国内外森林生态系统土壤碳储量计量方法研究进展

指出了精确的计算土壤有机碳储量是进行土壤碳储量计算的基础,有助于揭示土壤碳储藏对全球变化相应的时间、方式和规模。系统分析了目前国内外土壤有机碳相关计量方法、测定方法和国内外研究进展及特点,并探讨了国内外土壤有机碳储量研究方面存在的若干问题。     

秸秆堆沤还田对红壤烤烟农田生态系统磷素盈亏的影响

【目的】研究不同秸秆堆沤还田方式对红壤烤烟坡耕地磷素盈亏的影响,揭示秸秆堆沤还田下红壤烤烟农田生态系统磷素盈亏的特征,为滇中小流域面源污染防治提供科学依据。【方法】在自然降水条件下,研究不同秸秆还田密度（0.75和1.50 kg/m2）、不同秸秆粉碎粒度（1和5 cm）、不同秸秆堆沤处理（水、水与尿素）对红壤烤烟坡耕地径流泥沙磷素流失量、土壤磷素残留量、烤烟磷素吸收量和磷素盈亏的变化特征。【结果】施用1.50 kg/m2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤较0.75 kg/m2秸秆密度、1 cm秸秆粒度、加水与尿素堆沤可有效降低产流产沙量（0.22%~43.26%）;施用0.75 kg/m2秸秆密度、5 cm秸秆粒度、加水堆沤可有效降低径流和泥沙磷素流失浓度（2.82%~66.67%、0.38%~57.53%）及流失量（最高分别降低63.89%和64.74%）;秸秆还田对各土层土壤总磷（TP）残留量的影响不同,总体上呈增加趋势;秸秆还田后,烤烟全磷（TP）含量的分布特征为叶>根>茎,1.50 kg/m2秸秆密度、1 cm秸秆粒度、水与尿素堆沤均可有效增加烤烟吸收TP含量（0.60%~49.76%）和土壤磷素盈余量（0.43%~13.97%）。【结论】秸秆堆沤还田可提高和维持红壤烤烟坡耕地土壤磷素水平,减少土壤磷素淋失,增强土壤供磷潜力,是削弱该流域农业非点源污染,综合利用秸秆资源,促进农业生态平衡发展的重要措施。     

等高反坡阶对滇中云南松林生态系统碳储量及增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林生态系统碳储量特征进行估算,并分析了8 a后生态系统各层碳增量及分配格局。结果表明:布设等高反坡阶后云南松林乔木层、凋落物层、灌木层和草本层生物量分别比对照高出9.07%,9.29%,8.17%和13.24%,各层高低依次表现为乔木层（75.65 t/hm²） > 凋落物层（23.69 t/hm²） > 灌木层（4.68 t/hm²） > 草本层（1.80 t/hm²）;等高反坡阶处理下云南松林生态系统碳储量比对照高出27.10%,各层碳储量由高到低依次为土壤层（132.09 t/hm²） > 乔木层（35.32 t/hm²） > 凋落物层（5.94 t/hm²） > 灌木层（2.11 t/hm²） > 草本层（0.74 t/hm²）,分别占总碳储量的72.12%,22.26%,3.86%,1.31%和0.45%。等高反坡阶处理下云南松林生态系统的碳增量显著高于对照（29.68%）,乔木层、灌木层、草本层、凋落物和土壤层分别高出31.76%,28.21%,27.17%,15.54%和34.92%,说明等高反坡阶可有效促进植物生长,提高植被层及土壤层碳储量积累,因此人工造林时可因地制宜适度应用一定的等高反坡阶措施,加快当地碳库及生态环境的恢复速率,提高森林生态系统的生产能力。     

基于Van Genuchten模型的等高反坡阶下土壤水分特征

为了阐明等高反坡阶处理对土壤持水性的改善作用,选取滇中昆明市北郊松华坝迤者小流域为研究区,研究等高反坡阶对坡耕地0—100 cm土层土壤水分特征曲线的影响,使用vanFit软件拟合获得Van Genuchten模型参数,阐明各土层土壤持水性及其与影响因子的关系。结果表明:（1）等高反坡阶对坡上部影响不显著（p>0.05）,对坡中部影响显著（p<0.05）,对坡下部影响极显著（p<0.01）;（2）与土壤水分特征曲线参数的关系中,容重和砂粒含量呈负相关,总孔隙度、毛管孔隙度和粉粒含量呈正相关;（3）模型拟合土壤水分特征曲线的决定系数R²均高于0.85,可靠性较高;原状坡耕地（1.719 6）和等高反坡阶处理坡耕地（1.773 5）的n值均在10—20 cm土层最大,土壤在10—20 cm土层的土壤含水率变化较大,等高反坡阶处理坡耕地的土壤含水率变化大于原状坡耕地;（4）原状坡耕地和等高反坡阶处理坡耕地均在10—20 cm土层供水性好,等高反坡阶处理坡耕地在40—60 cm土层持水能力强,而原状坡耕地在20—40 cm土层持水能力强。综上,等高反坡阶处理对坡耕地土壤的保水性能具有明显的提高作用,对坡耕地地表径流拦蓄、增加水分入渗和减少土壤流失起到了明显的改善作用。     

等高反坡阶对昆明市松华坝水源区坡耕地氮、磷流失的影响

选取昆明市松华坝水源区典型小流域——迤者小流域为试验区,通过布设标准径流小区,在2009—2015年对坡耕地产流产沙及氮、磷流失情况进行长期的野外观测研究,从年际尺度上来探讨等高反坡阶对于坡耕地产流产沙及氮、磷等养分流失的影响。结果表明:等高反坡阶对于径流和泥沙的削减效果均较为明显,年平均减流率为50.64%,年平均减沙率74.99%,减沙率显著大于减流率;等高反坡阶对于径流和泥沙中氮、磷均有较为明显的削减效果,平均每年可以削减68.75%的氮流失和82.16%的磷流失,其中对径流中总氮和泥沙中全氮年削减率分别达到59.51%和76.43%,对径流中总磷和泥沙中全磷年削减率分别达到64.22%和83.73%。     

滇中亚高山森林林下植被和凋落物生态化学计量特征

[目的 ]了解磨盘山区域森林生态系统典型林分林下植被层和凋落物层各组分的C、N、P化学计量比格局,探究物种与器官对林下植被层和凋落物层C、N、P化学计量特征的影响,以期为森林生态系统养分再分配提供理论参考。[方法 ]选取滇中亚高山5种典型森林为研究对象,通过野外采集不同森林林下植被和凋落物样品,对其林下植被层各器官和凋落物层各组分C、N、P生态化学计量特征进行研究。[结果 ]5种林分的林下植被层(灌木叶、茎和根,草本地上和地下部分)和凋落物层(未分解层、半分解层、完全分解层)的C含量变幅分别为410.17～561.08、81.47～625.80 mg·g~(-1),N含量分别为3.07～15.89、9.87～17.50 mg·g~(-1),P含量分别为0.35～0.90、0.37～0.93 mg·g~(-1)。灌木层C、N、P含量除云南松林外均表现为叶根茎,草本层的C、P表现为地下部分地上部分,N含量则相反;凋落物层N、P含量表现为完全分解层半分解层未分解层,C含量与之相反。[结论 ]滇中亚高山典型森林中5种林分林下植被层生长比较缓慢,受到N和P的同时限制;凋落物分解速率偏慢,养分循环能力较低。因此,在森林抚育措施中,可考虑适当保护林下植被,提高土壤肥力,维持其长期稳定生产力。     

山西太岳山不同林龄油松林生物量及碳储量研究

基于山西太岳山油松林5种林龄序列(18,20,25,38和42年生)来研究地上和地下各部分生物量和碳储量分配情况。结果表明:18,20,25,38和42年生油松林地上部分和地下部分不同器官碳素密度波动分别为0.411 2~0.556 0,0.424 8~0.532 8g/g。地上和地下部分总生物量随着林龄的增加逐渐增加,各器官碳储量与生物量呈显著正相关。不同林龄油松林地上部分碳库分别为38.18,42.28,56.64,86.36,95.74t/hm2,地下部分碳库分别为8.58,8.46,8.92,19.92,38.70t/hm2。树干在碳库比例中最大,其次是根桩、活枝,最小的是树皮,分别占油松林总碳储量的30.90%~54.70%,11.93%~28.41%,8.55%~15.77%和0.45%~0.88%。油松林地下部分与地上部分碳储量的比值从18年生的0.22快速降低到25年生的0.16。油松林的固碳潜力随着林龄的增加而逐渐增加,从25~42年生的油松林成熟期是碳积累的重要阶段。     

等高反坡阶对滇中云南松林下碳储量及增量分配格局的影响

通过标准地调查和生物量实测相结合的方法,对布设等高反坡阶后滇中云南松林林下植被层和土壤层碳储量进行了估算,并分析了8 a后各层碳增量及分配格局。结果表明:（1）布设等高反坡阶后灌木叶、已分解凋落物及土壤层碳含量显著高于对照,对照和布设等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层及土壤层碳含量变幅分别为441.2~484.4 g/kg,371.0~433.6 g/kg,70.4~458.5 g/kg,4.1~20.0 g/kg;（2）不同处理下林下植被层中凋落物层生物量最高,其次为灌木层、草本层,等高反坡阶处理下灌木层、草本层、凋落物层的生物量分别比对照显著高出8.17%,13.24%,9.29%,布设等高反坡阶显著提高了林下植被各层生物量;（3）林下植被层和土壤层碳储量表现为土壤层 > 凋落物层 > 灌木层 > 草本层,碳增量则表现为土壤层 > 凋落物层 > 草本层 > 灌木层,等高反坡阶处理下灌木层（高11.64%）、草本层（高15.63%）与土壤层（高50.74%）碳储量皆高于对照,灌木层、草本层、凋落物及土壤层碳增量与对照相比则分别增加了28.21%,27.17%,15.54%,34.92%。等高反坡阶可有效促进植物生长,提高林下植被层及土壤层碳储量的积累,因此人工造林时可因地制宜适度应用等高反坡阶措施,加快当地碳库及生态环境的恢复速率,提高云南松生态系统的生产能力。     

区域尺度森林土壤碳储量估算方法及人为影响因素研究进展

指出了研究方法不统一是造成不同学者估算森林土壤碳储量结果不同的主导因素,所得结果必然存在极大的不确定性。归纳和总结了近年来区域尺度森林土壤碳储量研究中的估测方法及人为影响因素,为寻求统一的研究方法提供理论依据。提出了应根据不同研究区域特征及研究目的选择合适的土层厚度、研究方法,加强和完善森林生态系统定位观测,提高森林生态系统土壤碳储量中各环节数据的准确性,增加必要的实测数据,提高精度;同时采用先进的地理信息系统(GIS)和遥感(RS)图像数据处理等技术,利用高精度遥感影像数据,与土壤实测值、模型方法相结合,建立完整的森林生态系统土壤碳储量数据库。在研究中应注重人为活动、土地利用和土地覆盖变化对森林生态系统土壤碳储量的影响,使得碳储量的估算更加注重多因素的综合影响并能在一定程度上揭示碳储量的动态变化过程及其变化机理。     

3种冷季型草坪草对短期盐胁迫的生长响应

采用盐水灌溉的方法,比较了3种冷季型草坪草黑麦草(Lolium perenne)、高羊茅(Festuca arundinacea)和早熟禾(Poa pratensis),在短期不同盐胁迫条件下(NaCl质量分数分别为0%,0.2%、0.4%、0.6%、0.8%、1%)生长特性。结果表明:3种草坪草的外观质量和叶片萎蔫系数总体上变化一致,随着盐浓度的不断增加而降低,生长受到严重抑制。黑麦草、高羊茅和早熟禾的叶片相对含水量比对照分别下降了12%,9%和4%,早熟禾的下降幅度最低。盐胁迫对根系生物量的影响大于对地上部分。绿叶盖度与植物生物量呈显著的正相关,早熟禾具有较高的抗盐性。3种草坪草在盐浓度为1.0%下叶片脯氨酸和电导率含量均达到最大值,早熟禾叶片电导率最高。叶片和根系K~+含量随着盐浓度的提高而逐渐降低,Na~+含量逐渐升高。根据短期盐胁迫各生长指标的结果,3种草坪草的抗盐能力依次为早熟禾高羊茅黑麦草。