西南地区喀斯特干热河谷地带不同植被类型下小生境土壤碳氮分布特征

通过对西南地区典型喀斯特干热河谷地带乔木林、灌木林及草丛下所覆盖的土面、石面、石沟、石洞、石缝、石槽和石坑7类小生境土壤样品碳氮含量分布特征进行研究,结果表明:研究区域内小生境表层土壤中有机碳和全氮的含量分别介于10.6~103.7 g/kg和1.16~6.39 g/kg之间,变幅较大;不同植被类型下小生境土壤碳氮的含量分布存在明显差异,乔木林下小生境土壤碳氮平均含量较草丛增加100%以上,灌木林下小生境土壤碳氮的空间变异性最小,小生境土壤碱解氮在各植被类型下服从正态分布,有机碳及全氮则服从右偏态分布;小生境相对开放的土面、石面、石坑及石沟普遍较石槽、石缝及石洞土壤有机碳和全氮的含量高,而碱解氮的变化规律不明显。在同种植被类型下,土壤有机碳与全氮、碱解氮、速效磷和碳氮比均表现出良好的相关性。     

亚热带常绿阔叶林土壤溶解性有机碳和微生物量碳对氮磷添加的响应

以安徽省祁门县查湾林场常绿阔叶林为研究对象,研究土壤溶解性有机碳和微生物量碳的季节变化特征及其对氮磷添加的响应。结果表明,0~30 cm土层DOC平均含量在不同月份之间的变化范围为126~298 mg kg-1。中坡林分不同处理土壤DOC平均含量高低顺序为N(300 mg kg-1)N+P(257 mg kg-1)CK(241 mg kg-1),坡顶林分施N处理和N+P处理间的DOC含量接近,差异不显著。中坡和坡顶林分土壤MBC季节变化基本呈双峰趋势,其峰值均出现在2012年11月和2013年3月。中坡林分土壤MBC含量在2013年的1、5、7月施N和N+P处理都低于CK,而坡顶林分MBC含量在2012年7月和9月2013年5月与7月MBC含量都表现为N+PCKN。土壤微生物量碳与土壤溶解性有机碳及土壤有机碳之间呈极显著相关。     

喀斯特森林生态系统的小生境及其土壤异质性

通过对贵州南部茂兰喀斯特森林生态系统中小生境的土壤进行调查及采样分析,探讨喀斯特微地貌的土壤多样性及土壤性质的变化。结果表明:在小生境地表微形态和微地貌空间变异的影响下,石坑、石沟、石缝、石洞和土面的土壤分布及其性质出现明显的水平空间变异。石洞土壤砂粒含量、>5 mm团聚体数量、容重明显高于石坑、石沟、石缝和土面的土壤,而<1 mm团聚体数量、通气孔隙度及腐殖酸、全氮、全磷、有效氮的含量则相反;石坑土壤<1 mm团聚体数量、通气孔隙度及有机碳、腐殖酸、全氮、有效磷、有效钾、有效铜、有效锌的含量显著高于石洞、石沟、石缝和土面的土壤,而黏粒含量、>5 mm团聚体数量、容重则明显低于土面、石沟和石缝的土壤;石沟土壤的黏粒含量显著低于土面和石缝的土壤,而<1 mm团聚体数量及有机碳、腐殖酸、全氮的含量则相反;石缝土壤有机碳、有效钾的含量明显低于土面、石沟的土壤。初步将喀斯特微地貌的土壤类型分为石洞型、石缝型、土面-石沟型和石坑型,其中土面-石沟型土壤分布最多,其次为石缝型。     

滇中尖山河小流域不同土地利用类型土壤活性有机碳分布特征

土壤活性有机碳对土地利用方式最为敏感,定量分析不同土地利用方式对土壤活性有机碳分布特征的影响对流域的土壤碳循环研究具有重要意义。从滇中尖山河小流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种不同土地利用类型角度,系统地分析了0—10,10—20,20—30 cm土层土壤有机碳（SOC）、微生物有机碳（MBC）、易氧化有机碳（EOC）及可溶性有机碳（DOC）的分布特征及其相关性。结果表明:不同土地利用类型下土壤SOC,MBC,EOC,DOC整体均表现为园地 > 林地 > 坡耕地 > 荒草地;4种土地利用类型MBC,EOC,DOC整体上随着土层深度的增加而逐渐降低,且主要分布在0—20 cm土层,在20—30 cm土层含量较低（低于30%）;4种土地利用类型下SOC和MBC,EOC,DOC呈极显著正相关关系,MBC,EOC,DOC两两之间也表现出极显著正相关。综上,退耕还林以及在荒草地种植人工林可作为提高土壤有机碳及活性有机碳含量的有效措施,并将在减少流域水土流失和面源污染、改善土壤质量、恢复土壤肥力等方面起到重要作用。     

不同小生境对喀斯特山区花椒林表土团聚体有机碳和活性有机碳分布的影响

以贵州西南部典型喀斯特地区花椒林下的石缝、石沟、石洞、石槽、石坑及一般土壤为研究对象,对0-20cm土层土壤团聚体有机碳和活性有机碳分布特征进行分析。结果表明,与一般土壤相比,石沟和石坑明显增加了原状土壤和各粒径团聚体土壤有机碳及活性有机碳的含量,而石槽和石洞则有所降低。除石沟外,有机碳含量较高的土壤主要增加了>5mm粒级团聚体含量。随着土壤团聚体粒径的降低,有机碳和活性有机碳呈"∨"形分布,并在<0.25mm粒级达到最大。团聚体对土壤有机碳和活性有机碳的贡献出现2个峰值,分别在5～2mm和1～0.5mm 2个粒级中出现,而<0.25mm团聚体对有机碳和活性有机碳的贡献率最低。相关性分析表明,土壤团聚体活性有机碳含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系(r=0.796),团聚体活性有机碳可以作为衡量喀斯特山区土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标。     

黄土丘陵区坡改梯田土壤碳库组分演变特征

采取时空互代法,以黄土丘陵区不同年限坡耕地改造梯田为研究对象,选取坡耕地为对照,分析了土壤碳库组分的变化过程。结果表明:坡耕地改造梯田后,土壤碳库组分变化显著,并随改造年限呈线性增加,30年后,土壤有机碳(TOC)、重铬酸钾易氧化态碳(EOC1)、高锰酸钾易氧化态碳(EOC2)、水溶性有机碳(DOC)、热水浸提有机碳(HWOC)、K2SO4浸提有机碳(CK2SO4)、碳水化合物(CHO)以及微生物量碳(MBC)较坡耕地增幅分别达146%、213%、196%、97%、246%、240%、234%和134%。相关性分析表明:TOC、EOC1、EOC2、DOC、HWOC、CHO和MBC与土壤主要肥力因子相关性显著,可以作为坡耕地改造梯田中土壤质量的评价指标。研究表明,侵蚀环境下的坡耕地由于受到人为活动的干扰,土壤碳库含量较低,而坡耕地改造成梯田可以提高土壤碳库各组分含量,改善土壤质量。     

森林转换对土壤活性有机碳组分的影响

为了研究林型转换对土壤活性有机碳组分的影响,在安徽皖南地区蔡家桥林场选取了马尾松次生林、湿地松人工林以及杉木人工林3种森林类型,分别采集了0—10,10—30,30—50 cm的土壤,测定了土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)以及土壤理化指标,分析了林型转换后土壤活性有机碳组分变化特征及其与土壤理化因子间的相关关系。结果表明：(1)马尾松次生林转换成湿地松人工林和杉木人工林后主要对0—10 cm土壤活性有机碳组分产生影响,其中土壤SOC,POC,EOC含量均在林型转换后出现下降,DOC含量上升,而MBC在林型转换前后无显著差异。(2)林型转换后各土层POC/SOC均出现下降,DOC和EOC占SOC比例总体呈升高趋势,MBC/SOC则未表现出明显规律。(3)土壤有机碳与活性碳组分以及TN,EC,NH⁺₄-N,NO^-₃-N均呈极显著正相关,各活性碳组分之间也存在极显著正相关关系(p<0.01)。综上,马尾松次生林转换成...     

小兴安岭森林沼泽湿地土地利用变化对土壤活性碳组分的影响

[目的]以小兴安岭森林沼泽为研究对象,研究湿地经过人类活动开垦为农田,和排水造林,以及弃耕地的土壤活性碳组分,为深入了解土壤活性碳组分动态变化及其可能影响全球变暖的机制研究提供科学依据。[方法]选择小兴安岭森林沼泽湿地4种土地利用方式(天然沼泽、排水湿地、弃耕地、农田)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,对比分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物碳(MBC)、易氧化碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)的含量变化和比例关系,并用相关分析法分析土壤有机碳各活性组分之间的关系。[结果]不同土地利用方式土壤有机碳含量随土层深度增加而降低,总体上,在土壤剖面上,天然沼泽的SOC含量大于其他土地利用方式,其他3种土地利用方式之间差异不显著(p0.05)。不同土地利用方式下土壤活性碳组分(DOC,MBC,EOC,POC,LFOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,土壤活性碳组分含量顺序总体上呈:天然沼泽排水湿地弃耕地农田。4种土地利用类型土壤DOC占SOC的比例,在垂直剖面上,无明显规律变化。土壤SOC含量与DOC,MBC,EOC,POC,LFOC之间的相关性均达到显著水平(p0.05)。土壤DOC和MBC之间呈显著性正相关(p0.05),LFOC和POC之间呈极显著性正相关(p0.05),EOC与其他活性碳组分相关性均不显著(p0.05)。[结论]土地利用变化会对小兴安岭森林沼泽土壤活性碳组分产生影响,应该合理开发小兴安岭森林沼泽湿地。     

闽江口湿地土壤有机碳及其活性组分沿水文梯度分布特征

为了解河口潮汐沼泽湿地土壤有机碳(SOC)及其活性组分沿水文梯度分布特征,以闽江口鳝鱼滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis Lam.var.brevifolius Bocklr)湿地土壤为研究对象,测定并分析高、中和低3个不同水淹频率土壤SOC及其活性组分,包括微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)和易氧化态碳(EOC)含量的变化情况。结果表明:不同水淹频率0-20cm土层SOC含量差异明显(P0.05),表现为低水淹频率中水淹频率高水淹频率;土壤有机碳活性组分沿水文梯度分布特征与SOC分布特征相似,并且与SOC均呈极显著正相关(r0.48,n=45),其中EOC和SOC相关关系最好(r=0.88,n=45),说明SOC一定程度上决定了有机碳活性组分的含量,有机碳活性组分也可以反映SOC含量的变化情况;研究区内MBC/SOC、DOC/SOC和EOC/SOC范围分别为0.14%~0.88%,0.1%~0.47%和25.54%~45.02%,MBC/SOC和DOC/SOC随着水淹频率增大而增大,而EOC/SOC则相反,预示着随水淹频率的增加,MBC和DOC周转速率加快,而EOC稳定性增强;此外,SOC及其活性组分还一定程度受到土壤理化性质的影响,均与含水量呈显著或极显著正相关(r0.35,n=45),与容重呈极显著负相关(r-0.39,n=45);土壤pH与SOC和EOC呈极显著负相关(r-0.51,n=45),而电导率(EC)与MBC和DOC呈极显著正相关(r0.46,n=45)。     

干湿交替格局对川西南干热河谷土壤碳氮释放的影响

有机碳和氮素含量低、结构性差等土壤退化特征,是干热河谷土壤退化的普遍现象,漫长旱季与集中雨季使干热河谷干湿交替格局不同于其他区域。通过监测不同干湿交替模式下培养土壤的呼吸、水溶性有机碳(DOC)和水溶性氮(DN)动态,评估干湿交替特征对干热河谷土壤有机碳和氮库退化的影响。结果显示,风干土壤再湿润对土壤呼吸具有激发效应,可使呼吸强度增加1.52~7.13倍;随着干湿交替次数的增加,激发效应随之衰减,经过多次干湿交替后(当周期为3d,则干湿交替5次)降至某一稳定水平,干湿交替周期越长(周期长于12d),土壤再湿润后导致的土壤呼吸激发效应的衰减越不明显。土壤DOC和DN含量同样受再湿润激发,但DOC和DN激发效应滞后于土壤呼吸,干湿交替多次后土壤DOC和DN随之降低并稳定低于最初水平,而随着干湿交替周期延长,DOC和DN在每个干湿交替末期含量变化不明显。这暗示干湿交替尽管可激发土壤DOC和DN释放,但是这种激发效应随干湿交替次数和周期延长而降低,因此对土壤碳氮动态的影响有限,干湿交替格局可能不是干旱河谷土壤有机碳和氮素退化的主要原因。     

银川平原草甸湿地盐土及其盐分分布特征

通过野外观测和室内分析,研究银川平原草甸湿地盐土及其盐分的分布特征,根据土壤表层全盐含量将研究区土壤划分为5个等级,分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ,不同土壤等级的植被类型不同,在土壤Ⅰ中主要分布盐生草本草甸和盐生小灌木草甸,在土壤Ⅱ中主要分布盐生草甸和丛生禾草草甸,在Ⅲ、Ⅳ中主要分布根茎禾草草甸,在Ⅴ中主要分布杂类草草甸和一些低湿草甸;研究区草甸土壤全盐含量在垂直方向上表现出明显的表聚现象,在0~30 cm土层,随着土壤深度的增加,土壤全盐含量急剧下降,在30~70 cm土壤全盐含量的下降则较为平缓;各盐分离子除了HCO_3~–以外,其余各离子均表现出明显的表聚现象,但在不同的土壤等级中,只有Na~+、K~+、Cl~–和土壤全盐的表现一致,均为ⅠⅡⅢⅣⅤ。草甸湿地植物体中也有一定的盐分累积,在植物体中,主要盐分为NaCl、NaHCO_3;在土壤中主要盐分为NaCl、NaHCO_3、Na_2CO_3。     

南方红壤区植被结构类型与降雨模式对林下水土流失的影响

植被和降雨是水土流失的关键因素,探究二者对水土流失的影响对开展水土保持具有重要意义。该研究基于鹰潭红壤生态试验站5种植被结构类型的径流小区2016-2018年93次降雨、径流、泥沙观测资料以及各小区植被结构参数,利用自组织映射(self-organizing maps,SOM)方法,根据雨量、历时、60 min最大雨强、平均雨强、降雨集中性等特征指标划分降雨模式,研究了不同降雨模式和植被结构类型的水土流失特征,并采用冗余分析(RDA)定量研究降雨与植被对林下水土流失的影响。结果表明,SOM方法能客观识别红壤区4种典型侵蚀降雨模式,R_Ⅲ模式(短历时、大雨强、雨量集中)是造成水土流失的主要降雨模式,R_Ⅳ模式(多雨量、大雨强、长历时)最具侵蚀性破坏力;植被结构类型显著影响水土流失,水土保持功能从大到小依次为:灌草混交林、草地、低灌林、乔木林、高灌林。RDA分析表明,降雨模式与植被结构类型能够改变降雨、植被对水土流失的影响,随着降雨模式由弱到强转变,植被的水土保持功能逐渐减小,降雨影响增强,水土流失由植被主控演变为平衡控制、降雨主控;随着植被结构类型由近地表植被向灌木、乔木的变化,植被的调节能力减小,降雨影响增强。     

基于土壤侵蚀的贵阳市喀斯特地区基岩层间节理研究

基岩层间节理研究是探索喀斯特地区土壤侵蚀机理的前提与基础。运用ArcGIS 9.3软件对贵阳市地层资料进行分类、归并、统计,并根据层理类型划分标准,选取层间节理频度Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级为分类指标。在一定比例尺地质图的基础上,按照统计资料,对地质图进行数字化,进一步形成贵阳市层间节理频度分布图、贵阳市碳酸盐岩分布图。结果表明:贵阳市喀斯特地区白云岩面积占全市总面积的36%,石灰岩面积占全市总面积的43%;基岩层间节理频度有Ⅰ级、Ⅱ级、Ⅲ级,其中Ⅰ级占总面积的15%,Ⅱ级占总面积的20%,Ⅲ级占总面积的44%;贵阳市石灰岩地区,层间节理频度不同等级所占的面积由高到低依次为:Ⅲ级>Ⅰ级>Ⅱ级,而白云岩地区,层间节理频度不同等级所占的面积由高到低依次为:Ⅲ级>Ⅱ级>Ⅰ级;贵阳市石灰岩地区易形成高频度层间节理。     

黔中地区不同马尾松群丛植物群落与土壤理化性质特征

为探究黔中地区不同马尾松群丛生境下植物群落与土壤理化性质特征,以黔中地区6种典型马尾松群丛类型样地为研究对象,对植物物种进行了调查。根据各群丛优势种将其命名为马尾松+杉木—茅栗—寒莓群丛(群丛Ⅰ)、马尾松+白栎—茅栗+白栎—寒莓+蕨群丛(群丛Ⅱ)、马尾松+响叶杨—山胡椒+白栎—芒草群丛(群丛Ⅲ)、马尾松+枫香—茅栗—姬蕨+凉山悬钩子群丛(群丛Ⅳ)、马尾松—白栎—荩草+针毛蕨群丛(群丛Ⅴ)、马尾松—白栎+白花悬钩子—芒萁+地果群丛(群丛Ⅵ)。比较不同群丛下植被多样性及土壤理化性质特征,同时探究二者间相互关系。结果显示:调查共记录维管植物120种,隶属62科,99属; 不同群丛植被多样性指数具有明显差异,表现为群丛Ⅳ>群丛Ⅲ>群丛Ⅱ>群丛Ⅰ>群丛Ⅵ>群丛Ⅴ。此外,群丛内各层次多样性存在一定差异。不同马尾松群丛土壤容重、湿度、含水量、pH、全氮、速效氮、全磷、速效磷、速效钾、有机质等均具有显著差异(p<0.05),其中群丛Ⅳ土壤养分显著高于其他群丛类型。CCA分析结果表明:土壤电导率、海拔、郁闭度、容重、有效磷可能是影响马尾松群丛植物物种分布的重要环境因素(p<0.05)。     

基于GIS的帽儿山景观生态综合评价

景观生态综合评价对区域区划有重要的意义,以黑龙江帽儿山为例,以2006年林相分布图、Landsat TM遥感数据、地形图、二类调查数据和其他数据材料为数据源,以GIS为技术手段,选取景观类型破碎度、景观形状指数、土壤侵蚀类型、地形因素（坡度）、土地利用类型、植被盖度指数与气象因子（年降水量）7个指标对研究区域进行景观生态综合评价,在此基础上进行景观生态区划。研究结果表明:（1）全面分析景观生态综合评价指数并进行分级处理和景观区划,分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ级区域,分别代表好、较好、中、较差和差5个级别;（2）不同景观生态综合评价区域面积所占比例的排列顺序为:Ⅱ>Ⅲ>Ⅳ>Ⅰ>Ⅴ,Ⅱ级区域所占的比例最大,在整个研究区域中占据绝对的优势,区域景观生态质量属于较好水平;（3）景观生态质量垂直分异明显,第一、二高程带的景观质量较好,Ⅱ级区域在一、二高程带所占比例较大,在第二高程带达到最大,第三、四和五高程带的景观质量较差。可见基于DEM模型和景观生态综合评价揭示景观生态质量的空间特征。     

喀斯特高原典型小流域土壤有机碳及其组分的分布特征

以贵州省清镇王家寨为喀斯特高原典型样区,采用网格布点法,调查研究了土壤总有机碳（SOC）、可溶性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（MBC）的分布特征。研究结果表明：灌木林地表层土壤SOC、DOC和MBC含量分别为56.86、68.74mg·kg^-1和264.12mg·kg^-1,均显著高于旱地与水田（P〈0.05）;各土地利用方式表层土壤微生物熵（MBC/SOC）值处于0.45%～0.55%之间,土地利用方式对土壤SOC及其组分均有显著影响。协方差分析表明,土壤MBC受土地利用方式和pH的影响较大,土壤SOC和DOC受海拔高度的影响较大。不同土地利用方式下土壤SOC与MBC无相关性,而DOC与MBC的相关性正负各异。3种土地利用方式剖面土壤中,灌木林地0～30cm各土层MBC含量差异显著（P〈0.05）,水田20～30cm土层DOC含量显著低于0～20cm各土层。表层（0～10cm）土壤SOC密度以灌木林地最大,但旱地（155.97t·hm^-2）和水田（107.92t·hm^-2）1m以内土体的有机碳密度显著高于（P〈0.05）灌木林地（76.14t·hm^-2）,结合土层厚度,水田与旱地有机碳储量高于灌木林地。研究表明加强保护灌木林地,对农耕地实行秸秆还田,将有利于区域土壤有机碳的积累和区域生态的恢复,维持区域的可持续发展。     

西南山地流域林地和草地保护评价研究——以贵州赤水河流域为例

根据贵州境内赤水河流域DEM数据、土壤数据、植被数据,分类提取坡度、坡向、植被覆盖度等评价因子,采用层次分析法对流域林地和草地保护区进行了综合评价。采用相等间隔分类后,将流域林地和草地保护区划分为Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类5个等级。研究得出以下结论:（1）贵州赤水河流域林地和草地保护区综合评价得分为1.20~4.69。（2）贵州赤水河流域中上段林地和草地Ⅴ类保护区面积相对较大,下段Ⅰ类保护区面积相对较大。（3）贵州赤水河流域Ⅰ类保护区标准差椭圆空间分布大致呈现南北方向,Ⅱ类保护区基本无空间方向,Ⅲ—Ⅴ类保护区基本呈现东北—西南方向。（4）相等间隔分类后,贵州赤水河流域林地和草地保护区Ⅰ类、Ⅱ类、Ⅲ类、Ⅳ类、Ⅴ类保护区占比分别为10.34%,31.83%,24.25%,27.02%,6.57%。（5）贵州赤水河流域七星关和仁怀林地和草地保护压力较大,赤水林地和草地保护压力相对较小。