集约经营雷竹林土壤呼吸年动态变化规律及其影响因子

在浙江临安市雷竹主产区定位监测1年内土壤各组分呼吸动态。结果表明:雷竹林地土壤总呼吸速率、土壤生物异养呼吸速率及根系自养呼吸速率的年平均值分别为5.42,2.24和2.89μmolCO2·m-2s-1;1年中分别在2和7月出现土壤呼吸峰值;雷竹林地土壤年释放CO2量为73.40t·hm-2a-1,其中林地异养呼吸和自养呼吸分别占总呼吸的45.67%和54.33%;土壤呼吸、土壤生物异养呼吸和土壤根系自养呼吸均与土壤温度呈明显的指数关系,以土壤5cm深处温度为依据得到的温度系数(Q10值)分别为1.70,1.86和1.48,土壤总呼吸与土深5cm处土温、8:00气温、土壤水溶性有机碳含量和土壤总有机碳含量呈显著正相关(P<0.01),而土壤含水量、8:00大气相对湿度和土壤水溶性有机碳含量与土壤呼吸无显著相关性。     

不同磷效率水稻基因型根系形态和生理特性的研究

以磷高效水稻基因型连珍11和磷低效水稻基因型嘉948为材料,通过溶液培养试验研究了正常供磷(10 mg P·L-1)和低磷胁迫(0.5 mg P·L-1)条件下的根系形态,根系磷吸收动力学参数和根系分泌酸性磷酸酶特性.结果表明,在两种供磷条件下,连珍11的吸磷量均显著高于嘉948.与嘉948相比,连珍11具有较大的根干重,根长,根表面积和侧根数量.低磷胁迫下连珍11的根系磷吸收动力学参数Imax,Km和Cmin均显著低于嘉948;而在正常供磷条件下两个水稻基因型的Imax和 Km没有显著差异.低磷处理显著增加两个水稻基因型的Imax,却显著降低Km.正常供磷条件下两个基因型根系分泌酸性磷酸酶活性没有显著差异,而在低磷处理条件下连珍11的根系分泌酸性磷酸酶活性显著高于嘉948.研究表明连珍11的磷效率显著高于嘉948的原因是其具有较庞大的根系以及在磷缺乏条件下具有较高的根系分泌酸性磷酸酶活性和较低的Km和Cmin值.     

施肥对山核桃林地土壤N2O排放的影响

【目的】N2O是重要的温室气体,其增温潜势是CO2的298倍,而且破坏臭氧层。森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,占全球陆地面积的33%,森林土壤N2O排放对全球气候变化有重大的影响。山核桃（Carya cathayensis）是非常重要的经济林,是山核桃主产区农民的主要经济来源。近年来,农民采取施用无机肥和有机肥等措施来提高山核桃产量,但施肥对山核桃林地土壤N2O排放的影响尚不清楚,本文以不施肥作为对照（CK）,研究单施有机肥(Organic fertilizer, OF)、单施化肥(Inorgnaic fertilizer, IF)、 有机无机肥配施(Organic fertilizer and Inorgnaic fertilizer, OIF)对山核桃林地土壤N2O气体排放的影响。【方法】 利用静态箱-气相色谱法对山核桃林地土壤N2O排放通量进行了为期1年的测定。采样箱为组合式,即由底座、顶箱组成,均用PVC板做成,面积为30 cm30 cm,高度为30 cm。气体样品采集频率基本为每月1次,采集气体时,将采集箱插入底座凹槽（凹槽内径和深度均为5 cm）中,用蒸馏水密封,分别于关箱后0、 10、 20、 30 min采集,用注射器抽样60 mL置于气袋,带回实验室用岛津GC-2014气相色谱仪进行测定,检测器为电子捕获检测器（ECD）,检测器温度为250℃。【结果】 山核桃林地不同施肥土壤N2O排放通量均呈现明显的季节性变化,以夏季最高、冬季最低。土壤N2O的排放通量在N -0.021~ 0.161 mg/(m2 h)之间变化,不同处理土壤N2O年累积排放量依次为单施有机肥单施化肥有机无机肥配施对照,对应值分别为N 2.17、 2.01、 1.94和0.94 kg/（hm2a）。与对照相比,施肥处理显著增加N2O的排放（P0.05）,但是各施肥处理N2O排放量之间的差异不显著。单施有机肥和有机无机肥配施处理土壤N2O排放通量与土壤水溶性有机碳含量和微生物量碳呈显著相关关系（P0.05）,而单施化肥和对照则无显著相关性。土壤N2O排放通量与地下5 cm处土壤温度均显著相关（P0.05）,而土壤N2O排放与土壤含水量间没有显著相关性。【结论】 施肥显著促进了山核桃林地土壤N2O排放,不同施肥处理之间山核桃林地土壤N2O排放无显著差异。添加有机肥引起土壤水溶性有机碳和微生物碳的增加可能是有机肥增加山核桃林地土壤N2O排放速率的主要原因之一。     

经营管理对森林土壤有机碳库影响的研究进展

森林土壤有机碳库在全球碳循环及减缓气候变暖中发挥着重要作用。施肥、火烧、采伐、林下植被管理、覆盖等营林措施改变了森林生态系统的生产力,显著影响了森林土壤的碳输入和碳输出。综述了主要营林措施对森林土壤有机碳库的影响及其机制,并探讨今后的研究重点。总体而言,施用有机肥、有机无机肥配施及生物质炭添加均可提高土壤有机碳含量。氮肥对土壤有机碳含量的影响存在增加、降低和无影响3种结果;火烧对土壤有机碳的影响取决于火烧后恢复时间、火烧温度、火烧强度、土层深度等因素;皆伐通过改变土壤温度、含水量、有机碳来源等因素,导致森林土壤有机碳含量下降;而间伐对土壤有机碳的影响则与间伐强度有关;去除林下植被及凋落物加快了土壤有机碳的分解,但林下植被的替代与添加则会提高土壤有机碳含量;覆盖提高了土壤有机碳含量,但导致有机碳稳定性下降。随着研究方法和观测手段的不断发展,今后应深入研究营林措施对土壤碳形态、结构和转化过程的影响;同时,更多关注人为管理和气候变化对森林土壤碳库产生的叠加效应。     

浙江毛竹林分非空间结构特征及其动态变化

利用2004与2009年浙江省两期森林连续清查毛竹样地数据,应用因子分析、聚类分析、相关分析、多元方差分析及核密度估计方法,采用7个指标(样地生物量,样地株数,林分平均胸径,1,2,3和≥4度竹所占比例)描述毛竹林分非空间结构特征。结果表明:毛竹林分非空间结构特征的主导因素依次为年龄结构因子、样地生物量因子、林分平均胸径因子;浙江现有毛竹林老龄化问题较突出,林分中各龄级所占比极不合理,现有经营措施存在较大缺陷,从而使林分生产力衰退;样地株数较少时,林分平均胸径与样地株数几乎没有相关性,但随着样地毛竹株数的增加,表现出一定的负指数关系;影响毛竹林分生物量的主要因素依次是样地株数与林分平均胸径;7个指标中除3度竹所占比例没有显著差异外,其他指标都存在显著差异,使得毛竹林分非空间结构(由7个指标构成)在2004年与2009年存在显著性差异;平均胸径小于8.7 cm的林分随着毛竹的生长所占比重在减少,而平均胸径大于8.7 cm的林分在增加,这也说明2009年林分平均胸径比2004年显著增大,样地株数和林分生物量与林分平均胸径有类似的趋势。研究结果对毛竹林的可持续经营与固碳功能的提高有一定的参考价值。     

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。     

亚热带不同林分土壤表层有机碳组成及其稳定性

在浙江临安玲珑山选取了常绿阔叶林、马尾松林、板栗林和雷竹林4种林分,采用传统的化学方法与固态13C核磁共振(NMR)技术研究其土壤有机碳在不同粒径土壤颗粒中的分布规律和结构特征,探讨林分类别和管理措施对土壤有机碳含量及其结构的影响,为亚热带地区森林固碳和土壤碳库管理提供科学依据.结果显示:(1)土壤表层(0-20 cm)有机碳含量按以下次序递减:雷竹林＞常绿阔叶林＞马尾松林＞板栗林,且板栗林以粉黏粒结合态碳为主,其他林分土壤则以粗砂结合态碳为主;(2)13C NMR结果表明,阔叶林和马尾松林土壤有机碳中烷基碳所占比例最大,而雷竹林和板栗林则是烷氧碳比例最大,表明人工经营措施改变了土壤有机碳的成分组成;(3)随着土壤颗粒变细,有机碳中烷基碳比例增加,烷氧碳比例减少,A/O-A值和疏水碳/亲水碳值逐渐增大,表明颗粒越细,其结合的有机碳结构稳定性越高.     

常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤活性碳库与氮库的影响

为了研究常绿阔叶林改造成雷竹林对土壤活性碳库和氮库的影响,在浙江省临安市玲珑山采集了相邻的常绿阔叶林和雷竹林土壤(雷竹林由常绿阔叶林改造而来),测定分析了土壤的水溶性有机碳(WSOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、水溶性有机氮(WSON)及微生物量氮(MBN)含量.结果表明,常绿阔叶林改造成雷竹林后土壤pH显著降低,土壤有机碳、全氮、碱解氮、有效磷及速效钾含量显著增加.常绿阔叶林改造成雷竹林后,WSOC和ROC分别增加了61.3％和94.7％,而土壤MBC含量却下降了37.8％.雷竹林土壤WSON和MBN含量分别为常绿阔叶林土壤的80.9％和70.8％.常绿阔叶林改造成雷竹林并长期集约经营后,WSOC、ROC及土壤养分库含量均显著增加,而土壤微生物量显著降低.     

基于非空间结构的浙江省毛竹林固碳潜力

在毛竹单株生物量模型及其林分特征的基础上,构建基于非空间结构的毛竹林固碳潜力模型,并阐述模型的生物学意义;应用Matlab提供的Linprog函数与Solve函数,对所建模型在满足约束条件下进行优化求解,结果表明,当1度竹、2度竹、3度竹和≥4度竹占毛竹样地总株数的百分比均为0.25,毛竹林分立竹度为4363株·hm-2,平均胸径为12.1691cm时,毛竹林碳储量达到最大,其值为42220.2149kg·hm-2;根据优化结果与2004年浙江省毛竹林结构现状,提出增加毛竹林固碳量的一些措施。     

土地利用变化影响土壤碳库特征与土壤呼吸研究综述

土地利用变化对生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响。土壤碳库容量为大气碳库的2~3倍,土壤呼吸过程是土壤圈碳流入大气圈的主要途径。研究土地利用变化对土壤碳库与土壤呼吸速率的影响对于揭示生态系统对土地利用变化的响应机制及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。综述了自然林地、人工林地、农业用地和草地等4种土地利用方式相互转化对土壤碳储量的影响,较详细地分析了土地利用变化对不同活性碳库（主要包括微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳等）的影响,探讨了土壤呼吸速率对土地利用变化的响应及其机制,最后对该方向今后的研究重点做了展望。参69