黄河三角洲长期人工林地对土壤有机碳库的影响

[目的]探讨黄河三角洲长期人工林对盐碱土壤有机碳库的作用效果,为充分发挥其生态功能与经济效益提供科学依据与技术参考。[方法]以刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林以及刺槐—白蜡、刺槐—白榆和刺槐—臭椿混交林等近30a的7个长期人工林为研究对象,并分别设置标准池,采用多点混合采样法,研究土壤活性有机碳、碳库管理指数的变化规律。[结果]3个混交林地土壤的微生物量碳含量较高,并显著高于其他林地,其中刺槐—白蜡混交林较未造林荒地、刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林分别提高26.16%,17.62%,88.41%,47.99%和21.64%。与未造林荒地相比,长期人工林地的水溶性有机碳含量均明显升高,而在各个不同造林措施中,刺槐—白蜡混交林的水溶性有机碳含量显著高于其他措施。各人工林地较荒地均显著提高了土壤总有机碳含量,其中3种混交林模式的土壤总有机碳含量明显高于对应纯林;同时,林地土壤不同活性有机碳含量的总体变化规律为:惰活性有机碳中活性有机碳高活性有机碳,其中刺槐—白蜡混交林更利于惰性有机碳的积累。此外,各人工林地土壤碳库指数较未造林荒地明显上升,其中刺槐—白蜡混交林的碳库管理指数达最高值,与刺槐—白榆、刺槐—臭椿混交林无显著性差异,但分别较刺槐、白蜡、白榆和臭椿纯林明显高出46.51,34.88,27.55,33.38。[结论]混交林模式较纯林对林地土壤有机碳库的改善效果更显著,对土壤具有较好的培肥作用,并处于良性管理状态,有利于林木的生长发育。     

湘中丘陵区4种森林土壤水溶性有机碳含量及其与土壤养分的关系

为了解亚热带天然次生林保护对森林土壤有机碳库的影响,研究了湘中丘陵区杉木人工林和3种天然次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)土壤水溶性有机碳(DOC)含量季节动态及其与土壤自然含水率、p H、养分含量的相关性。结果表明:土壤DOC含量0~15 cm土层高于15~30 cm土层,秋季土层之间的含量差异最小,土壤DOC的分配比例15~30 cm土层高于0~15 cm土层;马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林土壤DOC含量分别较杉木人工林高3.15%~9.81%,3.85%~8.19%和11.24%~12.00%,夏季不同森林类型之间的含量差异最大;4种森林土壤DOC的分配比例在2.00%~2.54%之间,杉木人工林土壤DOC的分配比例高于3种次生林;4种森林土壤DOC含量季节变化明显,均表现为:春、夏、冬季较高,秋季最低,秋季与春(除杉木人工林外)、夏季之间差异显著;各森林土壤DOC含量与土壤自然含水率、有机碳(SOC)、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量之间呈极显著或显著正相关。可见,地带性常绿阔叶林或天然次生林转变为杉木人工林后,土壤DOC含量下降,土壤DOC含量可作为衡量土壤潜在生产力的敏感指标。     

缙云山不同林地类型土壤特性及其水源涵养功能

通过分析不同林地类型土壤特性及林地枯落物水文特性,对缙云山4种类型(针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林)林地涵养水源功能进行了研究。结果表明,灌木林表土层有机质含量为楠竹林的3.75倍,针阔混交林有机质含量为楠竹林的2.22倍,常绿阔叶林有机质含量为楠竹林的1.53倍。枯落物蓄积量为16.21~32.42t/hm2,枯落物最大持水率次序为针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>楠竹林,最大持水量为灌木林>针阔混交林>常绿阔叶林>楠竹林。土壤非毛管持水量由大到小依次是灌木林(66.2 mm)>针阔混交林(57.52 mm)>常绿阔叶林(47.99 mm)>楠竹林(46.98 mm)。灌木林土壤饱和蓄水量最好,为266.48 mm;针阔混交林较好,为190.4 mm;常绿阔叶林次之,为186.8 mm;楠竹林最差,为1 74.8 mm。灌木林和针阔混交林较楠竹林有更好的涵养水源功能。在今后的森林经营中,应考虑营造灌木林和混交林。     

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。     

不同植被恢复模式对矿区土壤性质的影响

为研究渝西废弃矿区不同植被恢复模式对土壤性质的影响,选择具有典型代表性的针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林四种林地类型,设置标准样地采集土壤样品进行分析。结果发现,绿阔叶林地土壤毛管孔隙度显著低于楠竹林和灌木林,常绿阔叶林总孔隙度显著低于楠竹林和灌木林;四种林分类型土壤分形维数为2.53～2.61,表现为楠竹林灌木林针阔混交林常绿阔叶林;土壤分形维数与总孔隙度、毛管孔隙度呈正相关关系,与非毛管孔隙度呈负相关关系,与0.001～0.005 mm、0.001 mm土壤颗粒含量呈正相关关系,与0.25～1.00 mm粒径土壤颗粒含量呈负相关关系。废弃矿区不同植被恢复模式对土壤性质存在不可忽略的影响,在植被恢复过程中,不仅要考虑植被的成活情况,还要考虑植被对土壤的影响。     

缙云山不同植被类型林下土壤养分含量及物理性质研究

采用野外调查与室内分析相结合的方法,对缙云山不同植被类型林下土壤养分含量和物理性质进行研究。结果表明:缙云山不同植被类型林下土壤随深度增加其pH值呈逐渐增大趋势,而有机质含量逐渐降低,有机碳含量呈现下降的趋势;土壤养分全量,除常绿阔叶林、针阔混交林、灌木林土壤养分全钾含量外,自上而下土壤养分全量逐渐降低;灌木林地的碱解氮和有效磷含量最高,常绿阔叶林地的速效钾含量最高。灌木林地、针阔混交林地和农地土壤质地为轻粘土,阔叶林地与楠竹林地土壤质地为中壤土,以A层为例,物理性粘粒(<0.01mm)含量依次为:农地(68.34%)>灌木林(62.38%)>针阔混交林(56.82%)>常绿阔叶林(51.78%)>楠竹林(24.52%)。土壤总孔隙度变动范围在56.82%～78.23%之间,非毛管孔隙度变动范围在11.31%～16.21%之间,非毛管孔隙度表现为:灌木林>针阔混交林>楠竹林>常绿阔叶林>农地。土壤微团聚体主要分布在0.01～0.5mm之间,以A层为例,团聚度大小为灌木林(57.45%)>农地(对照)(53.85%)>针阔混交林(50.16%)>常绿阔叶林(31.46%)>楠竹林地(6.4%),分散系数为灌木林(15.82%)<农地(对照)(21.02%)<针阔混交林(36.43%)<常绿阔叶林(42.74%)<楠竹林(43.17%)。研究结果可为森林土壤的合理利用,三峡库区的生态环境建设和保护提供一定的依据。     

闽北不同类型毛竹林土壤水分时空变化规律

[目的]揭示不同林分土壤空间和不同位点上的水分时空变化规律,旨在为毛竹林合理经营提供科学依据。[方法]采用野外定点观测法,以闽北地区竹杉混交林(Ⅱ)、毛竹纯林(Ⅲ)、竹阔混交林(Ⅳ)3种不同类型毛竹林为研究对象,杉木纯林(Ⅰ)和常绿阔叶林(Ⅴ)为对照开展试验。[结果]各林分的土壤含水量的季节变化基本与研究区域的降雨和蒸发季节变化一致,每月平均土壤含水量在22.98%~37.88%之间,年均土壤含水量排序为:常绿阔叶林(31.95%)竹杉混交林(30.46%)竹阔混交林(30.10%)杉木纯林(29.78%)毛竹纯林(29.31%)。空间垂直变化上,常绿阔叶林地各层土壤含水量之间差异显著(p0.01),随着土壤层深度的增加土壤含水量逐渐降低,但是其他林分不同土层土壤含水量之间的差异不显著。[结论]林分类型和土层深度对土壤含水量的共同作用有差异,但未达到显著水平,林内降雨量是影响土壤含水量的直接因子。     

杉木取代阔叶林后林下水源涵养功能差异评价

为研究杉木人工林取代常绿落叶阔叶混交林后土壤水源涵养能力的变化,采用室内浸水法和环刀法分别研究杉木纯林和常绿落叶阔叶混交林的枯落物与土壤的持水特性。结果表明:(1)枯落物平均蓄积量表现为常绿落叶阔叶混交林(3.42 t/hm~2)杉木纯林(3.12 t/hm~2),枯落物平均厚度表现为杉木纯林(9.17 cm)常绿落叶阔叶混交林(5.42 cm)。(2)最大持水量表现为常绿落叶阔叶混交林(6.23 t/hm~2)杉木纯林(5.57 t/hm~2),最大持水率也表现出相同的规律,即常绿落叶阔叶混交林(184.40%)杉木纯林(179.50%);有效拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(4.48 t/hm~2)杉木纯林(4.13 t/hm~2),最大拦蓄量表现为常绿落叶阔叶混交林(5.41 t/hm~2)杉木纯林(4.97 t/hm~2)。(3)枯落物层的吸水量与浸水时间符合对数函数Q=aln(t)+b,而吸水速率与浸水时间符合指数函数V=at~b,常绿落叶阔叶混交林的蓄水能力强于杉木纯林。(4)土壤水分最大吸持贮水量表现为常绿落叶阔叶混交林(43.58 mm)杉木纯林(41.88 mm),可以看出常绿落叶阔叶混交林内的土壤可以更好地为植被提供良好的水分供其生长;土壤水分最大滞留贮存量表现为常绿落叶阔叶混交林(8.20 mm)杉木纯林(10.22 mm),即杉木纯林内的土壤具有更好的涵养水源能力。从枯落物最大持水量、有效拦蓄量以及土壤毛管孔隙度、非毛管孔隙度等多个因素的计算综合推断可知,杉木人工林水源涵养能力优于常绿落叶阔叶混交林。     

不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响

植被覆盖通过其输入有机物料的差异影响着土壤养分和微生物活性,进而对其土壤的团聚过程和有机碳的矿化产生影响。该文通过对重庆缙云山四种植被类型覆盖(灌草丛、楠竹林、常绿阔叶林、针阔混交林)下土壤团聚体碳分布以及土壤有机碳矿化的分析,探讨了植被覆盖对这两者的影响以及两者的相互联系。植被覆盖影响着土壤有机碳矿化过程和团聚体碳分布。就土壤有机碳矿化累积量(42天)而言,表现为灌草丛常绿阔叶林针阔混交林楠竹林。不同植被覆盖土壤有机碳日均矿化速率在培养前期(前8天)差异较大,之后则趋于一致。除灌草丛土壤外,楠竹林、常绿阔叶林和针阔混交林覆盖土壤团聚体均以0.25～2 mm和0.25 mm团聚体为主,其总量达到65%以上。土壤团聚体平均重量直径表明灌草丛土壤结构稳定性要优于其它植被覆盖土壤,而楠竹林土壤结构稳定性最差。除灌草丛土壤外,0.25 mm团聚体是土壤有机碳的主要载体;其次是0.25～2 mm团聚体。简单相关和多元回归分析,表明土壤有机碳矿化系数与0.25 mm团聚体含量成负相关,与5 mm团聚体有机碳库成正比。因此,土壤团聚体对有机碳保护作用是土壤有机碳分配和矿化分解综合作用的结果。     

亚热带区域几种典型人工林生态系统林地土壤质量评价

针对不同经营模式对林地土壤的物理性质、化学性质和生物学性质的影响,采用主成分分析方法直观定量地研究了亚热带区域几种典型人工林生态系统林地的土壤质量指数和土壤退化指数,揭示了土壤质量指数之间的相关性和差异性、以及土壤退化指数之间的相关性和差异性,并很好地识别出了土壤质量指数和土壤退化指数的主要成分。分析结果基本上反映了不同生态类型林地土壤质量状况,主成分分析土壤质量指数得分以常绿阔叶林最高,其次是混交林和阔叶纯林,连栽杉木纯林最低;主成分分析土壤退化指数表明,与次生常绿阔叶林比较,其中连栽杉木纯林退化幅度最大,而混交林和阔叶纯林次之。从而对其林地土壤质量进行了准确评价,为杉木人工林的可持续利用提供直接依据,并为亚热带区域人工林生态系统林地土壤质量评价提供参考。     

Changes in soil quality due to introduction of broad-leaf trees into clear-felled Chinese fir forest in the mid-subtropics of China

Abstract. After clear-felling of a first generation Chinese fir ( Cunninghamia lanceolata ) forest, mixed stands of Chinese fir and Michelia macclurei (a broadleaf tree) (MCM), pure M. macclurei stands (PMS) and pure Chinese fir stands (PCS) were established in 1983. The effects on soil were evaluated 20 years after planting by measuring physicochemical, microbiological and biochemical parameters. Both broadleaf monoculture and mixtures of broadleaf and conifer exerted a favourable effect on soil fertility. A soil quality index (SQI) decreased in the order: PMS (0.62) > MCM (0.57) > PCS (0.41). Improvement in soil quality, enhanced biological activity and forest productivity demonstrated that mixed stands are an effective measure to maintain sustainable forest productivity, as well as to control soil degradation under successive stands of Chinese fir. In addition, since the microbiological and biochemical parameters measured were sensitive to the forest management, they may be potential indicators for assessing the sustainability of different management systems. The results also showed that total organic carbon, cation exchange capacity and microbial biomass carbon are effective indicators of the improvement or deterioration of soil quality under forest.     

人工林代替天然林后土壤碳库的变化

Changes in soil carbon pools under Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) and bamboo (Phyllostachys pubescent) plantations substituted for a native forest (Quercus acutissima, Cyclobalanopsis glauca, Cas-tanops~.s sclerophyUa, Platycarya strobilacea, Lithocarpus glaber) were studied on the hills with acid parent rock and soils classified as red soils (Ferrisols) in Huzhou, Zhejiang Province of east China. It was found that total soil organic carbon (TSOC), easily oxidisable carbon (EOC) and water-soluble organic carbon(WSOC) under bamboo plantation were increased, but microbial biomass carbon (MBC) was decreased. On the contrary, Chinese fir induced declines of all fractions of C including TSOC, EOC, WSOC and MBC.The percentages of the active fractions of soil C (EOC and WSOC) were increased in the plantations as compared to the native broad-leaved forest, but proportions of soil organic C as MBC were decreased. It could be concluded that bamboo plantation had a great ability of not only fixing C but also accelerating soil C pool cycle, improving nutrient and microorganism activity; therefore, it is a good ecosystem and could be recommended for wide development. Chinese fir would shrink the soil C pool and deteriorate sou biological fertility, so it did not benefit CO2 fixing and land sustainable utilization.     

Carbon Mineralization of Soils from Native Evergreen Broadleaf Forest and Three Plantations in Mid‐subtropic China

Mineralization of soil organic carbon (C) plays a key role in supplying nutrient elements essential to plant growth. Changes of C mineralization of mixed stands of Chinese fir and Michelia macclurei (a broadleaf tree), pure M. macclurei stands, and pure Chinese fir (Cunninghamia lanceolata) stands established in 1983 after clear‐felling of a first‐generation Chinese fir forest were analyzed in Huitong, Hunan Province, China, and compared with those of a stand of native secondary evergreen broadleaf forest (NBF). The results showed that NBF soil had the greatest C mineralization. Mixture of Chinese fir and M. macclurei had no effect on total soil organic C in comparison with pure Chinese fir plantation, but significantly increased C mineralization from soils was detected in this study. This positive influence on C mineralization could be explained by the increase of soil labile C pools and soil microbial biomass and activity. From the analysis of C mineralization, soil microbial properties, and labile organic C, mixtures of broadleaf and Chinese fir can be considered to be an effective sustainable management model for a Chinese fir plantation. Given strong correlations with microbiological and biochemical characteristics of soils and an easier process of determination, hot water extraction, hot water–extractable C (HWC) could be used as an integrated measure of forest soil quality in mid‐subtropics.     

亚热带不同林龄次生林与杉木林土壤氮淋溶损失特征

为分析不同林龄亚热带常绿阔叶次生林和杉木(Cunninghamia lanceolata)种植对土壤氮淋溶的影响,采用土柱微宇宙原位培养,分别比较9年生和45年生次生林(以米槠Castanopsis carlesii为建群种)之间、米槠和杉木人工林(均为9年生)之间的土壤总氮、硝态氮和铵态氮浓度及通量。结果表明：(1)4种类型森林土壤总氮和硝态氮浓度均表现为45年生次生林>9年生次生林>杉木人工林>米槠人工林;铵态氮浓度则为45年生次生林>杉木人工林>9年生次生林>米槠人工林。(2)4种类型森林土壤总氮和硝态氮的淋溶通量在整个试验期表现为9年生次生林>45年生次生林>杉木人工林>米槠人工林;5—8月4种类型森林土壤氨态氮淋溶通量差异较大,但大体上表现为杉木人工林>45年生次生林>9年生次生林>米槠人工林。(3)9年生和45年生次生林、米槠人工林、杉木人工林土壤总氮年淋溶量分别为14.24,13.27,7.26,10.97 [g/(m²·a)],硝态氮年淋溶量分别为10.88,9.97,5.35...     

江西信丰森林健康示范区主要林分类型土壤水源涵养功能

为了研究江西信丰森林健康示范区林下土壤的水源涵养功能,本文主要采用环刀法,比较分析了6种主要林分土壤孔隙度、持水量、渗透性等水文指标。结果表明:6种林分土壤最大持水量为880.88～1 007.36t/hm2,其大小顺序为:毛竹林>杉木林>常绿阔叶林>火炬松林>湿地松林>马尾松林;各林分土壤的入渗过程均可用Horton入渗模型进行较好拟合,各层土壤初渗和稳渗速率分别变动于0.163～4.433mm/min和0.112～1.788mm/min,毛竹林土壤渗透性较好,火炬松较差。6种主要林分土壤水源功能的大小顺序为:毛竹林>杉木林>湿地松林>常绿阔叶林>马尾松林>火炬松林。     

南亚热带杉木林改造不同树种配置模式的土壤质量评价

为探明不同树种配置对杉木纯林改造中土壤质量的影响,以南亚热带地区不同树种配置、林龄11 ～12a的杉阔混交林为研究对象,以林龄13a杉木纯林的土壤化学性质为对照,比较不同林分0～ 25 cm土层的土壤理化性质以及微生物生物量碳和氮,并基于主成分分析,综合评价不同杉阔混交林的土壤质量.结果表明:混交林土壤pH值为4.15 ～4.71,速效氮和速效磷质量分数分别为81.4 ～ 152.8和0.93 ～ 2.39 mg/kg,杉木林pH值为4.06,速效氮和速效磷质量分数分别为30.8和0.76 mg/kg,前者比后者有不同程度的升高;全磷质量分数除林分C(0.45g/kg)较高外,其余混交林(0.14 ～0.32 g/ks)均小于杉木林(0.34 g/kg);其他指标在不同林分间无一致变化规律.杉阔混交林的土壤质量指数介于0.25～0.64之间;其中,米老排+枫香+香樟+盆架子+杉木、米老排+香樟+阴香+火力楠+杉木、米老排+枫香+香樟+尖叶杜英+杉木3种树种配置的土壤质量指数均大于0.6,表现出较强的土壤改良能力;米老排和香樟树种的土壤改良能力较强,而海南蒲桃和大叶紫薇较差.3种土壤质量指数较大的树种配置,可在我国南亚热带地区的杉木纯林改造中推广应用.     

南岭山地土壤有机碳及组分海拔梯度变化特征

  目的  为了解我国亚热带山地土壤有机碳及组分海拔梯度变化规律及影响因素。  方法  以南岭国家级自然保护区不同海拔（400? ~ 1650?m）山地土壤为研究对象,调查了土壤有机碳及组分在不同土层深度的分布及密度特征,分析了土壤理化因子的影响。  结果  （1）总有机碳、易氧化碳、颗粒有机碳、惰性有机碳含量在相对较高海拔土壤中的含量整体更高,并在针阔混交林土壤中出现最大值,而水溶性有机碳含量则在低海拔的沟谷常绿阔叶林土壤中最高。（2）有机碳及组分含量随土层深度的增加呈明显下降趋势,随海拔变化幅度最大的组分为水溶性有机碳,随深度变化幅度最大的为颗粒有机碳,不同组分占总有机碳的比例在不同海拔和深度上的变化规律有所差异。（3）南岭山地土壤有机碳密度范围为8.81 ~ 26.59?kg m?2,整体略高于与其位置相近的山地土壤,有机碳及组分密度随海拔变化趋势与各自在土壤中的含量分布规律较为类似。（4）pH、黏粒含量、全氮与有机碳及组分含量的相关性较好,RDA分析结果表明全氮、全磷与土壤含水率对有机碳及组分变化的解释量占比较高。  结论  南岭山地土壤有机碳及组分具有明显的海拔梯度变化特征,土壤理化性质是影响有机碳及组分分布的重要因素。     

江西大岗山3种林型土壤水分物理性质研究

对江西大岗山林区常绿阔叶林、杉木人工林和毛竹林土壤的容重、孔隙度、持水量和贮水量等物理性质进行了研究。结果表明:(1)常绿阔叶林、毛竹林和杉木人工林的土壤容重均随深度的增加而增加。在0~80 cm的土层中,杉木人工林、常绿阔叶林和毛竹林的土壤容重分别为1.29 g/cm3,1.24 g/cm3和1.20 g/cm3。(2)随土层深度的增加,3种林型土壤的总孔隙度、毛管孔隙度、饱和持水量和毛管持水量均逐渐降低。(3)在0~80 cm的土层中,常绿阔叶林的土壤总孔隙度和非毛管孔隙度最大,毛竹林次之;而常绿阔叶林土壤的毛管孔隙度最小,毛竹林最大。(4)在0~80 cm的土层中,3种林型土壤的饱和持水量、毛管持水量和非毛管持水量均为毛竹林>常绿阔叶林>杉木人工林。在0~80 cm的土层中,3种林型土壤的现有贮水量和饱和贮水量均为常绿阔叶林>杉木人工林>毛竹林。(5)毛竹林在0~40 cm土层中,土壤物理性质明显优于另外两种林分。