不同土地利用方式对大汶河沿河沙地SOC库的影响

为揭示大汶河沿河沙地不同土地利用方式土壤有机碳(SOC)库的差异特征,探讨了杨树、刺槐、农田以及撂荒地4种土地利用方式下SOC含量、活性有机碳含量(LOC)以及碳库管理指数(CMI)的变化情况。结果表明:各样地0-60cm的SOC含量均呈现由表层向深层逐渐降低的趋势,各样地SOC含量平均值分别为杨树林地(4.70g/kg)刺槐林地(3.17g/kg)荒地(2.85g/kg)农田(1.42g/kg)。与荒地相比,杨树林地、刺槐林地0-20cm土层土壤LOC显著增加,增幅分别为41.3%和18.2%;农田土壤LOC含量则显著低于荒地土壤LOC含量,降幅为33.4%;20-40cm杨树林地与刺槐林地土壤LOC含量杨树林地与刺槐林地土壤LOC含量之间无明显差异,杨树林地、刺槐林地和农田的LOC降幅分别为22.3%,29.8%和60.9%;40-60cm土层,4种土地利用方式间土壤LOC含量差异不显著,仅农田土壤LOC含量略低于其他3种利用方式的LOC含量。0-60cm仅刺槐土层CMI与荒地差异不显著,杨树林地和农田均显著提升了CMI。综上所述,从提高LOC含量以及CMI等方面考虑,应该加快大汶河沿河沙地土地利用方式的转变,注重对杨树林等的利用和优化管理。     

黄土丘陵半干旱区人工柠条林土壤固碳特征及其影响因素

为了探讨黄土丘陵区不同生长年限的人工柠条林地土壤有机碳含量的变化特征及其影响因素,更好地阐明黄土丘陵区柠条林土壤的固碳机理,本文采用时空替代法,以撂荒2 a的坡耕地为对照,对黄土丘陵半干旱区不同林龄(10 a、17 a、26 a、34 a、40 a、50 a)人工柠条林地土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)、全磷(STP)及柠条林的根系生物量和枯落物现存量进行了分析。结果表明:1)在0~60 cm的土层剖面上,0~20 cm土层SOC含量明显高于其他土层,并随土层深度的增加逐层递减,其中柠条林地0~20 cm土层SOC含量变化幅度为2.68~11.44 g·kg-1,而40~60 cm土层SOC含量仅在1.64~2.73 g·kg-1波动;与对照相比,随林龄增加柠条林地0~60 cm土层平均SOC含量先减小后增加最后趋于平稳:10 a和17 a柠条林SOC含量比对照显著降低了34.5%和26.9%,26 a柠条林的SOC含量显著升高,其值是对照的1.43倍,40 a和50 a柠条林SOC含量处于积累与消耗相对稳定的状态。2)对SOC含量与STN、STP含量及根系生物量和枯落物现存量进行相关性分析表明,SOC含量与STN含量、根系生物量及枯落物现存量之间存在极显著线性相关,但与STP含量相关性不明显,说明土壤中氮含量的增加能明显提高土壤的固碳能力,而根系生物量和枯落物现存量的多少能够决定土壤的固碳水平。     

黄土丘陵半干旱区人工林细根分布特征及土壤特性

采用连续钻取土芯法对黄土丘陵半干旱区典型林分和荒坡地进行了根系采样,分析了人工林生长发育过程中的细根垂直分布特征及其土壤特性.结果表明,7个林分细根的生物量、根长密度、表面积、比根长等形态测定参数均具有明显的垂直分布特征,即随着土层深度的增加而显著减小.0-60 cm土层的平均值,细根生物量、根长密度、细根表面积指标均以14龄沙棘林最大,30龄刺槐林次之,10龄刺槐林最小,比根长则以10龄刺槐林最大,14龄沙棘林与30龄刺槐林最小.不同类型林分150 cm以下土层均存在明显的干层现象,乔灌种差异对其影响很小,随着林龄的增加,土壤干燥化程度增加;乔木刺槐林对土壤容重的改善作用大于2种灌木林,随林龄增加改善土壤容重的深度增加;不同林分土壤有机碳垂直分布特征与根系一致,0-60 cm土层的土壤有机碳平均含量,以24龄沙棘和50龄柠条林最高,10龄刺槐林最低.     

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.     

陇东黄土高原农田土壤微生物量碳和颗粒有机碳剖面分布特征

采用野外调查采样与室内分析相结合的方法,对陇东黄土高原农田黑垆土微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）的剖面分布特征进行了研究。结果表明:不同剖面土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量随土层变化差异显著或极显著,主要集中在0—20 cm和20—40 cm土层,呈明显的表聚现象;0—60 cm土层MBC含量随着土层深度增加而减小;随着海拔高度增加,0—20 cm土层MBC含量整体呈增加趋势,变化范围为180.92～282.53 mg/kg;POC含量在0—20 cm和20—40 cm土层的变化范围分别为1.02～1.68 g/kg和0.25～0.96 g/kg,40 cm以下土层颗粒有机碳含量较低;剖面中不同土层深度微生物量碳、颗粒有机碳占总有机碳（SOC）的比例在 0—20 cm和20—40 cm土层均显著或极显著高于其它土层,MBC/SOC变化范围分别为2.29%～3.70%和1.00%～2.11%,POC/SOC的变化范围分别为13.46%～19.13%和5.08%～16.16%,剖面MBC/SOC与MBC、POC/SOC与POC随土层的变化规律均一致,MBC/SOC和POC/SOC可以作为反映土壤剖面质量变化的指标。     

黄土丘陵区不同退耕还林地土壤颗粒结合态碳库分异特征

为揭示黄土丘陵区不同退耕还林土壤有机碳库差异及变化机制,比较分析了15 a生刺槐、山杏、杨树、沙棘、柠条5种退耕还林地土壤砂粒(≥53~2000μm)、粉粒(≥2~53μm)、黏粒(2μm)结合碳的质量分数与分布变化状况。结果表明,与坡耕地比较,不同退耕林地从表层0~10cm到40~60 cm土层土壤总有机碳质量分数增加了1.0~1.9 g/kg,砂粒碳、粉粒碳、黏粒碳质量分数分别增加了0.5~0.1、1.0~0.6、0.4~0.3 g/kg。同时,各林地0~20 cm土层土壤总有机碳和粉粒碳密度差异为杨树=柠条沙棘山杏刺槐,两种碳库增幅分别为2.4~5.8和1.2~3.5 Mg/hm2;但不同林地该土层黏粒碳和砂粒碳基本无显著差异,平均增幅分别为0.7和0.9 Mg/hm2。土层深度为0~60 cm时,土壤总有机碳、粉粒碳、黏粒碳密度均表现为沙棘=杨树=柠条山杏=刺槐,3种碳库增幅分别7.1~12.1、3.8~6.8、1.8~3.2 Mg/hm2;该土层砂粒碳密度在不同林地间仍无显著差异,平均提高了1.5 Mg/hm2。不同林地土壤颗粒碳组分占全有机碳比例均以粉粒碳最高(56.8%)、黏粒碳次之(29.3%),砂粒碳最低(13.8%)。综上,不同退耕林地均以粉粒碳为土壤碳库变化和累积的主要形式,但以刺槐和山杏林提升退耕土壤总有机碳及颗粒碳组分库效应最明显,可作为该区域优选的退耕还林生态固碳技术。     

陕北黄土区衰退沙棘人工林改良土壤的作用

为研究衰退沙棘人工林对土壤的改良功能,对陕北黄土区衰退沙棘人工林分轻度、中度、重度3种衰退类型进行了研究。结果表明:(1)3种衰退类型沙棘人工林0—60cm土层土壤速效磷、速效钾含量较对照均有提高。(2)轻度衰退沙棘人工林对40—60cm土层土壤有效氮,0—20cm速效磷含量有显著提高作用。对20—40cm土层土壤有效氮含量有极显著提高作用(由14.23mg/kg增至22.39mg/kg)。中度衰退沙棘人工林对20—60cm土壤有机质、有效氮有显著提高作用。重度衰退沙棘人工林对0—20cm土壤全氮含量的提高作用显著低于对照坡面。(3)3种衰退类型沙棘人工林对20—40cm土层速效磷含量的作用表现为中度衰退沙棘人工林最大,其次是轻度衰退沙棘林。其他土层则表现为随着衰退程度加深,沙棘人工林对土壤改良作用减弱。     

黄土丘陵区柠条人工林土壤有机碳动态及其影响因子

以黄土丘陵区柠条人工林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨柠条生长过程中土壤有机碳储量的变化规律。结果表明:1)土壤有机碳主要分布在0～20 cm土层,占0～50 cm土层总储量的49%～63%;2)相对于对照地,柠条林地土壤有机碳储量随柠条生长年限的增加先减小再升高最后趋于稳定,10、26、40、50 a柠条林地土壤总有机碳储量分别为1.555、3.236、2.775、2.444 kg/m2,26 a林地土壤有机碳储量最高,随林龄增大其变化趋于稳定;3)相关性分析结果表明,土壤有机碳质量分数与土壤密度之间呈显著负相关关系,各林地土壤密度随柠条生长年限的增加而减小,说明柠条可以通过改变土壤性质间接增加土壤总有机碳储量,土壤有机碳质量分数与根系生物量、土壤全氮质量分数之间呈极显著正相关关系,说明柠条的根系生长和固氮特性有助于有机碳的积累。     

黄土高原人工沙棘林恢复阶段土壤黑碳、颗粒有机碳的积累

对黄土高原沟壑区人工沙棘林不同恢复阶段土壤中的黑碳(BC)、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)和颗粒有机碳(POC)、稳定性有机碳(SOC)、矿质结合态有机碳(MOC)的空间分布和积累进行研究.结果表明,不同恢复阶段人工沙棘林的土壤BC、POC、LOC、TOC由表层至下层均呈显著降低规律,SOC、MOC由表层至下层均呈显著上升规律.不同恢复阶段0-10 cm土层表现为MOC＞ SOC＞ BC＞POC＞ LOC,10-20 cm土层表现为SOC＞ MOC＞ BC＞ POC＞ LOC,20-30 cm土层表现为SOC＞ MOC＞BC＞ POC＞ LOC.不同恢复阶段人工沙棘林土壤BC/TOC以0-10 cm土层最低,随恢复阶段的延长而下降.不同恢复阶段LOC/TOC、POC/TOC由表层至下层呈明显降低规律.不同恢复阶段在0-10 cm,10一20 cm土层中,BC/TOC随恢复年限延长呈下降趋势,而POC/TOC呈上升趋势,恢复年限对LOC/TOC均无影响,且两土层呈现一致的规律.20-30 cm土层中,恢复年限对POC/TOC无影响.BC/TOC随恢复年限延长呈明显下降趋势,LOC/TOC则呈现凹形分布.     

人工柠条灌丛行间距对荒漠草原土壤有机碳含量空间分布的影响

以天然荒漠草原(CK)为对照,在6m行间距(BD),3m行间距(MD),1.5m行间距(SD)人工柠条灌丛水平方向上按照灌丛根围、灌缘和灌丛间取样,垂直方向上按照0-10cm,10-20cm,20-40cm,40-60cm,60-80cm,80-100cm取样,系统开展土壤有机碳(SOC)空间分布格局研究,探讨不同行距人工柠条灌丛对荒漠草原SOC空间分布的影响。结果表明:4种样地SOC含量垂直方向分布格局均表现为先上升后下降,而且SOC含量在80-100cm土层最低,但是BD和MD人工柠条灌丛均以40-60cm土层SOC最高,而SD和对照样地在20-40cm土层最高,3种不同行间距柠条灌丛SOC主要存储于20-60cm土层中,天然荒漠草原SOC主要存储于0-40cm土层中,0-100cm土层SOC平均含量为SDMDBDCK,分别比对照高16.13%,14.64%和12.41%;水平方向分布格局为0-20cm土层3种柠条灌丛根围、灌缘、灌丛间的SOC含量低于对照,SD和MD柠条灌丛表层根围土SOC含量高于对照,20cm土层以下3种不同行间距柠条林根围、灌缘和灌丛间SOC均明显高于对照。上述结果说明,人工柠条灌丛能够增加荒漠草原SOC含量,随行间距的增大其增加效果减弱,垂直方向的增加效应集中在柠条灌丛20cm土层以下,同层相比水平方向增加效应表现为根围灌缘灌丛间,根围土增加效果最为显著,1.5m小行距柠条灌丛无论在水平方向还是在垂直方向上影响最大。     

黄土丘陵半干旱区典型人工林土壤水分特征

在黄土丘陵区选取不同林龄典型人工乔木林刺槐,灌木林沙棘、柠条,并以经过30 a多自然演替形成的荒坡草地作为对照,研究了人工林地土壤水分特点.结果表明,(1)人工林地总体持水能力较差,不同类型林地土壤持水能力顺序:刺槐林>沙棘林>柠条林,随着林分的生长,土壤持水能力均有增强的趋势;(2)土壤的导水能力随着林龄的增加有明显提高,林龄较接近时,刺槐林较沙棘林和柠条林饱和导水率大;(3)随着林分生长,林地土壤饱和含水量值增大,林地蓄水能力增强;(4)与荒坡对照相比,人工林改善土壤持水、导水能力的效果不一定有生态系统自我修复作用形成的植被群落好.     

黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系研究

为了探明黄土高原不同植被群落多样性与土壤有机碳密度关系,在黄土高原纸坊沟小流域选取几种典型的植被群落(刺槐Robinia pseudoacacia、铁杆蒿Artemisia gmelinii、长芒草Stipa bungeana、狼牙刺Sophora davidii和柠条Caragana korshinskii),野外调查了植被多样性,同时室内测定0—100 cm土壤有机碳含量、密度以及相关土壤环境因子。结果显示:(1)不同植被群落多样性指数(Margalef丰富度、Mclntosh均匀度和Shannon-Wiener多样性)表现出相同的变化特征。柠条和刺槐群落差异不显著(p>0.05),二者显著低于其他植物群落(p<0.05),长芒草和狼牙刺群落最高,二者之间差异不显著(p>0.05),显著高于其他植物群落(p<0.05); 不同植物群落Simpson优势度指数呈现出相反的变化趋势,刺槐>柠条>铁杆蒿>狼牙刺>长芒草。(2)不同植物群落土壤全氮含量、微生物量碳、微生物量氮、速效养分(硝态氮、铵态氮、速效磷)大致表现为相同的变化特征,均表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他群落,而柠条和刺槐群落土壤养分含量低于其他植物群落,不同植物群落土壤pH值表现出相反的变化特征。(3)在垂直方向,土壤有机碳密度随土层深度的增加而逐渐减小,80—100 cm土层土壤有机碳密度最低(p<0.05),0—20 cm土层土壤有机碳密度最高,表现出明显的“表聚性”,相同土层土壤有机碳密度大致表现为长芒草和狼牙刺群落高于其他植物群落。(4)相关性分析显示,不同植物群落多样性指数与有机碳和有机碳密度呈显著或极显著的正相关。冗余分析显示,土壤pH值和微生物量碳含量是主导植被多样性和土壤有机碳密度重要驱动因子; 双因素分析表明植被类型和土层深度对土壤有机碳含量和密度具有显著的影响(p<0.05)。     

黄土丘陵区不同土地利用类型下深层土壤轻组有机碳剖面分布特征

以黄土丘陵区林地（刺槐和柠条）、 撂荒地及坡耕地3种土地利用类型为研究对象,以浅层土壤（0100 cm）为对照,采用有机碳密度分组法对不同利用类型深层土壤（100400 cm）轻组有机碳含量及其分配比例进行了研究。结果表明, 1）3种土地利用类型土壤轻组有机碳含量及其分配比例随土壤深度的增加而显著下降,其含量的变化范围为0.09~1.76 g/kg,分配比例变化范围为4.19%~32.24%;各利用类型下亚深层（100200 cm）、 深层（200400 cm）土壤轻组有机碳含量为浅层的12.4%~39.8%,分配比例为浅层的28.7%~66.2%;随土层深度增加,轻组有机碳含量及其分配比例的降幅在不同土地利用类型下表现为刺槐林地＞撂荒地＞柠条林地＞坡耕地;2）各土地利用类型下同一土层轻组有机碳含量及其分配比例不同,浅层、 亚深层和深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例表现为林地＞撂荒地＞坡耕地。3）退耕还林还草增加了浅层土壤轻组有机碳含量及其分配比例,却降低了亚深层、 深层土壤轻组有机碳含量及其分配比例,即与浅层土壤相比,植被恢复相对增加了深层土壤有机碳的稳定性。     

黄土台塬不同林分结构土壤有机碳质量分数特征

为探讨林分结构对土壤有机碳固定的影响,本文以黄土台塬的油松、 沙棘、 刺槐和侧柏纯林及其混交林为对象,对土壤有机碳、 易氧化态、 轻组、 颗粒态以及可溶性有机碳进行了分析。结果表明, 1）混交林可有效增加土壤不同组分有机碳含量,侧柏混交林与纯林相比增加最为明显,其土壤有机碳增加了123%和160%,易氧化态有机碳增加了161%和304%,轻组有机碳增加了1399%和482%,颗粒态有机碳增加了454%和436%,可溶性碳增加了138%和170%（05 cm土层）; 刺槐-沙棘、 油松-沙棘-刺槐混交林相对改良效果较差。2）各活性有机碳间相比较,混交林对土壤易氧化态碳含量增加效果最显著,而对土壤颗粒有机碳的改善效果不甚明显。3）在0100 cm土层,轻组有机碳敏感性指标分别是总有机碳、 可溶性和易氧化态有机碳的1.00~10.58、 3.83~10.19和1.78~5.10倍。4）有机碳与活性有机碳组分均呈线性极显著正相关关系; 轻组有机碳与颗粒有机碳二者之间的相关性大于其与其他,易氧化态碳与可溶性有机碳二者之间的相关性大于其与其他。     

石羊河流域干旱荒漠区人工梭梭林对土壤碳库的影响

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究石羊河流域民勤干旱沙区种植人工梭梭林4,13,36年后的土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、无机碳(Soil inorganic carbon,SIC)、全氮(Total nitrogen,TN)和总碳(soil total carbon,TC)含量及储量变化特征。结果表明:流动沙地种植梭梭后,0-50cm层灌丛下和行间SOC和TN含量总体随造林年限增加而增加,5-50cm层灌丛下SIC含量在13年梭梭林地最高。36,13年林地0-50cm层灌丛下SOC和TN储量均高于行间,而13年灌丛下SIC储量低于行间,4年灌丛下5-50cm层SOC、TN和SIC储量均低于行间。0-50cm层土壤有机碳、无机碳、全氮储量增幅分别为102.44%,24.66%,54.55%,36年林地SOC和TN储量随土层加深先降低后增加,但4,13年和流动沙地SOC、SIC和TN储量均随土层加深而增加。土壤有机碳占总碳比例随造林年限增加而增加。相关分析结果表明,土壤颗粒组成、造林年限、土层深度等与土壤有机碳和全氮储量显著相关(P0.01)。民勤干旱沙区造林提高了土壤碳库截存量,并且随林龄增长而增长。     

毛竹林地土壤团聚体稳定性及其对碳贮量影响研究

通过对集约经营毛竹林地土壤团聚体的测定,结果表明毛竹林地3个土壤层次各粒径团聚体分布特征为>5 mm的含量在土壤团粒结构中占主导地位,占总团聚体的比例为26.39%~42.38%;其次为1~5 mm含量,占14%~18%;<0.25 mm的含量最小,占2.31%~6.73%。毛竹林土壤团聚体平均重量直径平均值为0.90 mm,并且随着土壤层次的增加有逐渐增加的趋势。毛竹林地土壤总有机碳的积累与0.25~3.15 mm土壤团聚体中有机碳含量呈显著相关,与>3.15 mm和<0.25 mm团聚体有机碳含量相关不显著。毛竹林地0~20 cm土壤层中,分布在>5 mm和3.15~5 mm粒径土壤团聚体中的有机碳比例分别为14.86%和11.26%,低于20~40 cm和40~60 cm土壤。这也说明,长期集约经营毛竹林后,林地土壤有机碳含量下降的主要原因可能是>5 mm粒径土壤团聚体有机碳含量下降。     

青海共和盆地不同人工灌木群落土壤碳密度研究

共和盆地高寒沙区植被恢复区4种典型人工灌木林是柠条(Caragana korshinskii)、沙棘(Hippophae rhamnoides)、沙柳(Salix psammophila)和乌柳(Salix cheilophila)。土壤有机碳密度调查研究表明,不同灌木群落类型下的土壤有机碳密度(0~100 cm)由大到小是:沙棘9.42 kg/m2、沙柳6.73 kg/m2、乌柳6.06 kg/m2、草地4.56 kg/m2、柠条3.67 kg/m2。不同灌木林地0~100 cm土壤质地和分层状况不同,土壤有机碳含量随着土壤深度增加而减少,表层(0~10 cm)含量最高。与对照样地草地相比,位于丘间地的林地土壤有机碳含量均有不同程度的提高。     

黄河三角洲盐碱地人工林土壤可溶性有机氮含量及特性

对黄河三角洲盐碱地10 a生刺槐林、白蜡林和杨树林土壤可溶性有机氮（SON）进行了研究。结果表明：3种人工林中,刺槐林20-40 cm层土壤SON含量最高,为26.99 mg/kg,与其他林分差异显著;而白蜡林0-20 cm层土壤SON含量显著高于其他林分,为16.71 mg/kg。3种林分0-20 cm土壤SON含量占TSN的百分含量分别为50.99%,47.06%和59.99%,差异显著（P〈0.05）;20-40 cm土壤SON占TSN百分含量范围为55.9%～59.01%。相关分析结果表明,土壤SON与土壤TSN、无机氮、全氮呈极显著相关性（P〈0.01）,与土壤有机质呈显著相关（P〈0.05）,与土壤全盐量呈负相关。     

黄土丘陵区人工林地土壤肥力质量

以黄土高原北部的陕西省吴起县为例,通过对不同灌木类型和不同生长年限的乔木林地土壤样品的分析测试与数理统计,研究黄土丘陵沟壑区不同人工林植被对土壤肥力质量的影响。结果表明：1）土壤碱解N和速效K,柠条林地是沙棘林地的2倍以上,二者之间达到极显著差异水平;柠条对土壤肥力的提高效果要优于沙棘,仅从对土壤性质的改善来看,建议选择种植柠条。2）乔木林地,从幼年林地到成年林地,土壤全N、碱解N、有机质和阳离子交换量不断增加,土壤速效K、全P和速效P略有增加,土壤有机质和养分的表聚性加强。3）总体上,乔木林地0～100cm土层土壤碱解N、速效K、有机质、阳离子交换量、全N、全P、全K均高于灌木林地,表明乔木林地对土壤的培肥效果优于灌木林地。