川西贡嘎山不同森林生态系统土壤有机碳垂直分布与组成特征

通过野外采样与室内实验相结合的方法,对川西典型亚高山不同海拔处暗针叶林、针阔混交林和常绿-落叶阔叶林3种森林类型表层土壤总有机碳(SOC)和活性有机碳的含量特征进行分析,旨在为亚高山生态系统土壤碳循环研究提供理论和数据支撑。结果表明:3种森林类型土壤中总有机碳含量(SOC)在44.21~179.98g·kg-1,表层(0-15cm)SOC含量大小顺序为针阔混交林常绿-落叶阔叶林暗针叶林,0-5cm土层SOC含量与活性有机碳含量均高于5-15cm土层,说明土壤有机碳具有土壤表聚现象。3种森林类型间SOC密度差异不显著,但不同森林类型土壤SOC密度沿土层的分布具有差别:与常绿-落叶阔叶林和暗针叶林相比,针阔混交林5-15cm土层SOC密度较高。土壤溶解性有机碳(DOC)、轻组分有机碳(LFOC)和微生物(MBC)含量均以针阔混交林最高,但其相对于SOC的比例则以暗针叶林最高,说明高海拔生态系统土壤活性有机碳有更大的累积,同时也暗示在气候变化背景下,高海拔生态系统可能具有更大的CO2排放风险。     

水土保持功能服务价值评价指标体系构建

水土保持功能直接关系到人类福祉,对其进行合理有效的分析和评估,有助于人类对自然生态系统的可持续开发与利用,从而实现生态系统的可持续管理。根据《中华人民共和国水土保持法》内容,基于水土保持功能的定义,从保护水土资源功能、防灾减灾功能、改善生态功能及促进社会进步功能等四个方面提出了二、三级功能评价指标,以期建立适合中国范围的水土保持功能服务价值评价指标体系,为测算年度全国水土保持功能服务价值和政府生态补偿工作提供参考。     

坡度与坡位对工程创面土壤养分状况的影响研究

为探明四川二郎山西坡318国道沿线工程创面生态和土壤修复状况,了解工程创面坡度与坡位对土壤养分状况的影响,用现场调查和工程创面土壤采样、分析测定pH值、有机质等9个指标的方法,进行了相关研究。结果表明,修复15年以上的工程创面土壤养分含量水平总体上还不及自然坡面,养分水平偏低;坡度对创面土壤养分影响较大,35°～40°坡面土壤养有机质、全氮、全磷、碱解氮、速效钾含量均大于40°～45°坡面,35°～40°坡面土壤全钾、有效磷含量则小于40°～45°坡面;坡位对工程创面土壤养分影响则较小。     

二郎山亚高山公路边坡土壤氮素与细菌群落组成的相关性研究

本文测定不同生长季节(3月、6月、10月)二郎山亚高山公路边坡的土壤氮素含量、微生物群落组成,探讨了两者间的相关性,旨在为该区域受损公路边坡植被恢复提供理论依据。结果表明:(1)与3月相比,4个样点土壤全氮含量呈现6月增加、10月减少;其中:铵态氮含量6月减少、10月增加的变化趋势;(2)3月、6月、10月各样点土壤细菌群落物种丰度指数的变化幅度分别为3530～3745、5018～6030、4121～5504,其中变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、厚壁菌门(Firmicutes)、酸杆菌门(Acidobacteria)、放线菌门(Actinobacteria)为该区域公路边坡土壤中门分类水平下的优势菌群;马赛菌属(Massilia)、不动杆菌属(Acinetobacter)、假单胞菌属(Pseudomonas)和黄杆菌属(Flavobacterium)是该区域属分类水平下的优势菌群;(3)相关性分析结果表明,绿弯菌门(Chloroflexi)细菌丰富度与土壤总氮含量显著(P<0.05)正相关,与铵态氮含量极显著(P<0.01)负相关,厚壁菌门(Firmicutes)细菌丰富度与铵态氮含量极显著(P<0.01)正相关。     

藏北高寒草地土壤有机质化学组成对土壤CO2排放的影响

土壤有机质(Soil organic matter, SOM)是草地生态系统的重要碳库,但由于SOM形成的复杂性,长期以来对SOM化学组成特征的研究存在一定挑战性。本研究基于热裂解气相色谱–质谱联用(Pyrolysis-gas chromatography/mass spectrometry, Py-GC/MS)的方法,从SOM化学组成的角度分析了其对藏北高寒草甸和高寒草原两种高寒草地土壤CO_2排放的影响。研究结果显示:1)含氮化合物是两种高寒草地SOM化学组成中重要成分,分别占总SOM的38.0%和52.5%;2)多糖类和萜烯类在两种高寒草地SOM中差异性达到显著水平(P 0.05);3)通过分析两种草地SOM化学组成与土壤CO_2排放量之间的相关关系,发现多糖直接影响着土壤CO_2累积排放量,拟合方程为Y=86.76X+344.87(R~2=0.63, P0.05),式中Y为CO_2累积排放量,X为多糖类的相对含量;4)SOM化学组成中多糖类、含氮化合物和芳香烃物质与土壤中细菌、真菌、放线菌、革兰氏阴性细菌和革兰氏阳性细菌之间显著相关(P 0.05)。综上可知,高寒草地SOM化学组成直接关系着土壤微生物的数量和CO_2的排放过程,SOM的化学成分和化学组成可以在一定程度上直接用于预测土壤CO_2的排放特征。     

长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征

为揭示长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化特征,采用重力采样器采集水库沉积泥沙,测定了沉积物样品的容重、颗粒组成、总有机碳(TOC)等。结果表明:自1956年水库建成后,长寿湖水库采样点沉积物的厚度为92cm,年均沉积深度为1.59cm。沉积物颗粒粒径随深度减小呈现出先变细,再变粗,表层变细的变化趋势。沉积物中TOC平均含量为14.14g/kg,从建库开始,采样点沉积物中TOC的含量变化趋势是先减小;随着人类活动的加剧导致土地利用发生较大变化,如退耕还林、城市化进程加快等,特别是水面上肥水网箱养鱼等活动,使沉积物中TOC含量逐渐增加;在2004年长寿湖水库全面禁止肥水养鱼后,TOC含量逐渐减小。研究长寿湖水库沉积物有机碳的垂直变化,对认识水库沉积物物理性质、沉积历史及沉积物与人类活动的关系有重要的意义。     

二郎山西坡华山松林土壤养分状况研究

二郎山西坡气候干旱、地质条件复杂,进行生态修复较为困难,人工林是在山区进行生态修复的重要手段,本文通过对二郎山西坡人工华山松林土壤养分进行调查及室内分析,得出:除土壤全氮含量为很低外,其他土壤养分含量为中等;除土壤全钾含量外,其他土壤养分含量空间异质性都较强,互相之间相关性也都较强。     

藏北高寒草原土壤酶活性对氮添加的响应及其影响因素

为阐明藏北高寒草原土壤酶活性对氮沉降响应规律,本研究于2013年开展模拟氮沉降试验(氮添加水平：0,2,5和10 g·m^-2·yr^-1),采用样方法对植物取样,双对角线法对土壤取样,分析土壤酶活性在氮添加5年后的变异特征及影响土壤酶活性的主要环境要素。结果表明：蔗糖酶、纤维素酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性在氮添加后显著降低(P<0.01),而脲酶和中性磷酸酶活性在氮添加后显著增加(P<0.01)。通过相关性分析和冗余分析表明：氮添加未显著影响土壤pH,土壤pH对土壤酶不存在显著影响。氮添加增加土壤活性氮含量,提高凋落物量和地下生物量,降低根系木质素含量;氮添加增加土壤中易分解的碳氮资源,降低碳相关水解酶和氧化酶活性,提高脲酶活性;氮添加提高了植物对磷的需求,增强磷酸酶活性。因此,氮添加引起植物特征的变化是影响土壤酶活性的主要因素。     

不同种植年限设施菜地土壤有机质组成与结构变化

试验采集不同种植年限设施菜地土壤样品,测定土壤有机质(SOM)、可溶性有机碳(DOC)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、微生物量碳(MBC)、微生物商(C_(mic)-to-C_(org))、C矿化和E4/E6值等指标,结合傅立叶变换红外光谱技术解析不同种植年限土壤有机质组成与结构变化的规律。结果显示,随着种植年限的增加,SOM、DOC、HA、HA/FA、MBC、C_(mic)-to-C_(org)、E4/E6值、C矿化率和CO_2释放速率均出现明显下降趋势,其中MBC、C_(mic)-to-C_(org)、C矿化率、CO_2释放速率和HA/FA在种植6 a时下降最明显,之后变化缓慢。与露天农田土壤(CK)相比,设施菜地呈现较高的SOM、DOC、Humus、HA、FA、HA/FA和E4/E6。胡敏酸红外光谱图谱显示设施菜地种植20 a处理土壤芳构化程度高,结构稳定,难以降解,其他三种种植年限(3 a、6 a和10 a)的芳构化程度相对较低,脂肪族成分相对较高。综上可知,设施菜地土壤有机质组成与结构随着种植年限的增加具有规律性变化,结果加深了对设施菜地土壤有机质演变规律的认知。     

模拟降雨条件下工程边坡土壤磷素流失特征

[目的]探究西南高山—亚高山地区工程边坡土壤磷素流失机理,为同类型工程边坡生态环境恢复研究提供理论依据。[方法]采用室内人工模拟降雨试验及原状土搬迁等方法,研究在2种坡度(30°,50°)和4种雨强(25,45,65,85 mm/h)条件下工程边坡全磷(TP),泥沙全磷(STP),溶解态磷(DP)迁移变化特征及其与土壤侵蚀状况的关系。[结果]①工程边坡径流平均DP浓度整体较低且受雨强影响较小,STP浓度在降雨初期较高,随之降低或趋于稳定。②不同雨强下工程边坡DP流失率、STP流失率变化曲线具有明显差异性,当雨强为25 mm/h和45 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率较低且较为稳定;当雨强为65 mm/h和85 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率迅速上升后趋于稳定;当雨强由45 mm/h增至65 mm/h时,工程边坡STP流失率、DP流失率迅速增大。③土壤侵蚀率与DP流失率、DP平均浓度、STP流失率和浓度、TP流失率有极显著正相关关系;径流率与DP流失率、STP流失率、TP流失率、DP平均浓度有极显著正相关关系,与STP浓度无显著相关关系。工程边坡TP流失率随径流率、土壤侵蚀率皆以幂函数形式逐渐增加。[结论]雨强和坡度对工程边坡磷素流失动态变化特征具有显著的影响且整体呈现出先增后减的趋势。