三峡库区兰陵溪流域森林土壤有机碳、有机质与容重间的回归模型

【目的】建立三峡库区兰陵溪流域森林土壤有机碳、有机质与容重之间的回归模型,完善土壤属性数据库。【方法】利用该流域森林土壤调查数据库,确立土壤有机质(SOM)与有机碳(SOC)间的转换系数,构建土壤容重(BD)与SOM(SOC)含量之间的回归模型,并使用决定系数(R²)、Nash-Sutcliffe效率系数(E)、百分误差(P_e) 等统计参量进行检验。【结果】Van Bemmelen转换系数(0.58) 不适合该研究区(R²＝0.62,E＝0.51、P_e＝-31.16%),SOC-SOD转换系数应该为0.455(R²＝0.85,E＝0.86、P_e＝-3.0%),不同深度SOC-SOD转换系数并不相同,随土壤深度的增加迅速降低;其他地区构建的BD-SOM(SOC)回归模型不能直接应用于该区域,BD-SOM模型参数优化后可应用于该区域;BD-SOC模型参数优化后,对数多项式模型可以用于该区域。【结论】BD-SOM回归模型模拟值优于BD-SOC模型,建议使用BD-SOM回归模型进行土壤数据库完善。其中效率最高、误差最小的模型为Federer有机密度模型(R²=0.75,E =0.81,P_e =5.4%),可以在该地区推广应用。     

琼脂培养基质条件下砷在水稻幼苗中的积累转运

[目的]研究砷（As）在水稻幼苗中的积累转运。[方法]利用琼脂培养基质模拟厌氧的湿地环境,在不同As浓度条件下对水稻幼苗进行培养。[结果]培养基质中的As对水稻根部干重没有显著影响,对地上部干重产生了显著抑制作用。低剂量的As可以促进部分水稻品种干物质的积累。水稻根系对As具有较强的吸收积累能力,As被根系吸收后多数被固定于根部,只有少量被转运至茎叶,二者呈极显著正相关关系。[结论]该结果为进一步研究As在水稻中的积累转运规律提供了重要的理论依据。     

外方山草本植物叶片生长期C、N、P生态化学计量学特征的变化

为揭示同一生活型草本植物生长期内C、N、P生态化学计量学特征,在豫西南外方山设置羊胡子草(Carex rigescens)、芒草(Miscanthus sinensis)、野菊花(Dendranthema indicum)样地,测定生长期内叶片C、N、P含量及其生态化学计量比。结果表明:同一生活型种间植物叶片化学计量学特征具有多变性,胡子草、芒草、野菊花等3种植物生长期内叶片C含量平均为447.6 g/kg、448.1 g/kg和459.9 g/kg,N含量为26.8 g/kg、23.5 g/kg和25.6 g/kg,P含量为1.9 g/kg、1.5 g/kg和2.0 g/kg;3种植物综合变异系数排序为P含量(45.0%)C/P值(33.2%)N/P值(30.1%)C/N值(26.0%)N含量(25.3%)C含量(2.0%),C含量最稳定,N含量次之,P含量较不稳定;C含量与N、P含量负相关性均不显著(P0.05),P含量与N含量正相关性极显著(r=0.736,P0.01),N含量与C/N值负相关性极显著(r=-0.700,P0.01),P含量与C/P值负相关性极显著(r=-0.891,P0.01),C/N值与C/P值正相关性显著(r=0.283,P0.05);植物种类对叶片C含量影响显著(P0.05),N含量、P含量、C/N值与C/P值主要受生长期采样时间的影响(P0.05),物种种类与采样时间对N/P值影响不显著(P0.05)。研究区域植物叶片生态化学计量特征时,应考虑植物种类与生长期的影响。     

森林经营管理对土壤碳固定的影响研究进展

森林土壤有机碳(SOC)对全球碳循环有着重要的作用,森林SOC积累和分解直接影响陆地生态系统碳存储和全球碳平衡。碳汇的基本策略是把CO2固定于植被体,削减温室气体的排放量。森林经营管理对土壤碳库固定与存储影响明显且持续时期较长。鉴于此,综合分析了森林收获、轮伐期、氮肥施入、树种等营林措施对土壤碳库变化的影响及其不确定性,指出了当前森林土壤有机碳研究面临的一些问题和今后的研究方向。     

人工干扰对三峡库区柏木人工林下植物物种多样性的影响

为研究不同干扰模式（间伐,间伐＋补植）对三峡库区云阳县长江防护林带植物多样性的影响,根据云阳县柏木人工林区高等维管植物调查数据,采用Simpson指数、Shannon指数和Pielou均匀度指数等进行α多样性测度分析。结果表明：不同间伐和补植等干扰模式均改变了柏木林生境,对柏木林林下高等维管植物多样性产生了较大影响,植物种类和数量均发生了变化,植物种类平均高出对照2～3倍;与对照相比,随着干扰模式的变化,灌木层多样性指数发生了不规则变化,草木层多样性指数呈明显增加趋势。     

莎草诱导土壤有机碳的激发效应

为了探索添加莎草后土壤有机碳的激发效应发生机制,采用室内控制试验,向培育土壤内添加莎草碎片、增施氮磷元素,测定土壤有机碳(SOC)含量、微生物量、土壤δ_(13)C值,计算土壤中"新碳"(源于莎草的)和"旧碳"(土壤原有的)的含量。结果表明,75 d后,对照组SOC降低了11 mg·kg~(-1),氮磷营养组SOC降低了10 mg·kg~(-1),莎草组SOC含量先升高而后下降(最终降低了44 mg·kg~(-1)),莎草+氮磷营养组SOC含量先升高而后下降(最终增加了75 mg·kg~(-1))。土壤δ_(13)C值的变化说明土壤添加莎草后,"旧碳"分解速率加快,诱导了激发效应的发生。添加莎草组中,77.8%的莎草被微生物呼吸作用消耗掉,22.2%转化成"新碳"固定到土壤中。除去激发效应消耗的土壤碳(144 mg·kg~(-1)),土壤总有机碳含量降低了30 mg·kg~(-1);莎草+氮磷处理中,64.0%的莎草被呼吸作用消耗掉,36.0%被固定于土壤中,除去激发效应消耗的94 mg·kg~(-1),总土壤有机碳增加了68 mg·kg~(-1)。莎草处理中,土壤激发效应损失的碳量占莎草分解碳量的37.0%,植物+氮磷处理仅占29.3%,土壤激发效应损失的"旧碳"量远低于莎草呼吸作用损失的碳量。本研究结果为进一步探究土壤添加莎草后激发效应机理提供了参考依据。     

豫西黄土丘陵区不同土地利用方式土壤团聚体有机碳含量及其矿化特征

以豫西黄土丘陵区阔杂林、刺槐林、灌草地、果园和耕地土壤为对象,应用室内培养法,研究不同土地利用方式对土壤团聚体中有机碳含量及其矿化的影响,结果表明:不同利用方式地之间5mm,2~5mm两个粒级风干团聚体含量无显著差异,阔杂林、刺槐林、灌草地和果园5mm水稳性团聚体含量较耕地均显著提高,刺槐林和灌草地2~5mm水稳性团聚体含量较耕地显著提高;阔杂林、刺槐林、灌草地和果园土壤结构破坏率较耕地均显著降低,不同土地利用方式对团聚体的影响,主要表现在对较大粒级团聚体形成和稳定性的影响上。不同利用方式地均以0.25~2mm团聚体有机碳含量最高;同一利用方式地各粒级团聚体有机碳含量差异较小,但各粒级团聚体对有机碳贡献率差异较大,团聚体对有机碳的贡献率主要取决于团聚体的含量。不同利用方式地5,2~5,0.25~2mm 3个粒级团聚体中,有机碳的累积矿化量和矿化速率均为刺槐林地阔杂林地灌草地果园耕地;各粒级团聚体有机碳矿化速率变化规律基本一致,拟合符合对数函数;团聚体可矿化有机碳的分配比例随粒级减小而变大,大团聚的固碳能力较小团聚体强。     

退耕草地土壤有机碳密度的空间分布及动态变化

研究退耕草地土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)密度的空间分布与动态变化,为退耕地“碳汇”功能评估提供依据。2008年在兰陵溪流域退耕草地设计对照区(A₁)、莎草无凋落物区(B₀)和莎草双倍凋落物区(B₂),于2008-2015年每年3月底分层采集实验区0~30 cm土样,测定SOC密度值。结果表明,1) 农地退耕后,SOC的累积与分解平衡被打破,农地-草地演替过程中发生了“碳汇”作用,SOC达到新的平衡需12年,年碳汇速率为263.5 g/m²;2) 2008年SOC密度为B₂(5504±245 g/m²)>B₀(5476±267 g/m²)>A₁(5392±306 g/m²),2015年变化为A₁(6022±298 g/m²)>B₀(5963±315 g/m²)>B₂(5807±274 g/m²),植物种类和凋落物数量影响显著(P<0.05);3) 2008-2015年间,A₁和B₀区SOC密度持续增加,B₂发生了波动性变化,下降之后又持续增加,A₁更有利于SOC的积累;4)植物种类和凋落物数量主要影响0~20 cm层SOC密度的变化,20 cm以下影响不显著。农地、草地不同深度层SOC密度差异显著(P<0.05),农地-草地演替过程中,SOC年累积量差异显著,空间分布格局也由农地模式转变为草地模式。     

伏牛山区陶湾流域径流、泥沙及氮磷的输出动态

以伏牛山区陶湾流域为研究对象,预测和评价了不同农业管理措施下流域径流、泥沙、氮磷等的输出动态,以便采取更为有效的管理措施。选取了5种农耕模式:传统翻耕、免耕、等高种植、留茬覆盖、免耕并留茬覆盖;5种施肥模式:现有量、85%现有量、70%现有量、50%现有量、35%现有量;5种降雨模式:干旱年、偏少年、平水年、偏多年和丰水年,得到125种模式组合。调试AnnAGNPS模型,输出125组合下的陶湾流域径流、泥沙、氮磷输出量。结果表明,免耕模式可以削减泥沙输出的34.9%,但却增加了径流、氮磷等的输出;施肥模式对径流和泥沙输出没有显著影响,但对氮磷输出呈强正相关关系(R＞0.95),50%现有量的L3模式可削减81.8%氮和63.7%磷;丰水年泥沙输出量为平水年的4.7倍,但氮的输出量与平水年差异不显著,磷的输出量略高于平水年;免耕与施肥模式相结合是陶湾流域削减泥沙和氮磷输出的有效方法之一。     

城市森林水土流失率的研究

文章运用水流失率、水土流失率来考查城市降水水流失率和水土流失率,并对北京、伦敦的城市森林和阿南长江流域山区水土保持林的水流失率进行了比较,得出运用水流失率、水土流失率是考查城市森林水土流失较好的指标。