺槐林生态系统(138.93t/hm2),而两者的氮密度差异不大。两生态系统碳氮密度的各部分排序为土壤乔木层凋落物层林下植被层,土壤层(0—100cm)的碳密度占生态系统碳库总量的51.1%~53.6%,而氮密度占71.4%~84.4%,表明控制水土流失对维持研究区的生态环境及土壤固碳潜力至关重要。     

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。     

西藏色季拉山典型植被类型土壤活性有机碳分布特征

研究土壤活性有机碳含量及分配比例是揭示土壤有机碳库周转及调控机理的重要途径。为探讨不同森林植被类型对土壤活性有机碳库的影响,以西藏色季拉山(西坡)的高山灌丛(AS)、杜鹃林(RF)、急尖长苞冷杉林(AGSF)和林芝云杉林(PLLF)为试验对象,研究了林地土壤总有机碳、总氮含量、各活性有机碳组分及其分配比例。结果表明：高海拔植被类型具有较高的土壤活性有机碳含量和分配比例。在不同植被类型的生态系统中,土壤总有机碳含量、土壤颗粒有机碳和土壤易氧化碳含量均呈现出随土层深度增加而递减的变化趋势。土壤颗粒有机碳含量占土壤总有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量占土壤总有机碳含量的比率范围不同,且随土层深度增加比率减小,且颗粒有机碳分配比例表现的更为明显。土壤颗粒有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量与土壤总有机碳含量和总氮之间的相关性均达到了极显著水平(p＜0.05),土壤颗粒有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量的相关性在在不同土层表现出显著性。     

北京市松山天然油松林生态系统的碳储量

[目的]分析北京市松山地区天然油松林生态系统碳储量,为研究区天然油松林的碳固定和碳储量管理研究提供理论依据。[方法]以北京市松山天然油松林生态系统为研对象,设置标准样地进行乔木。灌木。草本。凋落物调查,采集并分析0—100cm土层土样,根据相关方程计算出生态系统以及各个层次的碳储量。[结果]植物体含碳率变化在42.39%~49.95%,0—100cm土壤含碳率变化在0.26%~1.31%。天然油松生态系统碳储量为147.24 Mg/hm2,其中植被碳储量为57.14 Mg/hm2,占生态系统碳储量的36.7%,植被各层碳储量的顺序为乔木(54.93Mg/hm2)灌木(0.45Mg/hm2)草本(0.29Mg/hm2);土壤碳储量为66.35 Mg/hm2,占生态系统碳储量的46.30%,分别是植被碳储量的1.16倍和凋落物碳储量的2.79倍,且随着土层深度的增加而递减;凋落物碳储量为23.75 Mg/hm2,占生态系统碳储量17%。[结论]松山地区天然乔木对植被碳储量的贡献率最大,松山地区天然油松林植被含碳率表现为:乔木灌木草本凋落物。     

不同类型外源碳添加对灰漠土土壤碳储量的影响

为探究不同类型外源碳长期施用对耕层灰漠土土壤碳储存及固碳潜力的影响。通过田间定位试验设置秸秆不还田处理,即NPK处理(CK);NPK+1.5 t秸秆(NPKS);NPK+1.5 t有机肥(NPKM);NPK+1.5 t棉秆炭(NPKB1);NPK+3.0 t棉秆炭(NPKB2),选取2013—2021年采集的土壤为研究对象。对耕层灰漠土土壤容重(BD)、有机碳密度(SOCD)、有机碳累积速率、有机碳储量(SOCR)和施用年限与有机碳储量之间相关性进行分析。经过9年定位试验结果表明:(1)从2013—2021年BD变化趋势来看,施用NPKS、NPKM、NPKB1、NPKB2与NPK相比,均呈现降低趋势,与NPK相比平均分别降低1.84%,0.86%,5.03%,6.66%。(2)相比NPK,NPKS、NPKM、NPKB1、NPKB2处理中土壤SOCD提升幅度平均分别为12.21%,11.04%,24.14%,46.95%,其中,棉秆炭提升效果显著;累积速率分别提高73.16%,66.95%,133.52%,247.18%。(3)NPKS和NPKM处理相比SOCR增幅分别为11.67%~30.88%,12.2%~33.24%;NPKB1和NPKB2处理SOCR提升效果最为显著,相较于2013年最高提升幅度分别为29.28%,45.44%。 综合来看,秸秆还田、施用有机肥和棉秆炭均是提高灰漠土土壤碳储量的有效措施,其中,添加施棉秆炭处理更有利于灰漠土短期快速提高土壤有机碳固存,棉秆炭自身含有丰富的营养物质,长期添加棉秆炭提高土壤碳固存以及改善土壤肥力、缓解温室效应,从而作为实现碳中和的一种有效途径。     

西藏原始暗针叶林凋落物有机碳释放特征与土壤有机碳库关系研究

结合野外凋落物分解袋法和室内分析试验,对藏东南2种典型暗针叶林—急尖长苞冷杉(Abies georgei var.Smithii)和林芝云杉(Picea likiangensis var.linzhiensis)凋落物的分解和有机碳释放特征进行研究,分析了2种亚高山暗针叶林凋落物有机碳释放速率与土壤有机碳及其组分之间的关系。结果表明:藏东南2种原始暗针叶林凋落物分解均呈现出雨季分解快(4—9月)、旱季分解慢(10—翌年3月),前期分解快(3—9月)、后期分解慢(10—翌年2月)的特征,且冷杉(PLLF)分解速率大于云杉(AGSF),Olson指数衰减模型能够较好地模拟2种暗针叶林凋落物的分解,冷杉(PLLF)和云杉(AGSF)凋落物半分解时间为2.11,2.52年;分解95%时间为8.96,10.84年;2种暗针叶林凋落物中有机碳含量表现出先上升后下降,再平稳降低的趋势,而2种暗针叶林凋落物中有机碳释放速率表现出先短暂富集再释放的模式;2种暗针叶林土壤总有机碳(TOC)及其活性组分(MBC、POC、LOC)含量都具有明显的表聚性(p<0.01),且同一土壤层次内TOC、MBC、POC、LOC互相之间均呈极显著正相关关系(p<0.01);2种暗针叶林凋落物分解进程中有机碳的释放速率与表层土(0—10 cm)中TOC、MBC、POC、LOC含量、10—20 cm土层中的TOC、MBC含量以及20—40 cm土层中MBC含量之间呈现显著的正相关(p<0.05)。     

栓皮栎林与油松林土壤有机碳及其组分的研究

土壤有机碳在可持续森林生产力的维持中起重要作用。本文以北京鹫峰地区栓皮栎林和油松林为研究对象,对土壤有机碳及其组分的含量与密度进行了研究。结果表明,在0~20 cm土层中,栓皮栎林土壤总有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的含量分别达到14.05 g kg-1、2.97 g kg-1和0.38 g kg-1,显著高于油松林。栓皮栎林0~20 cm土层内土壤颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳密度分别较油松林高39.68%、77.77%、145.45%,两植被类型间的的差异均达到了显著水平。在土壤总有机碳中,颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳的分配比例分别为23.60%~41.40%、9.10%~33.33%和1.39%~2.80%。因此,栓皮栎林较油松林更有利于土壤总有机碳和活性有机碳的积累。     

The elevational patterns and key drivers of soil microbial communities strongly depend on soil layer and season

Knowledge about the elevational patterns of soil microbial biomass and communities can facilitate accurate prediction of the responses of soil biogeochemical processes to climate change. However, previous studies that have considered intra- and inter-annual variations have reported inconsistent results on the one hand, and they have paid little attention to the effect of soil layer on the other hand. We, therefore, conducted a 4-year in situ soil core incubation experiment along a 2431-m elevational gradient across the dry valley shrubland, valley-montane ecotone forest, subalpine coniferous forest, alpine coniferous forest, and alpine meadow in an ecologically fragile alpine-gorge region on the eastern edge of the Qinghai-Tibetan Plateau. Soil microbial biomass and community composition in the organic and mineral layers were measured using the phospholipid fatty acids (PLFA) method at five critical periods each year. Our results indicated that soil microbial biomass in the organic layer was the highest in the subalpine coniferous forest, followed by the alpine meadow, alpine coniferous forest, and valley-montane ecotone forest. In contrast, soil microbial biomass in the mineral layer was significantly higher in the alpine meadow than in the other sites. Soil microbial biomass exhibited differential seasonal fluctuations at different elevations, resulting in their elevational patterns being strongly intra-annual and inter-annual dependent. Our results revealed that elevation and seasonality significantly affected soil microbial communities. Seasonality had a more substantial effect than elevation on soil microbial communities during the first 3 years of incubation, whereas the relative importance of seasonal and elevational effects on microbial communities was reversed in the organic layer with incubation time. These results are mainly attributed to the magnitude and direction of effect of environmental variables on soil microbial biomass and communities vary with elevation, soil layer, and sampling time. Briefly, the elevational patterns and dominant factors of soil microbial biomass and communities have intense soil layer and temporal specificity, implying that differential responses of soil biochemical processes to climate change might be observed at different elevations.     

不同松栎混交林土壤溶解性有机碳氮的差异分析

为揭示北亚热带地区不同林分类型的土壤活性碳氮分布特征,在驻马店市南部山区选取4处具有代表性的松栎人工混交林为研究对象,对其0-20 cm土壤的溶解性有机碳（DOC）,溶解性有机氮（DON）等组分进行研究。结果表明:4种林型土壤DOC的含量为麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林 > 马尾松麻栎混交林,DON的含量为马尾松麻栎混交林 > 麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林,不同林分类型间整体上差异性显著（p<0.05）;在垂直剖面上,4种林型土壤DOC和DON均随土层深度的增加而显著性下降（p<0.05）。4种林分类型DOC/SOC,DON/TN,DOC/DON分别以麻栎纯林、马尾松麻栎混交林、麻栎纯林最高,在垂直空间分布上,差异性整体上不显著。土壤DOC和DON与土壤含水率、土壤硬度、速效钾、全氮均呈显著（p<0.05）或极显著（p<0.01）相关性。     

低温季节西南亚高山森林土壤轻组分有机碳动态

轻组分有机碳(LFOC)易受短期土地利用方式和环境变化的影响而被用作土壤有机碳短期环境效应的特征指标。通过西南亚高山均质化土壤在不同覆盖情形(裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪Control)下低温季节原位培养,对0~10 cm和10~20 cm深度LFOC影响的动态分析,结果发现:西南亚高山土壤LFOC平均占该土层总有机碳比例为15.5%;经过一个低温季节,不同处理下的LFOC比例变幅介于13.6%~21.1%;土壤0~10 cm和10~20 cm的LFOC在低温季节波动剧烈且含量高,甚至高于生长季节初期和末期,显示亚高山森林土壤碳动态在低温季节仍然极活跃;0~10 cm土壤中在低温季节凋落物覆雪处理土壤LFOC最低,而其余3个处理裸土除雪、裸土覆雪、凋落物除雪处理下LFOC含量和波动幅度均高于凋落物覆雪处理,表明土壤表面的凋落物和积雪覆盖及其组合显著影响0~10 cm土壤LFOC动态和含量;10~20cm土层LFOC时间动态也存在处理效应,显示地表覆盖同样影响下层土壤的LFOC过程;效应分析显示凋落物、积雪、采样时间、土壤深度及其交互作用对土壤LFOC含量的主效应和交互作用达到显著水平,特别是凋落物和积雪同时存在时抑制土壤LFOC形成而有助于维持土壤有机碳的稳定,而凋落物和/或积雪的消失均导致低温季节土壤LFOC升高。因此,在西南亚高山低温季节地表凋落物和积雪覆盖及其组合变化,将会影响亚高山森林土壤碳的库容量和稳定性。     

五台山高山林线典型植被土壤有机碳特征

在全球变暖背景下,土壤有机碳(SOC)已经成为全球碳循环和全球变化生态学研究热点,特别是高山林线生态交错带这一气候变化敏感区。对五台山高山林线附近亚高山草甸(CD)、华北落叶松林(HL)和云杉×华北落叶松混交林(YH)SOC含量与土壤有机碳密度(SOCD)进行探讨,结果表明:3种植被SOC含量随土壤深度增加而减少,SOCD则与之相反,且其SOC和SOCD分布均具有"表聚效应"。五台山亚高山森林(HL、YH)土壤SOC总含量和总SOCD都高于亚高山草甸(CD),与中国亚高山土壤一致,但与亚洲以外的世界各大洲不同;且五台山亚高山土壤总SOC含量和SOCD与中国亚高山土壤均值近似,大于其他各大洲均值。显著影响五台山SOC的因素(P0.05)与世界尺度亚高山土壤不同,且土壤厚度和气候因子(P0.05)对世界尺度亚高山森林SOC的影响比亚高山草甸/草原土壤(P0.05)显著。因此,五台山亚高山森林土壤固碳能力比亚高山草甸强,其亚高山土壤的SOC总含量和总SOCD在全国范围内处于平均水平,而中国亚高山土壤碳库在世界范围内占据领先地位,但仍需进一步探讨来减少多尺度研究的不确定性。     

川西北高寒地区土壤有机碳含量垂直分布特征

本论文研究了川西北高寒地区三种典型土壤(亚高山草甸土、泥炭草甸土和冲积土)在不同土壤深度有机碳含量、全氮含量、全磷含量、C/N以及C/P的变化,探讨了有机碳含量和全氮含量、全磷含量、C/N以及C/P之间的相关关系。试验结果表明:冲积土和亚高山草甸土有机碳含量、全氮含量和全磷含量随土壤深度的增加都有下降的趋势;但是泥炭草甸土有机碳含量和全氮含量都是随土壤深度增加先下降后升高,在20~40 cm土壤深度时含量最低,而全磷含量随土壤深度的增加而下降。亚高山草甸土、泥炭草甸土和冲积土的有机碳含量都与全氮含量显著相关,其相关系数分别为0.999、0.965和0.992;而冲积土的有机碳含量还与全磷含量和C/P显著相关,相关系数分别为0.902和0.982。