植被类型变化对长白山森林土壤碳矿化及其温度敏感性的影响

土壤有机质是陆地生态系统最大的碳库,土壤有机质分解速率及其温度敏感性对生态系统碳循环及其碳汇功能具有重要影响。为揭示植被类型变化对森林土壤有机质分解的影响,以长白山针阔混交林的原生林和次生林为研究对象,分别将土壤在不同水分(30%、60%和90%土壤饱和含水量(SSM))和不同温度(5、10、15、20、25和30 ℃)下培养,在为期56 d的培养期内分9次测定土壤碳矿化速率。实验结果表明:植被类型、培养温度和水分对土壤碳矿化速率具有显著影响,且三者间存在显著的交互效应(P < 0.001)。次生林土壤碳矿化累积量显著高于原生林(P < 0.05),在90% SSM和温度30 ℃培养状况下分别为346.41 μgC/g和241.01 μgC/g。包含温度和水分的双因素模型可很好地拟合土壤碳矿化速率的变化,温度和水分可共同解释土壤碳矿化速率的82.7%-95.9%变异。次生林土壤碳矿化温度敏感性(Q₁₀)显著高于原生林;水分对温度敏感性的影响较复杂,次生林在60% SSM最高,而原生林在90% SSM最高。总之,原生林遭砍伐后将会加速土壤有机质的分解,从而降低土壤有机质含量;另外,根据Q₁₀值可以预测次生林土壤有机质的分解速率对全球变暖反映更明显。     

基于地形校正的山区蒸散时空格局模拟

利用实测气象数据采用Thornthwaite模型对岷江上游区域蒸散时空格局进行了模拟,同时引入山区日照时数算法对模型进行校正以提高模拟精度。结果表明.校正后的Thornthwaite模型模拟误差在0.13%～20.72%之间,与未校正结果0.72%～46.72%的误差相比有显著降低,误差平均降低5%左右。研究表明,近30年来,研究区域多年蒸散呈现先上升后下降的趋势。1970s初期生长季蒸散量为307.11 mm;而1980s中期上升为315.84 mm,上升8.73 mm,相当于1970s初期生长季蒸散量的2.8%。1980s中期岷江上游蒸散上升到峰值,之后开始逐步下降。到1990s末期岷江上游生长季蒸散下降为305.72 mm,与1980s中期相比下降10.12 mm,为1980s中期生长季蒸散的3.2%。     

巨桉人工林下土壤团聚体分形特征及碱解氮分布研究

了解川中丘陵区巨桉林土壤团聚体分形特征及碱解氮含量状况对于掌握该地区巨桉种植对土壤稳定性及土壤养分的影响十分必要。该研究以典型川中丘陵区3.5a生巨桉纯林、巨桉+果树、巨桉+粮食作物土壤为研究对象,以弃耕地土壤为对照,应用分形模型,分析了土壤团聚体分形特征及不同粒径团聚体对土壤碱解氮分布的影响。结果表明:土壤团聚体数量随着粒径的增大呈现出先减少再增加后减少的趋势,其中2~5mm粒径团聚体在土壤结构中占有重要地位;土壤分形维数排序为:弃耕地纯林林果林粮;土壤碱解氮含量排序为:弃耕地林粮林果纯林,巨桉林地较弃耕地土壤分形维数和碱解氮含量低,说明巨桉的栽培在有利于保持土壤水土流失的同时却造成了土壤养分流失和地力衰退;巨桉林地土壤碱解氮集中分布在0.25mm和0.25~0.5mm粒径的细砂和中砂砾中;相关分析表明,土壤碱解氮含量与0.25~0.5mm团聚体碱解氮含量呈负相关,与2~5mm团聚体碱解氮含量呈显著正相关。该研究结果科学评价了巨桉种植对土壤结构和养分的影响,为川中丘陵区土壤的水土保持和肥力维护工作提供了合理的经营模式。     

秦岭火地塘林区森林生态系统水量平衡研究

采用水量平衡的方法研究了火地塘林区混交林对降雨的再分配状况。研究结果表明,7－10月份,试验区内林冠截留量126.58mm。树干茎流量11.69mm,透过雨量588.2mm,分别占同期降雨总量的17.43%,1.61%和80.96%,大部分降水以林内雨的形式进入林下;枯落物截留水量85.01mm,占同期降雨总量的11.75%,在蓄留降水方面有着重要的作用;林地土训蓄水量变幅为53.45mm,对削减洪峰流量、调节河川径流、缩短枯水期有重要意义;在林分水量平衡中,蒸发散量为521.01mm,径流总量为155.24mm,土壤贮水量变化量为＋50.09mm,分别占同期降雨总726.34mm的71.73%,21.37%和6.9％,蒸发散是森林生态系统水分输出中最重要的一项。     

水分和温度对若尔盖湿地和草甸土壤碳矿化的影响

土壤碳矿化及其温度和水分敏感性是研究生态系统碳循环的重要指标。本文以若尔盖高寒湿地和草甸为对象，在不同水分（70%，100%，130%饱和含水量（SSM））和温度（5，10，15，20，25℃）培养下定期测定土壤碳矿化速率（或土壤微生物呼吸速率），探讨水分和温度对高寒湿地和草甸土壤碳矿化的影响，为揭示未来暖干化对若尔盖地区碳贮存及其碳汇功能的潜在影响提供科学依据。实验结果表明：增温显著促进了高寒湿地和草甸土壤碳矿化，而水分过高会抑制土壤碳矿化；此外，高寒湿地土壤碳矿化速率高于高寒草甸。土壤水分和草地类型对土壤碳矿化温度敏感性（Q10）的影响比较复杂。高寒草甸Q10随水分升高而显著升高，培养7天时的Q10变化趋势为70% SSM（1.21）< 100% SSM（1.76）< 130% SSM（2.80），培养56天的Q10从1.17上升为4.53。高寒湿地的Q10在培养7天差异不显著，但整个56天培养期内Q10随水分升高而显著增加。在评估暖干化对若尔盖地区碳贮量和碳汇功能的影响时，应更加重视高寒草甸和高寒湿地Q10对水分和温度变化的不同响应。     

川西亚高山暗针叶林叶面积指数的季节动态与空间变异特征

应用Li-cor LAI-2000植物冠层分析仪,研究生长季节川西亚高山暗针叶林叶面积指数(LAI)的时间动态, 比较4种岷江冷杉林分LAI的差异性,分析LAI与海拔和坡向之间的关系,探讨林分尺度和小流域尺度上LAI的空间变异性.结果表明:川西亚高山暗针叶林小流域LAI的季节动态变化规律明显,为单峰曲线,峰值(5.82±1.32)出现在8月中旬;4种岷江冷杉林LAI平均值为5.44±0.83,不同林分之间LAI差异极显著(p＜0.001),LAI顺序为:藓类-箭竹-岷江冷杉林＞草类-箭竹-岷江冷杉林＞草类-杜鹃-岷江冷杉林＞藓类-杜鹃-岷江冷杉林;随着海拔升高,LAI先增加,后减小,转折点出现在海拔3 000 m处,LAI(y)与海拔(x)之间的回归方程为:y= -22.408 6 0.019 6x-0.000 003 360 1x2 (R2 = 0.999 6, p＜0.001, n=12);半阴坡LAI(5.51±0.91)比半阳坡(5.36±0.72)大,差异显著(p＜0.05);林分尺度上的LAI变异系数(10.02%～12.22%)约是小流域尺度上的(19.79%～22.80%)1/2,随着海拔升高,其变化比较复杂,3 800 m处最大(23.09%),3 500 m处最小(7.64%),且半阴坡(16.58%)＞半阳坡(13.44%).     

海南岛霸王岭4种热带森林类型林地土壤养分状况的比较分析

对海南岛霸王岭林区沿海拔梯度自然分布的热带落叶季雨林、热带低地雨林、热带山地雨林、热带山地常绿林4种热带森林类型林地土壤的养分含量进行了比较分析。结果表明:海南霸王岭林区此4种热带森林类型林地土壤的有机质、氮、磷、钾含量差异显著;其土壤养分的有效性较差,土壤养分的总含量位于全国平均水平的中上等级,高于海南全岛土壤养分的平均水平,说明海南岛的原始热带林能较好地保持林地土壤肥力。     

长期封育对内蒙古羊草草地土壤有机碳组分的影响

封育是当前恢复和改良内蒙古草地的重要措施,也是实现草地固碳效应最有效的途径之一。本文利用内蒙古封育32年和自由放牧的羊草草地,分析了其土壤有机碳组分、土壤团聚体和土壤腐殖质组分碳含量的变化,并运用¹³C核磁共振波普法对土壤腐殖质的有机碳组分进行波普分析,探讨了长期封育对羊草草地土壤有机碳组分和土壤有机质结构的影响,期望能为科学地评估长期封育状况下草地固碳效应及其稳定性提供理论依据。实验结果表明:长期封育显著提高了草地土壤有机碳含量;在土壤有机碳组分中,除土壤微生物碳(MBC)含量降低外,其碳组分含量都相应增加。其中,易氧化有机碳(EOC)含量增加最为明显,长期封育草地是自由放牧草地土壤的4.53倍;长期封育显著提高了草地土壤0.25~2 mm团聚体所占比例及其有机碳含量;长期封育提高了草地土壤腐殖质中的胡敏酸碳(HAC)、胡敏素碳(HUC)含量和胡敏酸/腐殖质碳,降低了富里酸碳(FAC)的含量,封育草地土壤的HAC/FAC是自由放牧草地土壤的5.66倍。此外,长期封育草地土壤的脂族碳含量显著增加,芳香度相应增加,疏水碳/亲水碳增大。总之,长期封育不仅提高了草地土壤有机碳贮量,还能改善草地土壤结构、增强土壤有机碳的稳定性。     

四川卧龙岷江冷杉林小流域土壤水分的时空分布特征及变异性

本文应用CNC503DR型中子土壤水分仪,在四川卧龙亚高山暗针叶林生态系统定位站,研究了林分和小流域尺度上岷江冷杉林土壤水分的时空分布特征及变异性。结果表明：研究期间,小流域土壤平均容积含水量在0.59~0.66之间,不同群落类型之间,差异比较明显,且随时间的变化规律不同;小流域内土壤剖面的平均容积含水量在0.52~0.77之间,平均值为0.60,土壤表层最高,45 cm深度最低;随着海拔升高,土壤含水量增加,但超过3 700 m则减少;不同坡向,土壤含水量在0~30 cm土层半阴坡高于半阳坡,30 cm以下土层则相反;不同坡位,土壤含水量下坡最高,其次是中坡,上坡最低;小流域土壤水分变异系数在0.217 6~0.409 8之间,不同群落类型之间差异显著,随着土层剖面深度增加而减小,随着海拔升高而减小,半阴坡高于半阳坡,下坡大于中坡和上坡。