不同森林植被下土壤水溶性有机碳研究

在我国亚热带采集了常绿阔叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林土壤,分析了土壤总有机碳和水溶性有机碳含量。结果表明:土壤总有机碳含量常绿阔叶林和毛竹林显著高于杉木林和马尾松林。土壤水溶性有机碳含量毛竹林显著高于杉木林,极显著高于马尾松林,阔叶林和杉木林也显著高于马尾松林。水溶性有机碳占总有机碳比率以杉木林最高,达1 26%(25℃)和1 82%(100℃),马尾松林最低,仅0 78%(25℃)和1 30%(100℃)。马尾松林、杉木林和毛竹林土壤水溶性有机碳与土壤总有机碳含量间的相关性均达显著水平,相关系数分别为0 5106 (100℃提取),0 4739 (25℃提取)和0 4752 (25℃提取)。     

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。     

不同森林植被下土壤活性有机碳含量及其季节变化

通过对湖南省会同县地区不同季节地带性常绿阔叶林、杉木纯林、火力楠纯林以及杉木火力楠混交林土壤各活性有机碳的含量测定,分析了森林植被对土壤活性碳库及其季节变化的影响.结果表明,常绿阔叶林转变为人工林后,土壤活性有机碳含量明显降低;与杉木纯林相比,火力楠与杉木混交可提高土壤活性有机碳含量,但只有土壤水溶性有机碳含量显著提高;各林地土壤活性有机碳具有明显的季节变化,一年中土壤水溶性有机碳含量的大小始终为常绿阔叶林>杉木火力楠混交林>火力楠纯林>杉木纯林,土壤微生物量碳、热水浸提有机碳和碳水化合物则表现为常绿阔叶林>火力楠纯林>杉木火力楠混交林>杉木纯林.与杉木纯林相比,杉木火力楠混交林可提高林地质量,但不同林地活性有机碳的季节变化规律表现不尽一致,表明土壤活性有机碳的季节差异不仅与温度、降雨等气候因素有关,还受到植被类型的影响.     

黄土高原森林带植被群落下土壤活性有机碳研究

为了探讨植被类型对土壤活性有机碳的影响以及活性有机碳对植被类型的敏感程度,在黄土高原沟壑区安塞县洞子沟流域,选择森林带不同植被类型下0-10 cm和10-20 cm土壤为研究对象,测定了四种表征土壤活性有机碳的指标,并对活性有机碳与植被群落中优势植物的特征指标进行逐步回归分析.结果表明,土壤有机碳以及活性有机碳含量均随土层深度的增加而降低,且含量都以乔灌草群落最大,草本群落最小.微生物生物量碳和溶解性有机碳占有机碳的比例不随植被类型和土层深度的变化而变化,保持在一个比较稳定的水平上.易氧化有机碳和轻组有机碳占有机碳的比例则随不同植被而变化.轻组有机碳占有机碳的比例在上下两层也有明显差异.活性有机碳对优势植物生物量和碳含量的响应,均敏感于总有机碳.而在四种活性有机碳中,微生物生物量碳的响应最为敏感,其次分别为溶解性有机碳,易氧化有机碳,轻组有机碳.     

黄土丘陵区不同植被群落土壤团聚体有机碳及其组分的分布

有机碳是形成土壤团聚体的重要物质,植被群落通过有机残体的输入增加土壤有机碳含量,从而通过影响团聚体的形成而影响土壤结构。为探究不同植被群落对土壤结构改良的意义,对黄土丘陵区森林带和草原带的不同植被群落土壤团聚体中有机碳组分进行了研究。结果表明:(1)研究区域森林带土壤有机碳含量大于草原带,森林带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:辽东栎群落>人工刺槐群落>狼牙刺群落,草原带植被群落土壤总有机碳含量大小顺序为:人工沙棘群落>达乌里胡枝子+茭蒿群落>铁杆蒿+达乌里胡枝子群落;(2)土壤活性有机碳和腐殖质碳占土壤总有机碳的比例在两种植被带之间基本相同,相同植被群落土壤活性有机碳占土壤总有机碳的比例高于腐殖质碳占总有机碳的比例;(3)森林带土壤>0.25 mm团聚体含量显著高于草原带土壤>0.25 mm团聚体含量,各种形态的有机碳随着土壤团聚体粒级的增大有机碳含量呈先增加后减少或者随着团聚体粒级的增大而增大的趋势,2~0.25 mm和<0.25 mm团聚体中有机碳含量最高;(4)草原带每种植被群落土壤活性有机碳含量空间差异性较大,辽东栎群落各种形态土壤有机碳含量的空间差异性都较大,<0.25 mm团聚体腐殖质碳含量大于其他粒径;(5)草原带人工沙棘群落土壤各种形态有机碳在土壤剖面上的含量差异很小,其他各植被群落0~10 cm土层土壤有机碳含量均大于10~20 cm土层。     

大兴安岭北部森林土壤微生物量碳和水溶性有机碳特征研究

为揭示大兴安岭北部不同森林类型土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化特征,选择大兴安岭北部典型植被类型白桦林、山杨林、兴安落叶松林、樟子松林和白桦-山杨林为研究对象,分析不同月份及不同土层间土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化规律。结果表明:大兴安岭北部5种主要森林类型0~32 cm土壤微生物量碳和水溶性有机碳含量波动范围分别为220.40~909.54 mg kg-1和21.22~211.93 mg kg-1,不同林型之间差异显著,微生物量碳表现出阔叶林大于针叶林的趋势,水溶性有机碳则表现为落叶松林白桦-山杨林山杨林白桦林樟子松林。5种森林类型微生物量碳和水溶性有机碳有着明显的季节动态,微生物量碳总体表现为在6月或10月达到较高值,在7~9月出现较低值。水溶性有机碳总体表现为在6、8、10月的含量较高,7月和9月较低。两种活性碳均表现为随土壤深度的加深而逐渐降低。不同林型各月份微生物量碳和水溶性有机碳占总有机碳的比例范围分别为0.64%~7.60%和0.08%~0.67%,微生物量碳分配比例随土壤深度加深表现出上升趋势,水溶性有机碳则波动性较大。土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和总有机碳与两种活性碳的相关关系均达极显著水平(P0.01),表明这些指标可以对活性碳预测起到指示性作用。     

不同森林植被下土壤活性有机碳的含量及动态变化

Soil organic matter （SOM） in forest ecosystems is not only important to global carbon （C） storage but also to sustainable management of forestland with vegetation types, being a critical factor in controlling the quantity and dynamics of SOM. In this field experiment soil plots with three replicates were selected from three forest vegetation types： broadleaf, Masson pine （Pinus massoniana Lamb.）, and Chinese fir （Cunninghamia lanceolata Hook.）. Soil total organic C （TOC）, two easily oxidizable C levels （EOC1 and EOC2, which were oxidized by 66.7 mmol L^-1 K2Cr2O7 at 130-140℃ and 333 mmol L^-1 KMnO4 at 25 ℃, respectively）, microbial biomass C （MBC）, and water-soluble organic C （WSOC） were analyzed for soil samples. Soil under the broadleaf forest stored significantly higher TOC （P ≤ 0.05）. Because of its significantly larger total soil C storage, the soil under the broadleaf forest usually had significantly higher levels （P ≤ 0.05） of the different labile organic carbons, EOC1, EOC2, MBC, and WSOC; but when calculated as a percentage of TOC each labile C fraction of the broadleaf forest was significantly lower （P ≤ 0.05） than one of the other two forests. Under all the three vegetation types temperature as well as quality and season of litter input generally affected the dynamics of different organic C fractions in soils, with EOC1, EOC2, and MBC increasing closely following increase in temperature, whereas WSOC showed an opposite trend.     

不同干扰程度下黄河三角洲植被群落有机碳分布特征

为研究不同干扰程度下滨海湿地有机碳分布特征,选择黄河三角洲干扰程度较小的一千二管理站和黄河口管理站及干扰程度较大的东营港和五号桩4个研究区,对不同植被群落下的土壤有机碳含量、密度及单位面积储量进行研究。结果表明:植被生长初期(5月)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.504,3.433,3.698,3.815g/kg、4.84,4.58,5.02,5.56kg/m2和4 237.00,3 807.42,4 272.77,4 917.63t/km2。植被生长旺期(8月份)一千二管理站、东营港、五号桩和黄河口管理站土壤有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量分别为3.90,3.63,3.45,3.62g/kg、5.32,4.83,4.46,5.25kg/m2和4 588.02,4 010.10,3 614.95,4 623.12t/km2。人为活动干扰较大的五号桩和东营港地区,有机碳含量、有机碳密度以及单位面积有机碳储量较小;光滩有机碳含量比有植被生长的湿地低;互花米草湿地有机碳含量和有机碳密度在植被生长初期高于其他湿地类型,但这种优势在生长旺期不显著,与黄河口管理站和一千二管理站芦苇湿地单位面积有机碳储量相比较,互花米草湿地单位面积有机碳储量要低。由此可见,人为干扰对滨海湿地有机碳含量、密度及储量产生较大的影响,保护湿地完整性对于减少碳排放、维护滨海湿地的碳汇功能具有重要的作用。     

黄土丘陵区植被恢复中不同粒级土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土丘陵区土壤有机碳在不同粒级团聚体中的分布特征及其对植被恢复的响应进行了研究。结果表明：（1）黄土丘陵区不同植被覆盖条件下,土壤有机碳的分布具有一定的表聚性,0～20 cm土层中有机碳的含量均高于20～40 cm中有机碳的含量,不同植被群落下有机碳的含量大小为：大针茅群落〉长芒草群落〉铁杆蒿群落〉百里香群落;（2）同一深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布特征是：0.5～0.25 mm与1～0.5 mm两个粒级中有机碳的含量最高,〉1 mm的团聚体中有机碳的含量有随粒级增大而减小的趋势;（3）恢复年限对不同粒级土壤团聚体中有机碳的含量影响很大,有机碳的含量随恢复年限的增加总体呈上升趋势。黄土高原沟壑区土壤有机碳的积累与土壤团聚体的粒级和植被恢复的类型、年限等有明显的关系。     

不同施肥处理下土壤水溶性有机碳含量及其组成特征的研究

长期不同施肥处理下 ,土壤水溶性有机碳 (WSOC)含量范围为 3 2 1～ 45 5mgkg- 1,大小顺序为NPK 4 5 0 0kg稻草 >NPK 2 2 5 0kg稻草 >对照 >NPK ;WSOC占土壤总有机碳 (TOC)百分比的范围为0 1 5 %～ 0 1 9% ,大小顺序为NPK 4 5 0 0kg稻草≈对照 >NPK 2 2 5 0kg稻草 >NPK。土壤中WSOC的含量与TOC、微生物生物量碳 (SMBC)的含量都呈显著性正相关。13C核磁共振 ( 13C NMR)的研究结果表明 ,WSOC都主要是由碳水化合物C、羧基C和长链脂肪C组成。不同施肥处理下 ,WSOC和SMBC占TOC百分比的变异系数 (CV)都小于它们在土壤中绝对含量的变异系数 ,且WSOC/TOC的变异系数大于SMBC/TOC。WSOC/TOC是反映不同施肥处理下土壤有机质质量的一个较好指标。     

不同植被恢复对侵蚀型红壤活性碳库的影响

为了解侵蚀型红壤不同植被恢复后,土壤有机碳的演变状况,采集了持续时间为17年和9年的2个定位试验点土壤样品,分析了土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳含量.结果表明侵蚀型红壤植被恢复后,土壤总有机碳和各类活性碳含量均明显增加,并随着恢复时间的延长,土壤各类碳含量显著上升.同样是杉木林,恢复17年的土壤(0～20 cm)总有机碳、微生物量碳、水溶性碳和矿化态碳的含量分别是恢复9年土壤的2.18倍、2.95倍、2.25倍和2.01倍.不同处理比较来看,木荷林土壤各类碳含量明显高于杉木林土壤,黑麦草处理矿化态碳含量明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.分析了各处理活性碳占总有机碳的比例发现,植被恢复17年的2个处理,土壤微生物量占总有机碳比例明显高于恢复9年的3个处理;恢复时间分别为17年和9年的2个杉木处理,土壤水溶性碳占总有机碳比例明显较高,而矿化态碳占总有机碳比例明显偏低;黑麦草处理矿化态碳占总有机碳比例明显高于恢复时间相同的杉木和胡柚处理.从相关分析来看,土壤总有机碳、微生物量碳、水溶性碳及矿化态碳两两之间相关性均达极显著水平(P＜0.01);土壤各类碳与土壤全氮、水解氮、有效磷含量之间也具有极显著相关性.     

红壤丘陵区典型植被群落根系生物量及碳储量研究

采用标准地法和"WinRhizo根系分析系统"平面扫描,研究了红壤丘陵区六种典型植被群落的根系特征、生物量、固碳量及土壤碳储量.结果表明:(1)根系特征值随土壤深度增加呈递减趋势,马尾松、杉木混交林和马尾松、木荷混交林土壤表层根系分布密集,特征值较大,马尾松低效林根系分布稀疏,特征值最小;(2)不同植被群落,0-40 cm土层的根系生物量所占比例在58.89%～84.88%.0-20 cm土层的土壤碳储量所占比例在35.89%～48.67%;(3)该区乔木混交林的根系生物量大于纯林和火烧迹地,植被群落的灌草覆盖度是影响根系生物量的主要因素.马尾松、木荷混交林根系净生产力最大,为6.74 t/(hm~2·a),马尾松低效林最小,为1.28t/(hm~2·a);(4)马尾松、木荷混交林的根系固碳量和土壤碳储量最大,分别为60.66 t/hm~2和9086.32 t/hm~2,马尾松低效林最小,分别为15.97 t/hm~2和1 683.75 t/hm~2,根系固碳量只占土壤碳储量的极少部分,但根系通过改良土壤结构,对增强碳源汇集和贮存、积累碳素具有重要的影响.     

庐山不同森林植被对土壤团聚体及其有机碳分布的影响

研究不同粒径团聚体有机碳含量与土壤团聚体分布的关系,对于认识森林土壤结构形成和碳氮稳定机制有一定的科学意义。以庐山6种森林植被类型土壤为研究对象,系统研究了不同森林植被对土壤团聚体及其有机碳分布的影响,结果表明:（1）不同土层的森林植被类型对粒径在> 5 mm和0.25～0.5 mm范围内的土壤团聚体含量影响较明显,其中黄山松林下土壤团聚体含量最高;（2）6种森林植被在不同的土层下,水稳性团聚体百分含量（R_0.25%）和平均重量直径（MWD）随着土层深度的增加而逐渐减小,其土壤团聚体的稳定性也随之减弱,在0—20 cm土层下的土壤团聚体较稳定,黄山松林、马尾松林和玉山竹林下MWD值较大,在20—40,40—60 cm土层差异则不明显;（3）在同一土层下黄山松林的土壤团聚体有机碳含量最大,常绿阔叶林最小,马尾松林、玉山竹林和黄山松林的土壤团聚体有机碳变化较明显,而其他3种差异不显著。     

不同植被恢复措施下剖面根系与SOC的分布特征

根系是影响水土流失和土壤有机碳（SOC）变化的重要因素。在水土流失区,研究不同植被恢复措施下,根系生物量和土壤有机碳的分布特征对了解区域土壤碳循环具有重要意义。在水土流失严重的黄土丘陵沟壑区的燕沟小流域,选择地形条件类似的梁峁坡,采集了10种不同植被治理恢复措施下的剖面（0—100 cm）根系和土壤样品,研究了根系生物量和SOC在剖面的分布特征。结果显示:不同治理措施下的SOC呈现出灌木 > 乔木 > 灌草 > 草本的趋势,而根系生物量呈现出乔木 > 灌木 > 灌草 > 草本的趋势;SOC和细根生物量都随土层深度的增加呈对数递减趋势,但同一土层SOC和细根生物量的分布不一致,且根系比SOC的分布浅。     

植被恢复对昆阳磷矿土壤有机碳储量的影响

植被恢复是既能保持磷矿开采同时又能有效扼制矿区生态环境的退化,并逐步恢复已退化的矿区生态系统最有效的生物措施。为揭示植被恢复对昆阳磷矿土壤有机碳和碳素积累的影响,研究探讨了昆阳磷矿不同恢复林地的土壤有机碳储量变化。结果表明:（1）不同恢复林地的土壤有机碳含量存在显著差异（p < 0.05）,7种不同植被恢复人工林土壤平均有机碳含量分别是废弃地的14.29倍、11.83倍、11.40倍、5.89倍、15.48倍、15.59倍、18.53倍。（2）土壤有机碳在剖面的含量表现出明显的“表聚作用”,均以表土层（0—20 cm）最大,且随土层厚度的增加,呈下降趋势。（3）不同恢复林地的土壤有机碳密度差别较大,变化趋势和土壤有机碳含量的变化趋势一致,且在同一林分土壤中,单位深度土壤各土层平均有机碳密度均以表层最大,随土层的增加而降低。（4）土壤有机碳主要存储于0—20 cm土层中,平均含量为53.60%,随着土层的加深,土壤有机碳所占比重急剧下降,经过植被恢复,7种人工林土壤有机碳储量较废弃地0—20 cm土壤有机碳储量提高了26.53%,20.39%,34.48%,10.81%,28.62%,39.52%,36.71%,说明目前矿区通过植被恢复后的土壤状况显著优于未进行恢复措施的废弃地。     

湘西南石漠化地区不同植被恢复模式的土壤有机碳研究

以湘西南石漠化地区侧柏纯林、侧柏+枫香混交林、湿地松+枫香混交林、栾树纯林和封山育林5种植被恢复模式下的土壤为研究对象,通过野外土壤剖面调查和土壤样品化学分析,研究石漠化地区植被恢复过程中不同层次、不同坡位、不同林龄的土壤有机碳特征。结果表明:(1)5种林分土壤有机碳含量为栾树纯林>封山育林>侧柏纯林>侧柏+枫香混交林>湿地松+枫香混交林,并随土壤深度增加而递减,各林分变化幅度不同,且各土层之间差异显著。(2)随林龄的增加,土壤有机碳含量增加且主要集中在土壤表层。(3)同一林分下,不同坡位有机碳含量变化为下坡>中坡>上坡。(4)土壤有机碳密度在5种林分中差异显著,并随土壤深度增加而减少;在整个土壤剖面上,有机碳密度为54.22～96.52t/hm2,其中0-15cm有机碳密度的贡献率达55.95%。     

华南花岗岩侵蚀区不同植被类型坡面土壤有机碳分布和团聚体稳定性

植物是影响土壤有机碳含量和土壤团聚体稳定性的重要因素。选取华南典型花岗岩侵蚀区荒草地、桉树林、湿地松林和木荷林4种植被类型径流小区的土壤为研究对象,分析测定不同坡位、不同土层深度的土壤有机碳特性和团聚体稳定性等指标,评价不同植被类型对土壤养分的分布特性以及团聚体稳定性差异,明确花岗岩侵蚀退化区较为理想的生态恢复措施,旨在为合理利用土壤、重建坡面植被和改善土壤结构提供科学依据。结果表明:土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)和溶解性有机碳(DOC)含量随土层加深逐渐降低,而林地小区土壤碳氮比(C/N)则相反,荒草地碳氮元素的坡面变异系数(CV)显著高于其他3种林地,其中桉树林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低40%,56.18%,68.5%和25.81%;湿地松林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低62.73%,33.71%,46.46%,58.06%;木荷林地TOC、TN、DOC和C/N的坡面分布的变异系数较荒草地分别降低41.82%,38.2%,51.18%,48.39%,表明林地较荒草地更有利于土壤碳氮在坡面的均质化和有机质的积累。荒草地和木荷林地0.25 mm粒径以上的团聚体在上、中坡位的质量分数显著高于其他植被类型,而林下植被生物量较高的木荷林地的平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著高于其他植被类型。其中木荷小区水稳性团聚体平均质量直径(MWD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.10%,19.58%,23.20%;几何平均直径(GMD)较荒草地、桉树和湿地松分别高20.00%,19.54%,22.23%,表明在花岗岩侵蚀区林地空间结构较好的林草模式有利于土壤有机碳的积累和土壤结构的稳定。     

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.     

亚热带红壤区不同植被恢复类型土壤有机碳δ13C特征

为探究亚热带红壤区不同植被恢复类型对土壤有机碳周转的影响,本研究以自然恢复草地、马尾松林和木荷林为研究对象,测定植被和土壤有机碳的δ¹³C,探讨不同林分类型对土壤有机碳来源的影响。结果表明,自然恢复草地植被以C₄植物为主,退化草地转变为马尾松林和木荷林后,植被类型以C₃植物为主。2种林分从凋落物δ¹³C到表层土壤有机碳δ¹³C增加幅度超出了正常的增加范围,显示两个林地有机碳来源为原有草地和当前恢复林分的混合物,表层土壤来源于恢复林分的有机碳低于来源于原有草地的有机碳;2个林分土壤有机碳δ¹³C均随着深度增加而不断增大。木荷林土壤有机碳的分解速率低于马尾松林,木荷林中土壤有机碳存留时间高于马尾松林。综上所述,尽管马尾松林土壤有机碳来源于新碳的比例高于木荷林,但木荷林中土壤有机碳分解更慢,因此对马尾松林和木荷林土壤的固碳过程需要更加深入的研究。本研究为退化红壤区植被恢复树种的选择提供了理论依据,丰富了南方退化红壤区植被恢复林土壤有机碳研究。