不同林分下土壤活性有机碳库研究

采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有机碳含量。结果表明 :常绿阔叶林土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于马尾松与杉木林土壤 ,杉木林土壤水溶性碳含量相对较低。从不同层次看 ,土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。水溶性碳、微生物量碳和易氧化态碳占总有机碳的比率分别波动在 0 31%～ 1 18%、0 90 %～ 2 5 1%和 7 0 3%～ 2 9 5 2 %之间 ,其中 ,土壤水溶性碳占总有机碳比率为马尾松林 >常绿阔叶林 >人工杉木林 ,易氧化态碳占总有机碳比率常绿阔叶林明显高于马尾松林和杉木林。不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势 ,而易氧化态碳占总有机碳比率随剖面加深有规律地下降。土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。     

Effects of Inorganic and Organic Fertilizers on Soil CO2 Efflux and Labile Organic Carbon Pools in an Intensively Managed Moso Bamboo (Phyllostachys pubescens) Plantation in Subtropical China

Impact of combined application of inorganic and organic fertilizers on soil carbon dioxide (CO₂) emission is poorly understood. We investigated the effects of inorganic fertilizer (IF), organic fertilizer (OF), and a mixture of organic and inorganic fertilizers (OIF) applications on the dynamics of soil CO₂ efflux in intensively managed Moso bamboo plantations. Soil CO₂ efflux and concentrations of water soluble organic C (WSOC) and microbial biomass C (MBC) in the IF treatment were higher than those in the control but lower than those in the OF and OIF treatments. Both OF and OIF treatments increased the SOC stock. Strong exponential relationships (p < 0.01) between soil temperature and CO₂ efflux were observed in all treatments. Soil CO₂ efflux in all four treatments was correlated with WSOC (p < 0.05) but not with MBC. We concluded the combined approach can possibly contribute to increasing the level of SOC stock in intensively managed plantations.     

施肥对板栗林地土壤N2O通量动态变化的影响

2011年6月-2012年6月期间, 在浙江省临安市典型板栗林地进行施肥对土壤N₂O通量变化影响的试验研究。目的在于探明不同施肥处理下板栗林地土壤N₂O通量的动态变化规律,并探讨土壤N₂O通量和土壤环境因子之间的关系。试验设置4个处理:对照(不施肥)、无机肥、有机肥、有机无机混合肥。采用静态箱-气相色谱法测定了板栗林地土壤N₂O通量,并测定了土壤温度、水分、水溶性有机碳(WSOC)和微生物量碳(MBC)含量。结果表明:板栗林土壤N₂O通量呈显著季节性变化,最大值出现在夏季,最小值出现在冬季;而且,施肥处理显著提高土壤N₂O年均通量和年累积量;在整个试验期间,无机肥、有机肥和有机无机混合肥处理下土壤N₂O的排放系数分别达到0.96%、1.45%和1.29%。此外,施肥也显著增加了土壤WSOC和MBC的含量(P < 0.05)。不同施肥处理条件下,土壤N₂O通量与土壤5 cm处温度、WSOC含量间均呈极显著正相关(P<0.01),但与MBC含量之间的相关性不显著。土壤N₂O排放与土壤含水量间除对照处理外均没有显著相关性。综上所述,施肥引起土壤WSOC含量的增加可能是施肥增加板栗林地土壤N₂O排放速率的主要原因之一。     

生草提高山核桃林土壤有机碳含量及微生物功能多样性

山核桃(Carya cathayensis)是中国特有的高档干果和木本油料树种,但高强度经营导致林地土壤性质的改变,为了解生草对土壤的修复效果,在山核桃主产区设置了紫云英(Astragalus sinicus)、油菜(Brassica campestris)、黑麦草(Lolium perenne)和免耕4种处理,对土壤有机碳及微生物功能多样性进行分析。结果表明,不同生草栽培后,山核桃林地土壤总有机碳(total organic carbon,TOC)质量分数显著增加,与免耕相比,种植油菜、黑麦草、紫云英4 a后土壤TOC分别提高了23.12%,26.61%和24.74%,增加的组分以羰基碳为主,但并未改变土壤碳库的稳定性;同时也显著提高了林地土壤微生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)和水溶性有机碳(water-soluble organic carbon,WSOC)的质量分数,MBC增加了138.61%～159.68,WSOC提高了56.24%～69.47%%。3种生草的土壤微生物活性(average well color development,AWCD)显著高于免耕,微生物多样性指数(Shannon index, H)和均匀度指数(evenness index, E)则表现为油菜、紫云英处理显著高于免耕。研究表明,生草栽培能有效提高林地土壤TOC质量分数和微生物功能多样性,为山核桃林地土壤修复和科学管理提供参考。     

茶园与相邻林地土壤有机碳及基础呼吸的垂直分布特征

对茶园及相邻林地土壤基础呼吸的垂直分布特征进行了研究, 并试图寻求其与土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、微生物生物量碳(MBC)的关系。结果表明茶园和林地土壤有机碳、土壤呼吸积累量、水溶性有机碳和微生物生物量碳均随着土壤深度的增加而减少, 且茶园均值大于林地。在0~100 cm土壤层次内, 茶园土壤质量敏感性指标(WSOC/SOC)平均值、代谢熵(qCO₂)平均值均大于林地, 微生物熵(qMBC)平均值小于林地。茶园和林地土壤基础呼吸速率与SOC、WSOC及MBC呈显着正相关, 向后筛选回归模型表明对茶园土壤基础呼吸的影响作用依次为SOC>MBC>WSOC,对林地土壤基础呼吸的影响作用则为WSOC>SOC>MBC.茶园土壤代谢作用强于林地, 但茶园有机碳库的稳定性比林地差, 不利于土壤有机碳库的积累, 为促进茶叶生产的持续健康发展, 茶园土壤需要更加科学合理的施肥和耕作措施。     

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.     

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。     

雷竹土壤水溶性有机碳及其与重金属的关系

为了解高效栽培雷竹林地土壤水溶性有机碳 (WSOC)状况 ,在浙江省雷竹主产区采集了土壤样品进行分析。结果表明 :高效栽培雷竹林土壤WSOC含量范围为 ( 0 1 5 5 0±0 0 0 5 3)g·kg-1( 2 5℃提取 )和 ( 0 2 2 2 0± 0 0 0 63)g·kg-1( 1 0 0℃提取 ) ,雷竹林土壤WSOC含量和WSOC占土壤有机碳总量 (TOC)的比例均明显高于立地条件相同的板栗林土壤和茶园土壤。雷竹林地增温覆盖措施增加了土壤WSOC的量 ,连续覆盖 5a的土壤WSOC比覆盖 1a的增加了 1倍。雷竹林土壤WSOC与土壤TOC、全氮、水解氮、有效磷、速效钾含量和脲酶、蔗糖酶活性及有效镉、钴、镍、铅、锌含量均有显著 (P <0 0 5 )或极显著(P <0 0 1 )相关性 ,说明土壤水溶性有机质含量与土壤质量密切相关。表 3参 1 7     

不同施肥雷竹林土壤水溶性有机碳动态变化

为了解目前生产上不同施肥习惯对土壤活性有机碳产生的影响，从2002年8月至2003年4月动态采集了各施肥处理土壤样品，用岛津TOC-VcPH有机碳分析仪测定了土壤水溶性有机碳含量。结果表明：不同施肥处理土壤水溶性有机碳含量均表现出8、10月最高，12月开始降低，次年2月降至低谷，而4月又上升的变化规律。试验全过程中，3个有机无机肥混合施用处理土壤水溶性有机碳含量始终高于3个单施化肥处理，并且差异达显著水平，并随着有机肥用量的增加，土壤水溶性有机碳含量也显著增加。所有施肥处理土壤水溶性有机碳含量均是覆盖区高于未覆盖区，覆盖区平均是未覆盖区的1．56倍。土壤水溶性有机碳含量与土壤总有机碳含量存在极显著相关性，与土壤水解氮相关性也达显著水平。     

Response of the sorption behavior of Cu,Cd, and Zn to different soil management

This study investigated the effect of different farming practices over long time periods on the sorption‐desorption behavior of Cu, Cd, and Zn in soils. Various amendments in a long‐term field experiment over 44 y altered the chemical and physical properties of the soil. Adsorption isotherms obtained from batch sorption experiments with Cu, Cd, and Zn were well described by Freundlich equations for adsorption and desorption. The data showed that Cu was adsorbed in high amounts, followed by Zn and Cd. In most treatments, Cd ions were more weakly sorbed than Cu or Zn. Generally, adsorption coefficients K_F increased among the investigated farming practices in the following order: sewage sludge ≤ fallow < inorganic fertilizer without N ≈ green manure < peat < Ca(NO₃)₂ < animal manure ≤ grassland/extensive pasture. The impact of different soil management on the sorption properties of agricultural soils for trace metals was quantified. Results demonstrated that the soil pH was the main factor controlling the behavior of heavy metals in soil altered through management. Furthermore, the constants K_F and n of isotherms obtained from the experiments significantly correlated with the amount of solid and water‐soluble organic carbon (WSOC) in the soils. Higher soil pH and higher contents of soil organic carbon led to higher adsorption. Carboxyl and carbonyl groups as well as WSOC significantly influenced the sorption behavior of heavy metals in soils with similar mineral soil constituents.