海南文昌3种森林类型凋落物及土壤有机碳现状分析

针对海南文昌滨海台地3种森林类型(人促更新次生林、次生林、椰子林)林下枯落物现存量及土壤活性有机碳性状(有机碳、易氧化有机碳及轻组有机碳含量)进行了测定。结果如下:3种林型凋落物层现存量及总碳储量分别为:椰子林4.53、1.51 t/hm2;次生林1.76、0.65 t/hm2;人促更新次生林1.53、0.60 t/hm2;均为分解层(包括半分解层和全分解层)未分解层。1 m深土层深度内,3种林型土壤SOC、EOC及LFOC含量变化规律一致,均呈下降趋势,且不同林型不同土层间各组分含量差异显著(p0.05)。经相关性分析表明,土壤SOC、EOC及LFOC相互之间具有显著正相关。说明在土壤母质、土壤类型、气候条件基本一致条件下不同植被类型土壤碳库组分比例及变化规律相似,但土壤各组分含量大小各异,从土层分布情况来看,林下凋落物质量和人为因素是碳储量关键影响因子。     

种植年限对胶园土壤剖面有机碳分布特征的影响

通过剖面直接实测法,研究幼树期(4 a)、旺产期(12 a和19 a)3种不同树龄橡胶林土壤有机碳变化特征及其与土壤pH、全氮、C/N比的相关关系。结果表明:(1)4、12、19 a橡胶林土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而降低;3个树龄橡胶林土壤有机碳总体大小顺序为12 a>4 a>19 a。(2)橡胶林土壤呈酸性反应,且土壤剖面有机碳含量均随深度呈下降趋势,而土壤pH随深度呈上升趋势。土壤不同层次有机碳含量与pH呈显著负相关(R2≥0.708 8)。(3)不同树龄橡胶林土壤有机碳与全氮之间均呈显著的线性正相关,土壤C/N比为8.19~16.49,有利于有机质矿化过程中养分的释放。橡胶林土壤C/N比随树龄的增长不断下降,说明树龄大小对土壤碳氮含量在土壤剖面垂直分布上有一定的影响。     

海南吊罗山自然保护区土壤氮研究

以海南吊罗山国家级自然保护区4种类型森林为研究对象,分析其氮含量、氮密度、氮分配及其中两种类型森林氮密度随坡向和海拔的分布状况,以期反映吊罗山自然保护区的土壤氮分布特征,为吊罗山森林管理提出建议。结果如下:(1)吊罗山自然保护区土壤氮含量在不同样地间和同一样地不同层次间差异均较大,土壤氮含量空间异质性较大;(2)研究区0~100 cm层土壤整体氮密度为13.8 t/hm2,高于全国平均和儋州橡胶林土壤氮密度,与霸王岭热带山地雨林相比,吊罗山热带山地雨林原始林氮密度较高,次生林较低;(3)考虑氮密度和氮密度分配,为促进吊罗山森林资源的保护和生态价值的创造,在管理中投入的精力为热带山地雨林原始林>热带山地雨林次生林>热带低地雨林原始林>热带低地雨林次生林;(4)热带山地雨林次生林南坡氮密度最高,为18.491 t/hm2;东坡、北坡、西北坡之间差异不大,但显著低于南坡;(5)热带山地雨林原始林海拔750~1 130 m间氮密度与海拔高度关系符合y=-6E-05x2+0.107 2x-32.275(R2=1)。     

热带海岸典型森林类型土壤有机碳储量和碳氮垂直分布特征

热带海岸森林是重要的碳库,很容易受到人类活动的干扰,包括森林砍伐和气候变化。因此,迫切需要探明森林土壤有机碳储量,为热带海岸森林的保护和恢复提供理论依据。以热带海岸4种典型森林类型为研究对象,研究土壤中有机碳和全氮垂直分布特征及其与其他土壤理化性状关系。结果表明:不同林型土壤有机碳和全氮在土壤剖面中的垂直变化规律一致,表层含量较高,随着剖面深度增加含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现显著性差异。不同森林类型土壤有机碳和全氮含量平均值分别为1.35~7.06、0.08~0.61 g/kg,其中椰子人工林的土壤有机碳和全氮含量平均值最高,分别为7.06、0.61 g/kg,其次是香蒲桃天然次生林(6.07、0.44 g/kg)。各森林类型土壤碳氮比平均值依次为大叶相思人工林﹥木麻黄人工林﹥香蒲桃天然次生林﹥椰子人工林。各森林类型0~100 cm土层土壤有机碳储量从大到小依次为椰子人工林、香蒲桃天然次生林、大叶相思人工林和木麻黄人工林。相关分析结果表明,各个森林类型土壤有机碳与土壤容重呈显著负相关,与全氮呈显著正相关。说明椰子人工林和香蒲桃天然次生林森林生态系统达到平衡稳定状态,其碳汇效益较木麻黄人工林和大叶相思人工林显著,对热带海岸森林生态系统健康的经营与维护具有重要意义。     

不同林龄澳洲坚果园凋落物与土壤养分的关系

对桂西南地区3个龄级(6、8、10 a)的澳洲坚果(Macadamia ternifolia)经济林的凋落物组成和土壤养分的变化进行研究。结果表明:凋落物量的大小为落叶(3 202.48 kg/hm~2)落果(830.24 kg/hm~2)枯枝(427.13 kg/hm~2)落花(246.49 kg/hm~2),总量为4 706.34 kg/hm~2,凋落物叶的含量占68.05%;凋落物每年养分归还量表现为落叶(1 416.46 kg/hm~2)落果(367.22 kg/hm~2)枯枝(188.92 kg/hm~2)落花(109.02 kg/hm~2),养分含量表现为碳(1 953.55 kg/hm~2)氮(72.81 kg/hm~2)钾(50.17 kg/hm~2)磷(5.08 kg/hm~2),碳占主体,达93.84%。随着林龄的增长,土壤养分含量平均表现出全碳(58.03 g/kg)全氮(6.88 g/kg)全钾(5.77 g/kg)全磷(0.24 g/kg),不同的土壤养分随凋落物养分回归具有差异性,土壤碳、氮都与凋落物氮呈负相关,而与凋落物磷和钾呈正相关;土壤磷与凋落物氮呈负相关,而与凋落物碳和钾呈正相关;土壤钾与凋落物氮和钾呈负相关,而与凋落物碳和磷呈正相关。因而凋落物是澳洲坚果园土壤肥力培育需要考虑的重要因素之一。     

滨海台地典型森林类型土壤可溶性有机碳季节变化

针对海南文昌滨海台地3种森林类型(人促更新次生林、次生林、椰子林)土壤可溶性有机碳含量进行测定。结果表明:次生林、人促更新次生林和椰子林土壤可溶性有机碳含量在0~100 cm剖面随土层加深而下降,且季节动态变化一致,表现为旱季高于雨季。旱季可溶性有机碳分配比例波动在1.2%~3.6%,随着土层深度增加比值不断增大,至40~100 cm土层变为2.6%~3.6%,表现为深层土壤高于表层土壤。土壤可溶性有机碳氮比值在不同森林类型间存在显著差异,且越往土层深处,差异越显著。说明滨海台地土壤可溶性有机碳、氮含量受雨水淋溶强度大,不同森林类型之间土壤可溶性有机碳含量对降雨强度的敏感性存在较大差异。     

不同林龄橡胶凋落物叶分解特性与有机碳动态研究

通过网袋法,研究一年内6 a、12 a、20 a、28 a共4组不同林龄橡胶凋落物叶分解及有机碳动态变化的过程。结果表明:(1)不同林龄橡胶凋落物叶均表现为慢-快-慢的分解趋势,经1 a的分解,4组林龄组橡胶凋落叶残留率分别为28.33%、30.53%、31.59%和33.89%。(2)不同林龄橡胶凋落物叶分解系数为1.376 2~1.608 8,平均值为1.498 2,大小顺序为6 a>12 a>18 a>28 a,分解50%和95%所需时间分别为0.43、0.45、0.47、0.50 a和1.86、1.96、2.03、2.18 a。(3)林龄显著影响橡胶凋落物叶初始N含量、P含量、木质素/N比、C/P比与木质素/P比,但对C含量、木质素含量及C/N比影响不明显。(4)初始C/N比极显著影响橡胶凋落物叶分解速率,而初始P含量对凋落物分解影响不显著(5)4组林龄组橡胶凋落物叶有机碳浓度是一个先上升后下降的过程,研究结束时,4组林龄橡胶凋落物叶有机碳分别释放了77.58%、79.41%、75.89%和75.02%,其动态变化过程显著符合一元多项式模型,决定系数(R2)在0.88以上。     

热带海岸防护林土壤活性有机碳分布特征:人工林与天然次生林的比较

本研究旨在比较热带海岸天然次生林与人工林土壤活性有机碳的差异,从而提高沿海防护林土壤有机碳库的存储能力和维持土壤碳平衡提供理论依据。选取海南岛沿海防护林中典型的2种人工林和2种天然次生林作为研究对象,通过测定土壤活性有机碳及养分含量,对热带海岸天然次生林与人工林土壤有机碳的积累能力及土壤养分与有机碳相关性的差异进行分析。结果表明:(1)该研究区4种林分土壤总有机碳、轻组有机碳和易氧化有机碳均表现为琼崖海棠天然次生林香蒲桃天然次生林大叶相思人工林木麻黄人工林;(2)4种林分土壤轻组有机碳占总有机碳比例以天然次生林最高,而人工林则具有更低的轻组有机碳分配比例;反之,人工林的土壤易氧化有机碳占总有机碳比例显著高于天然次生林;(3)4种林分的土壤活性有机碳与土壤全氮、土壤容重相关性显著,此外,2种人工林林地土壤活性有机碳与土壤含水量、pH、碳氮比同样具有相关性。相关性分析结果表明,人工林土壤活性有机碳与土壤各因子的相关性较天然次生林更为密切。这说明热带海岸林地土壤碳含量总体较低,与人工林相比,天然次生林土壤有机碳具有较大稳定性。     

东北地区玉米田长期免耕土壤碳氮及微生物活性的剖面分布特征

通过东北玉米田长期定位试验,比较分析了免耕和常规耕翻下土壤碳氮及微生物活性的剖面分布差异。结果表明：长期免耕显著提高了耕层(0～20 cm)土壤有机碳(SOC)含量,其他各层差异不显著;免耕和翻耕之间,土壤总氮(TN)的浓度在各层次上差异均不显著;长期免耕下耕层土壤的碳氮比显著高于翻耕土壤,但其他各层差异不显著;长期免耕下耕层土壤的微生物活性略比翻耕的高,但其他层次基本一致。SOC、TN和微生物活性在整个土壤剖面上呈现类似的趋势,均随土层的加深而降低。耕层土壤的SOC含量是底层(60～100 cm)的近4倍。     

干旱区棉田土壤剖面有机碳和全氮含量垂直分布特征及碳储量变化

 以休闲地为对照,对准葛尔盆地南缘典型干旱区棉田土壤有机C、全N垂直分布状况进行了研究。结果表明：（1）从垂直分布上看,土壤有机碳、全N、C/N随着土壤深度的增加而降低,且0~30 cm土层明显高于30 cm以下。棉花生长初期,棉田与休闲地有机碳含量差异不明显;到生长后期,棉田与休闲地有机碳含量差异明显,并且休闲地土壤有机碳逐月下降。（2）棉田土壤全N与土壤有机碳含量之间存在显著的线性正相关;（3）棉田土壤有机碳储量变化情况, 棉花开始生长时,0~30 cm和0~90 cm土层有机碳储量降低,到花期（7月）时最低;而随着棉花生长逐渐放缓（8月末）,由于凋落物分解输送到土壤表层,有机碳储量呈现增加趋势。而休闲地有机碳储量由于没有凋落物的输入而逐月降低。总之,与休闲地相比,棉田土壤有机碳含量更高,土壤碳储量增加。     

全周期种植模式胶园土壤养分和微生物量碳分布特性

通过监测传统胶园与全周期种植模式胶园土壤的养分差异,探讨全周期种植方式对胶园土壤养分的影响。结果表明,传统胶园内离树越近的位点,土壤养分含量和微生物量碳越低;除速效磷外,全周期胶园内离树越近的位点,土壤养分含量和微生物量碳越高。总体而言,全周期胶园土壤全氮、无机氮和微生物量碳低于传统胶园,但均没有达到显著差异,而其土壤有机质、速效磷和速效钾含量高于传统胶园,其中速效磷含量达显著差异(P＜0.05)。与传统胶园相比,全周期种植模式主要影响土壤养分和微生物量碳的分布特征,其中土壤速效磷和速效钾含量亦相对较高,其他指标变化较小。     

海南岛不同类型滨海林地禁伐后的植被与土壤养分变化

滨海防护林及半自然次生林禁伐后的植被结构、土壤养分特征的变化,是认识林地演替生态过程和盐碱地生态恢复的核心内容,对生物多样性保护和生态系统服务功能提升具有重要意义。本研究针对海南岛北部低海拔滨海地区1994年开始禁伐的人工林与次生林,采用典型样地法,比较研究3类人工林（大叶相思林、木麻黄林、桉树林）和邻近的次生林、混交林（对照）等5个森林类型的植被与土壤养分特征。结果表明:（1）5种森林群落内主要植被共计34科54属57种,次生林和混交林群落物种组成较其他纯林物种丰富,木麻黄林内无灌木生长,除次生林外,其他森林类型草本层物种最丰富;（2）5种森林的土壤皆呈酸性,桉树林、次生林和混交林的土壤有机质和全氮含量较高,但土壤有效磷含量显著低于木麻黄林和大叶相思林（P<0.05）;（3）混交林土壤速效钾最高为11.27 mg/kg,其他森林类型均很低甚至未检出;（4）次生林土壤有机质含量、混交林土壤速效钾含量与群落物种组成呈正相关;土壤全氮含量与树龄、树高等呈正相关。因此,土壤养分随着禁伐时间增长而增加;桉树林具有较高的有机质和氮含量,但木麻黄林和大叶相思林的磷含量较高,次生混交林则有着较高的钾含量。     

热带滨海台地典型森林类型凋落物及土壤有机碳特征

以海南岛滨海台地5种典型森林植被为研究对象,利用标准地调查法对不同森林类型土壤有机碳含量、有机碳密度及单位面积有机碳储量的垂直分布特征进行比较分析,同时对不同森林类型凋落物及土壤表层细根的碳含量、碳密度和单位面积碳储量进行对比分析。结果表明:5种森林土壤有机碳含量介于1.79~10.60 g/kg之间,且随着土层深度的增加而降低;表层土壤(0~10 cm)有机碳密度和单位面积碳储量分别介于0.79~1.47 kg/m2和7.9~14.67 t/hm2之间;桉树林(2.11 t/hm2)和木麻黄林(1.73 t/hm2)凋落物单位面积碳储量高于其他3种林分;5种类型森林土壤表层细根单位面积碳储量介于0.29~0.47 t/hm2之间,木麻黄林最高(0.47 t/hm2),大叶相思林最低(0.29 t/hm2)。     

Long-term effect of no-tillage on soil organic carbon and nitrogen in an irrigated rice-based cropping system

A 10-year field experiment was conducted to determine the effect of no-tillage (NT) on soil organic carbon (SOC) and nitrogen (N) in an irrigated rice-based cropping system. The results showed that concentrations of SOC, soil total N (STN), and soil organic N (SON) were higher at 0–5 cm depth but lower at 5–10 cm depth under NT than conventional tillage (CT), while at 10–20 cm depth the differences were not significant. Consequently, stocks of SOC, STN, and SON under NT were higher at 0–5 cm depth but lower at 5–10 cm depth than those under CT. However, no significant differences were observed in stocks of SOC, STN, and SON at 0–20 cm depth between NT and CT, indicating that the lower st ocks of SOC, STN, and SON at 5–10 cm depth could offset the greater stocks of them at 0–5 cm depth under NT. In addition, there were no significant differences in soil inorganic N concentration and soil C:N ratio between NT and CT at all the three depths. Our study suggests that (1) NT farming does not necessarily store SOC and N more than CT soils for the upper soil layer and (2) converting from CT to NT farming may not cause a significant change in soil N mineralization in the irrigated rice-based cropping systems.     

海南岛东北部5种森林土壤有机碳分布特征

为揭示海南岛东北部森林土壤有机碳分布特征,本文对该区湿加松林（Pinus elliottii×P. caribaea）、木麻黄林（Casuarina equisetifolia）、椰树林（Cocos nucifera）、次生林和混交林等5种典型森林土壤有机碳含量和储量进行了比较研究。结果表明,5种森林0~100 cm土壤有机碳平均含量差异显著（P<0.05）,其中次生林最高,为3.78 g/kg,木麻黄林最低,仅有0.90 g/kg;5种森林0~100 cm土壤有机碳储量分别为次生林46.06 t/hm ²、混交林40.52 t/hm ²、湿加松林39.08 t/hm ²、椰树林31.26 t/hm ²和木麻黄林15.22 t/hm ²。浅海沉积土上的次生林、滨海沙土上的混交林均具有相对较高的土壤有机碳储量,分别显著地高于同一母质上的椰树林和木麻黄林（P<0.05）。综上,该区不同类型森林的建立深刻地影响了土壤有机碳库储量,次生林和混交林的建立可能有助于该区增加土壤固碳。     

西双版纳橡胶林与其他类型林分生物量及碳储量的比较

为探明橡胶林的生物量和碳储量,以更好地了解橡胶林在区域生态系统中的碳汇作用,研究了西双版纳地区成龄橡胶林及另外2种主要类型人工林——澳洲坚果林和茶园的生物量与碳储量及其分配特征。采用完全收获法采集平均标准木全株,划取样方采集土壤、林下植被和枯落物,并对所有样品进行实际称重和含碳量测定,进而计算生物量和碳储量。结果表明：橡胶林的总生物量为(289.18±15.15)t/hm²,其中林木生物量占比97.06%;橡胶林的总碳储量为(285.02±15.12)t/hm²,其中土壤碳储量占比54.18%、林木碳储量占比45.30%。橡胶林的总生物量远高于茶园[(56.82±12.10)t/hm²]和澳洲坚果林[(44.46±3.83)t/hm²],但三者生物量分配特征相同,均是林木生物量占绝大部分而枯落物和林下植被占比很小;橡胶林的总碳储量也远高于澳洲坚果林[(162.70±3.83)t/hm²]和茶园[(112.03±8.52)t/hm²],且三者都是土壤碳储量占比最大、林木碳储量其次,但澳洲坚果林和茶园都是土壤碳储量的占比（88.18%和77.64%）远高于林木碳储量的占比（10.76%和21.70%）。尽管橡胶林的生物量和碳储量与热带雨林（生物量约420 t/hm²,碳储量约310 t/hm²）相比低很多,但比其他类型人工林高,而橡胶林复合种植模式可进一步显著提高林分生物量的积累和储碳固碳能力,提升橡胶林生态系统的生产力和碳汇功能。本研究为评估橡胶树种植对区域生态系统碳平衡的影响提供了基础依据。     

连续多代次种植橡胶树对土壤团聚体及土壤有机碳的影响

土壤团聚体和土壤有机碳是指示土壤质量的重要指标,探究连续多代次种植橡胶对土壤团聚体和有机碳的影响可为了解橡胶园土壤质量演变规律提供理论支持。本研究采用时空互代法在海南儋州选取成土母质、土壤类型、气候条件一致的不同代次（一代、二代和三代）的橡胶园,分层（0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm）采集土壤样品,研究土壤团聚体、容重、孔隙度和有机碳（SOC）随种植代次及土层深度的变化规律。结果表明：（1）第三代橡胶园土壤容重显著高于第一代和第二代橡胶园（P<0.05）,而第一代橡胶园的土壤孔隙度、MWD和GMD均显著高于第三代橡胶园（P<0.05）;在不同土层深度中,孔隙度随土层深度增加而显著降低（P<0.05）。（2）第三代橡胶园土壤大、中团聚体占比显著低于第一代橡胶园（P<0.05）,不同土层间,0~20 cm土层土壤大、中团聚体占比显著高于40~60 cm（P<0.05）;相反,土壤微团聚体占比表现为第一代胶园显著低于第三代橡胶园（P<0.05）,微团聚体占比随土层深度增加而显著增加（P<0.05）。（3）第一代土壤总有机碳含量显著高于第三代橡胶园（P<0.05）,不同土层间,0~20 cm土层有机碳含量显著高于40~60 cm土层（P<0.05）;土壤大团聚体有机碳含量随种植代次和土层深度增加显著降低（P<0.05）;不同土层中,0~20 cm土层土壤中、微团聚体有机碳含量均显著高于40~60 cm土层（P<0.05）。上述结果说明,连续多代次植胶后土壤出现退化趋势。