通辽市杨树人工林含碳率及碳密度分析

利用NPP实测法对通辽市杨树人工林各层次、林木各器官的含碳率以及碳密度进行了研究。结果表明:林木各器官含碳率的变化范围在35.96%~52.39%之间,排序为叶皮枝干根;草本层含碳率的变化范围在34.93%~44.24%之间;枯落物层含碳率的变化范围在34.19%~39.44%之间;土壤各层有机碳含量(土壤含碳率)的变化范围在0.41~21.14g·kg-1之间。杨树人工林碳密度为100.44t·hm-2,其中林木为27.27t·hm-2;草本层为0.13t·hm-2;枯落物层为0.65t·hm-2;土壤碳密度为72.38t·hm-2,土壤有机碳含量和碳密度均呈现随着土层深度的增加而逐渐下降的变化规律。文中对于杨树人工林含碳率的研究为今后更精确的测算当地杨树人工林碳储量提供数据基础及理论依据,也将为今后通辽市林业发展及碳汇造林提供科学依据。     

密度调控对华北落叶松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以华北落叶松人工林为对象,研究不同林分密度下(分别为740、1480、2000和2170株.hm-2)各土层的土壤有机碳含量、有机碳密度、养分特征以及它们之间的相关关系。结果表明:土壤有机碳含量及碳密度随着土壤深度增加而减少,呈明显的垂直分布特征;当林分密度增大到2170株.hm-2时,土壤有机碳含量及碳密度显著增加至最大,分别为25.45g.kg-1和15.68kg.m-2,并与740株.hm-2林地土壤有机碳含量及碳密度差异显著。当林分密度由740株.hm-2增加到2170株.hm-2时,各种养分变化规律不尽一致,但当林分密度为2170株.hm-2时,0-60cm深度的土壤全氮、全磷及速效钾含量均保持在一个相对较高的水平,而土壤全钾和有效磷含量仅在0-20cm土层较高。对于落叶松人工林地整个土壤剖面,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全氮、全磷、速效钾含量均呈显著或极显著正相关。从林地土壤固碳的角度,建议将华北落叶松人工林的林分密度控制在2170株.hm-2。     

锡林郭勒草原土壤有机碳分布特征及其影响因素

土壤有机碳是土壤养分评测和质量分析的重要指标之一,研究不同草原类型土壤有机碳的空间分布规律有利于草地的生态恢复和土地的合理利用。以锡林郭勒草原为研究对象,运用克里格插值法、相关性分析法、一元线性回归法和主成分分析法探讨土壤有机碳的空间分异规律,以期揭示不同影响因素对草原土壤有机碳的影响程度。结果表明:(1)在草甸草原中,土壤有机碳含量在0～10 cm、20～30 cm、40～50 cm土层的含量依次为23.28 g·kg-1、12.71 g·kg-1、9.28 g·kg~(-1);在典型草原中,含量变化依次为16.75 g·kg~(-1)、10.75 g·kg~(-1)、7.20 g·kg~(-1);在荒漠草原中,含量依次为1.62 g·kg-1、2.00 g·kg~(-1)、1.73 g·kg-1。表明草甸和典型草原土壤有机碳含量随土壤深度增加而逐渐降低,而荒漠草原不同土层间无显著性差异。(2)不同草原类型对土壤有机碳含量的影响程度不同,对于同一土层深度,基本表现为草甸草原典型草原荒漠草原。水平方向上有机碳含量与植被盖度分布相一致,呈由东南向西北逐渐递减的趋势。(3)在对影响因素的分析中,土壤有机碳与海拔、气温、pH均呈极显著负相关关系(P0.01),与降水、土壤含水量、速效氮、速效磷呈极显著正相关关系(P0.01),与坡度、坡向、速效钾无明显相关性关系(P0.05)。(4)影响土壤有机碳的主要因子为速效氮、降水量和气温,次要因子为土壤含水量和速效钾,因此,应注重对不同草原氮素的摄入以及水热条件的把控。     

绿洲化过程中塔里木地区农田土壤固碳速率与驱动因素分析

通过对不同时期塔里木北部灌区农田样地土壤采样及剖面分析,结合第二次全国土壤普查和塔里木北部灌区相关农业资料,利用Arc GIS软件分析农田土壤有机碳储量和碳密度变化,揭示绿洲化过程中塔里木北部灌区农田土壤有机碳库的演变规律,分析影响土壤有机碳固存的主要因素。结果表明:1灌区不同类型土壤的固碳能力差异显著,有机碳含量从高至低依次为草甸土、盐土、潮土和风沙土;剖面土壤有机碳含量自上而下递减,其中表层土壤有机碳含量高达2~8 g·kg~(-1)。2剖面0~20 cm和20~40 cm深度的平均土壤有机碳密度分别为(1.36±0.09)kg·m~(-2)和(1.10±0.07)kg·m~(-2),其中风沙土的土壤有机碳密度远低于该区平均水平。3与1981年相比,2011年塔里木北部灌区土壤有机碳密度增量不明显,固碳速率为-0.01~0.03 kg·m~(-2)·a~(-1);不同类型土壤的有机碳密度变化差异显著。总体而言,在绿洲化过程中,新疆塔里木北部灌区的土壤有机碳含量呈增加趋势,土地开发年限及农田管理措施是影响该变化的主要因素。     

艾比湖湿地不同植被覆盖下土壤碳蓄积对比分析

以艾比湖湿地两种植被类型覆盖下的土壤为研究对象,运用野外采样、室内分析等方法测试并计算灌木荒漠、小乔木荒漠两种植被类型土壤5个土层深度土壤碳蓄积量。研究结果显示:土壤有机碳含量的分布规律高低次序为小乔木荒漠大于灌木荒漠,小乔木荒漠有机碳含量最高值为19.44 g·kg~(-1),灌木荒漠有机碳含量最高值为8.11 g·kg~(-1)。土壤有机碳含量最高值均出现在土壤表层(0~20 cm),土壤有机碳密度表现为土壤表层(0~20 cm)最高(灌木荒漠为2.48 kg·m~(-2),小乔木荒漠为6.37 kg·m~(-2))。土壤有机碳蓄积量计算结果为:灌木荒漠、小乔木荒漠植被覆盖下土壤碳蓄积量分别为344 856.23、3 743 517.41 kg,小乔木荒漠土壤碳蓄积能力高于灌木荒漠土壤碳蓄积能力。上述研究可对干旱区湿地土壤碳循环、艾比湖湿地生态修复等提供科学参考。     

山西太岳山不同林分土壤有机碳储量研究

基于山西太岳山系灵空山景区侧柏林、油松林、辽东栎林、辽东栎和油松混交林4种林分调查,通过密集采样和样品分析研究不同林分土壤不同层次(0-10cm、10-20cm、20-30cm、30-50cm、50-100cm)有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量及分布特征。结果如下:山西太岳山森林平均1m土层土壤的有机碳储量一般不超过30g·kg-1,调查的四种林分在16.2g·kg-1到29.6g·kg-1;所调查的四种林分的土壤有机碳储量、碳密度随着土层深度递减,其中油松林、侧柏林、辽东栎林30cm以上土壤中有机碳储量占到100cm土层中有机碳储量的85%以上,表层土壤碳储量贡献大;阔叶林碳储量高于针叶林,混交林碳储量高于纯林,辽东栎油松针阔混交林土壤有机碳含量是油松林土壤碳含量的2.4倍,辽东栎林土壤碳储量大约分别是侧柏林、油松林的1.4和1.9倍。因此为增加森林土壤固碳,建议使用混交林并减少人类活动对森林表土层的干扰和破坏。     

沙地樟子松人工林土壤氮矿化特征

土壤氮(N)的有效性是沙地林生态系统生产力和稳定性的关键限制因子。本研究以科尔沁沙地樟子松人工林为研究对象，分析测定了10~60 a林龄土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量、氨化速率、硝化速率和N矿化速率的变化规律。结果表明：樟子松人工林土壤NH₄⁺-N、NO₃^--N和矿质N含量，随着不同林龄在10~60 a内表现出增加的趋势，其中10~30 a增幅较小，40~60 a显著提高；随着土层深度增加而减小，主要集中在0~20 cm，呈现出表聚性。不同林龄樟子松人工林土壤氨化速率、硝化速率和矿化速率均随林龄增加而增加，随土层深度的增加而降低，其中0~40 cm土层明显大于40~100 cm。通过双因素方差分析，得出林龄与土层对各矿化指标影响显著。土壤矿化指标与人工林地上樟子松株高、胸径、冠幅以及土壤有机碳、全氮、碱解氮有显著的正相关关系。通过冗余分析(RDA)表明，影响不同林龄土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、全磷、有机碳；影响不同土层土壤矿化指标的主要环境因子为全氮、碱解氮、有机碳。因此，樟子松人工林能够改善沙地土壤N的有效性，幼龄林和中龄林改善效果较小，近成熟林和成熟林改善效果明显；对表层土的改善效果优于深层土；土壤肥力是影响土壤矿化指标的主要环境因子。     

无定河流域植被恢复对土壤团聚体及碳固定的影响

对无定河流域坡耕地和4、5、10、30、50年植被恢复样地土壤水稳性团聚体含量,全土样及不同直径水稳性团聚体中的有机质、速效磷含量进行了测定分析,计算了土壤有机碳密度,旨在评价植被恢复对土壤结构、养分及土壤固定的影响。结果表明:各样地全土样有机质和速效磷含量分别介于6.73~31.83 g·kg-1和1.93~14.72 mg·kg-1之间,不同直径团聚体有机质和速效磷含量分别介于7.15~26.03 g·kg-1和3.71~16.64 mg·kg-1之间。相对农地,植被恢复能明显增加表层土壤有机质含量和有机碳密度,杜梨群落增加幅度最高,增加值分别为24.93 g·kg-1和91.98 mg·cm-2;水稳性团聚体以0.05 mm和0.05~0.1 mm为主,含量分别在37.06%~57.22%和21.71%~29.76%之间;不同直径水稳性团聚体中有机质含量表现为2 mm至0.2~0.5 mm之间,直径愈小,有机质含量愈高,0.2~0.5 mm至0.05 mm之间,粒径愈小,有机质含量愈低;除1~2 mm团聚体中的速效磷含量最高外,2 mm至0.05 mm团聚体之间,粒径愈小,速效磷含量愈低。土壤有机碳密度与植被恢复年限呈线性正相关关系。相对于土壤碳固定,土壤抵抗水力侵蚀的能力需更长时间才能显著提高。相对慢速湿润,快速湿润条件下各直径水稳性团聚体有机质含量均较高。研究区大雨或暴雨是造成该区域土壤结构恶化和有机碳损耗的主要原因。     

青藏铁路沿线土壤有机碳和速效养分空间分异特征

研究了青藏铁路沿线由北至南27条样带的土壤有机碳和速效养分特征,分析指标包括活性有机碳、可溶性有机碳、碱解氮、铵态氮、硝态氮、速效磷、速效钾.结果表明:沿线土壤有机碳和速效养分指标多表现为土壤下层(20-40cm)养分含量低于表层(0-20cm).南北各样带的综合分析表明,土壤活性有机碳、可溶性有机碳、碱解氮、铵态氮、表层速效磷含量表现为南部西藏境内各样带多高于北部青海境内样带;而土壤硝态氮、速效钾、下层速效磷含量由北至南则没有明显的增高趋势.各样带土壤活性有机碳含量多在2-14g· kg-1之间,碱解氮含量多在20-160mg·kg-1之间,碱解氮与活性有机碳表现出非常类似的变化规律.各样带土壤可溶性有机碳含量变动在200-450mg·kg 1之间,铵态氮含量多在5-9mg·kg-1之间,这两个指标由北至南在各样带间波动比较大.沿线各样带土壤硝态氮含量在2-5mg·kg-1之间,速效磷含量多在1-3.5mg·kg-1之间,速效钾含量则多在30-100mg·kg-1之间.相关性分析表明,碱解氮与活性有机碳及可溶性有机碳之间均呈现极显著正相关,活性有机碳与可溶性有机碳之间也存在极显著正相关关系,活性有机碳与速效磷之间存在显著正相关关系,硝态氮与速效钾存在显著正相关关系,而其余各养分指标之间则没有明显相关性.     

黄土丘陵区人工刺槐林恢复对土壤碳库动态的影响

采用样地调查与室内实验分析相结合的方法,以黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林地为对象,探讨人工植被恢复对土壤有机碳密度、无机碳密度、总碳密度及其剖面分布的影响。结果表明:相对于坡耕地,刺槐林恢复过程中,0~100 cm土层有机碳密度先减少后增加最后趋于稳定,其开始增加的时间滞后于植物生长期,变化范围为2.57~3.69 kg·m-2。0~20 cm土层土壤有机碳显著增加,占整个土壤剖面有机碳储量的28.8%~39.5%;0~100 cm土层土壤剖面无机碳密度,随林龄增加呈波动变化,变化范围为16.65~20.30 kg·m-2。0~20 cm土层土壤无机碳具有一定的脱钙现象,整个剖面无机碳库储量约为有机碳库的4.5~7.1倍,0~100 cm土层无机碳储量在总碳中所占比例为81.9%~89.4%。总体来看,0~100 cm土层总碳库随人工植被恢复无明显增加,甚至略微下降。表明评估研究区植被恢复土壤碳库效应时,应充分考虑土壤有机碳库和无机碳库的变化。