立地因子对青海祁连圆柏林生态系统碳密度的影响

【目的】估算青海祁连圆柏（Juniperus przewalskii）林生态系统碳密度,分析其空间分异特征及随不同立地因子的变化规律,为青海祁连圆柏林的科学经营管理提供依据。【方法】在青海省祁连圆柏天然分布较为广泛的泽库、兴海、都兰、乌兰、祁连和德令哈6个市（县）,按照不同立地条件（海拔、坡向、坡度、坡位）设置20 m×20 m的样地96个,依据每木检尺数据和祁连圆柏数量,在每个样地内选择标准木3～5株,采集其树枝、树叶、树干和树根,称量其鲜质量,并收集以上各器官样品200～500 g;同时在各样地按“S”形取样法设置土壤样点5个,每10 cm为一层,分层采集0～60 cm 土层土样。分别测定祁连圆柏各器官含碳率和各层土壤有机碳含量,再根据乔木层生物量和土壤体积质量,估算祁连圆柏林生态系统碳密度,分析其空间分异特征及随立地因子的变化规律,采用逐步回归分析来筛选影响祁连圆柏林生态系统碳密度的主导地形因子。【结果】①青海祁连圆柏林生态系统碳密度均值为291.28 t/hm²,变异系数为0.38,表明祁连圆柏林生态系统碳密度空间分异较大,与我国其他区域松柏科森林生态系统碳密度相比,青海祁连圆柏林生态系统碳密度处于较高水平。②在青海祁连圆柏林生态系统中,土壤层碳密度占比达71.95%,约为乔木层的2.5倍,表明土壤有机碳密度是构成该生态系统碳密度的主体。③不同地域之间祁连圆柏林生态系统碳密度存在一定差异,以兴海县（382.25 t/hm²）最大,泽库县（213.20 t/hm²）最小。④青海祁连圆柏林生态系统碳密度随着海拔的增大呈先升高后降低的趋势,其中海拔＞3 500～≤3 700 m的地区最大,为365.69 t/hm²,海拔＞2 900～≤3 100 m的地区最小,为196.40 t/hm²;随坡度的增大而减小,坡度＞5°～≤15°缓坡碳密度最大,为386.72 t/hm²,坡度＞35°～≤45°的急坡最小,为212.52 t/hm²;下坡位（350.56 t/hm²）高于中坡位（288.28 t/hm²）和上坡位（208.16 t/hm²）,阳坡（293.27 t/hm²）略高于阴坡（284.29 t/hm²）。逐步回归分析结果显示,坡位和海拔的确定系数增量（ΔR²）均明显高于坡度、坡向。【结论】海拔、坡位、坡度、坡向对青海祁连圆柏林生态系统碳密度有一定影响,其中坡位和海拔是影响青海祁连圆柏林生态系统碳密度的主导因子。     

青海祁连圆柏林乔木层碳密度空间分异特征

【目的】探究青海祁连圆柏林乔木层碳密度空间分异特征,为青海祁连圆柏林的科学经营和碳库管理提供理论依据。【方法】在青海祁连圆柏6个不同的分布区域(德令哈柏树园、都兰热水乡、祁连八宝镇、乌兰哈里哈图国家森林公园、兴海中铁林场、泽库麦秀林场)和不同立地条件(海拔、坡向、坡位和坡度)设置标准样地96个,每块标准地选取1～3株标准木,对每株标准木的干、枝、叶和根称重,测定各器官生物量和含碳量,进而估算乔木层生物量和碳密度,通过统计分析探讨祁连圆柏林乔木层碳密度在不同立地条件下的差异特征和主要影响因素。【结果】(1)6个区域祁连圆柏林乔木层碳密度差异较大,大小依次为兴海中铁林场(134.88 t/hm~2)都兰热水乡(79.59 t/hm~2)乌兰哈里哈图国家森林公园(71.96 t/hm~2)德令哈柏树园(66.60 t/hm~2)泽库麦秀林场(54.24 t/hm~2)祁连八宝镇(52.39 t/hm~2),其中兴海中铁林场与其他区域间均存在极显著差异(P0.01)。(2)祁连圆柏各器官碳密度的分配比例不同,不同器官依次表现为树干(38.37%)树枝(28.51%)树根(27.10%)树叶(6.02%)。(3)乔木层碳密度随海拔升高呈先升高后降低的趋势,其中以海拔3 500～≤3 700 m区域最大,为109.76 t/hm~2;海拔2 900～≤3 100 m区域最小,为44.37 t/hm~2。(4)阳坡的乔木层碳密度(86.55 t/hm~2)高于阴坡(68.74 t/hm~2),且差异显著(P0.05)。(5)乔木层碳密度随坡度增大呈先增大后减小的趋势,以坡度15°～≤25°最大(108.36 t/hm~2)。(6)坡位不同,乔木层碳密度存在差异,其大小顺序为:下坡位(98.80 t/hm~2)中坡位(75.72 t/hm~2)上坡位(54.92 t/hm~2)。【结论】青海祁连圆柏林乔木层碳密度在不同区域及不同立地条件下存在一定差异,海拔是处于主导地位的地形影响因子。     

地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响

【目的】研究地形因子对天山北坡天山云杉林土壤有机碳的影响。【方法】在新疆农业大学实习林场选取不同海拔、不同坡度和不同坡向的样地采集土壤样品,测定土壤有机碳含量并计算其碳密度。【结果】不同海拔梯度下,天山云杉林土壤有机碳含量介于41.65~77.67 g/kg,土壤有机碳密度介于9.47~14.27 kg/m²,土壤有机碳含量及密度均随着海拔的升高呈减少的趋势。0~20 cm土层坡度小于15°时,土壤有机碳含量表现为最高(105.08 g/kg),而当坡度达到30°~35°时,土壤有机碳含量最低;不同坡向上土壤有机碳含量从高到低依次为阴坡>半阴坡>半阳坡>阳坡,其中0~20 cm土层阴坡上土壤有机碳含量显著高于阳坡(P<0.05),20~60 cm土层土壤有机碳含量在各坡向之间差异不显著。【结论】天山北坡天山云杉林在高海拔区域内整个剖面土壤有机碳含量分布较低海拔区域相对均匀。坡向对土壤有机碳的再分配作用在20~60cm土层土壤中难以发挥作用。     

祁连圆柏林地不同除草方式对杂草群落及其多样性的影响

在甘肃省张掖市龙渠祁连圆柏林内采用群落生态学方法研究了化学除草、人工除草及化学除草+人工除草对祁连圆柏林杂草群落及其多样性的影响。结果表明,化学除草试验区杂草为5科15种,人工除草试验区杂草为9科20种,化学除草+人工除草试验区杂草为6科16种,对照区杂草为14科30种。化学除草处理区的杂草物种丰富度指数、Shannon多样性指数和Shannon均匀度指数最低,人工除草处理区最高,表明化学除草对祁连圆柏林杂草多样性的影响最大。在祁连圆柏林地防除杂草,采取化学除草+人工除草的方式比较适宜。     

黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征

研究了黄土高原小流域尺度塬面、坡地、沟道和梯田4种地形条件下土壤有机碳总量和活性组分的分布、储量及碳库管理指数的差异.结果表明,小流域土壤有机碳和不同活性有机碳的变异系数介于32％-70％之间,表现出中到高度的变异特征.4种地形下各组分有机碳含量和储量以塬面土壤最高,沟道土壤最低,并随土层深度的增加而降低,降低程度随有机碳活性增强而增加.以塬面土壤为对照所获得的碳库管理指数可灵敏指示有机碳对地形条件的响应特征,中活性有机碳库管理指数的指示效果最好.研究结果可部分解释黄土高原土壤有机碳地带性分布特征.     

地形因子和物理保护对张广才岭次生林土壤有机碳密度的影响

在张广才岭西部典型低山丘陵次生林区,按坡位、坡向差异对等设置36块样地,采集1 m深度剖面内不同发生层土样,研究了地形因子(坡位、坡向、坡度)对土壤有机碳含量、有机碳密度的影响,以及土壤有机碳与物理保护因子(黏粒、团聚体)的关系,并借助逐步回归分析量化各地形因子对土壤有机碳密度变异的相对贡献。结果表明,本地区土壤有机碳具有较大的空间变异性,土壤剖面的有机碳密度范围为8.9～31.3 kg/m。土壤有机碳的表聚特征明显,平均而言腐殖质层(A1层)集中了全剖面总有机碳的55.2%。坡位和坡向显著影响土壤有机碳的分布:下坡A1层有机碳密度是上坡的1.83倍,其1 m剖面有机碳密度是上坡的1.67倍, 阴坡A1层有机碳密度是阳坡的1.37倍,其1 m剖面有机碳密度是阳坡的1.17倍。坡度对上、下坡土壤有机碳含量和密度均无显著影响。排除坡位和坡积埋藏层等影响因子后,土壤有机碳含量、有机碳密度与黏粒、团聚体均无显著相关性,因此黏粒保护和团聚体保护并非土壤有机碳积累的控制因子。逐步回归显示,坡位是土壤有机碳数量分异的主控因子,可独立解释A1层有机碳密度空间变异的57.4%与1 m剖面有机碳空间变异的63.2%, 下层土壤埋藏层则是主控因子,可独立解释沉积层(B层)有机碳密度空间变异的63.4%, 黏粒和团聚体作为公认的土壤有机碳物理保护因子,却因贡献较小而在逐步回归过程中被剔除。研究结果可为区域森林土壤碳储量准确估算和碳汇林立地选择提供参考。      

福建省表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素分析

为准确估算福建省表层土壤有机碳密度,确定其空间分布和影响因素,基于2016—2019年采集的4 350个表层土壤样本,利用地统计学方法与ArcGIS技术分析土壤有机碳密度空间分布,并通过随机森林模型分析影响土壤有机碳密度的重要因素。结果表明：福建省表层土壤有机碳密度范围为0.03~14.68 kg·m^-2,平均值为4.06 kg·m^-2。全省表层土壤有机碳密度在空间上聚集分布,具有中等程度空间自相关性,空间变异主要由结构性因素主导,呈现自南向北、从沿海向内陆山地逐渐升高的空间分布格局。降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH是影响有机碳储量的主要因素,地貌类型、土壤类型和作物类型影响相对较弱,且随着化肥（磷肥和钾肥）施用量的增加,表层土壤有机碳密度显著降低。研究表明,福建省表层土壤有机碳密度不高,空间分布聚集,自然气候变化、地形因子和人类活动都会影响土壤有机碳密度,其中降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH为主导因素。     

基于GIS的安徽省土壤有机碳密度的空间分布特征

目的深层土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成,研究云南省深层土壤有机碳的含量及其影响因素,对云南土壤中污染物的迁移和农作物的生长具有重要意义。方法收集云南省第二次土壤普查资料中570个土壤统计剖面数据,运用土壤类型法对云南省深层土壤有机碳密度(SOCD)进行估算;根据云南省土壤类型图,统计云南省不同类型土壤的深层土壤有机碳储量(SOCR);使用ArcGIS绘制深层SOCD的空间分布图,与云南省表层土壤空间分布进行比较;结合单因素分析对影响土壤有机碳含量的因素进行研究。结果根据Van Bemmelen系数估算所得：云南省30~200 cm深层平均SOCD为44.21 t/hm²,SOCR为1.67×10⁹ t。深层SOCD由滇东南向滇西北方向逐渐增大,与云南省表层土SOCD变化规律相似;并且深层SOCD的分布受海拔、降水量和温度的影响,深层SOCD值与海拔和年均降水量呈正相关,温度与深层SOCD则呈负相关。结论云南省深层土壤SOCD大于全国SOCD的平均值,但均小于云南省0~20 cm表层SOCD。本研究对未来其他地区深层土壤有机碳的研究具有重要参考价值。     

基于信息熵的土壤有机碳空间分布影响因子及尺度效应研究

为探明土壤有机碳空间分布的影响因子及其与土壤有机碳含量之间的尺度效应,以河北省阜平县为研究区,采用信息熵分析法的模型分析土壤亚类、高程、坡度、土地利用现状与土壤有机碳含量之间的空间相关性,研究各影响因子在不同空间尺度下的特征和尺度效应。结果表明,不同尺度的关键影响因子不同,大尺度土壤有机碳含量的关键影响因子是高程;随着尺度减小,其他影响因子的相关性相对变大。具体结论如下：(1)在大尺度(阜平县)上,与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是高程,其次是土壤亚类、坡度,最小的是土地利用现状;在中尺度(大沙河)上,与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是土壤亚类,其次是高程、土地利用现状,最小的是坡度;在小尺度(阜平镇)上,与土壤有机碳含量的空间相关性最大的是高程,其次是土地利用现状、土壤亚类,最小的是坡度;(2)本研究得出的结论是基于特定的样本空间范围,需要考虑在其他区域或空间尺度上的适用性,还要综合分析其自然条件和人为影响因素。期待本研究结果可为区域合理利用土地和碳库保护提供科学依据及技术支撑。     

青海省祁连圆柏天然林林地土壤生态化学计量特征

以青海省祁连圆柏天然林林地土壤为研究对象,分析土壤有机碳（SOC）、全N（TN）、全P（TP）及化学计量比对海拔与土层的响应及其与环境因子的关系,以期深入了解青海省祁连圆柏林土壤养分限制状况。结果表明:1）土壤SOC、TN、TP、C:P、N:P随海拔与土层深度增加均呈现减小趋势;不同海拔与土层深度间C:N无明显变化。SOC与TN在不同土层深度与海拔梯度间表现出协同变化特征;TP的空间变异性小。2）土壤理化性质、气候、植被因素对土壤C、N、P化学计量有显著影响（P＜0.05）。其中,土壤含水率是主要影响因素,解释了变异信息的44.0%。3）祁连圆柏天然林林地土壤C:P（57.96）、N:P（5.43）高于全国土壤平均水平（52.90、3.9）,说明土壤N有效性高,P素缺乏。林木正常生长受土壤中可利用性P限制。     

三江源东部祁连圆柏天然更新特征研究

天然更新是维持天然林可持续发展的重要途径,祁连圆柏天然林集中分布于青海三江源地区,了解该林分天然更新状况及影响机制,对于维护三江源水生态安全具有重要的战略意义。本研究以三江源东部麦秀林场祁连圆柏天然林为对象,采用系统调查、室内分析、相关与通径分析相结合的方法,探讨了天然更新状况及影响林分天然更新的关键因子。结果表明:1）林分天然更新不良,平均更新密度为220株·hm^-2,林下缺乏幼苗补充,更新幼树种群处于衰退状态;2）林龄、林分密度、平均树高、草本盖度、海拔对更新幼树密度的影响达到显著水平,其中林分密度起正向和负向促进作用;林龄、平均树高、草本盖度起间接阻碍作用;海拔起间接促进作用。3）林龄、林分密度、平均树高、海拔是影响更新幼树密度的主要因素。     

生态公益林土壤有机碳含量分布特征与环境因子的研究

基于生态公益林效益监测体系的建立,采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究浙西南庆元县公益林土壤有机碳含量分布特征及其影响因子,结果表明：①研究区公益林土壤有机碳平均含量为44.28 g/kg,不同森林类型土壤有机碳含量差异显著,土壤有机碳平均含量的变化趋势从大到小为：阔叶林、针阔混交林、松木林、杉木林、竹林,同一森林类型土壤有机碳含量变化很大.②不同林龄土壤有机碳含量呈极显著性差异,与林龄呈极显著相关,土壤有机碳含量随林龄增大而增加.③环境因子与土壤有机碳含量表现的相关性不同,生物量、枯枝落叶层厚度、海拔及土壤内在因子与土壤有机碳含量呈极显著或显著相关,各种环境因子交互作用,共同影响土壤有机碳含量.     

海南乐东5种森林土壤有机碳储量的比较

对海南乐东的次生林、大叶相思(Acacia auriculiformis)、木麻黄(Casuarina equisetifolia)、桉树(Eucalyptus robusta)、椰树(Cocosnucifera)等5种典型森林土壤有机碳含量、密度及储量进行了比较分析。结果表明,5种森林0~100 cm土壤有机碳平均含量介于1.55~8.52 g/kg,以次生林最高,大叶相思和木麻黄最低;5种森林0~100 cm土壤有机碳密度介于1.51~9.49 kg/m~2,以次生林最高,木麻黄最低;5种森林0~100 cm土壤有机碳储量分别为次生林94.86 mg/hm~2、椰树73.72 mg/hm~2、桉树44.93 mg/hm~2、大叶相思30.80 mg/hm~2、木麻黄15.10 mg/hm~2,4种人工林土壤碳储量要低于天然次生林。     

马尾松天然林土壤碳氮磷含量与碳密度的关系

基于江西中部马尾松天然林不同生长阶段土壤性质测定,探讨其不同林龄土壤碳密度及其垂直分布规律,分析不同土层土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间的关系。结果表明:各龄组土壤有机碳和全氮含量均随土层的加深而降低,且表层（0~10 cm）含量显著高于其他各层,各土层间全磷含量无显著性差异;土壤有机碳密度整体上呈随土层深度的增加而降低的趋势,平均有机碳密度为10.09 kg·m^-2,主要分布在0~50 cm;土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间相关性在表层均达显著水平（p<0.05）。     

东北过伐林区蒙古栎天然林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳库在维持森林立地生产力以及全球碳平衡过程中起着重要作用。本研究以东北过伐林区蒙古栎天然林为对象,研究不同层次(0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm)的土壤有机碳含量和有机碳密度、及其与其他土壤特性的关系。结果表明:(1)蒙古栎林土壤有机碳含量均值为31.48 g.kg-1,0~60 cm土壤剖面有机碳密度为15.76 kg.m-2;土壤有机碳含量和碳密度均随土壤深度增加而显著减少;(2)0~20 cm土层中,除全P和有效P的含量略低,土壤养分含量均较丰富。随着土壤深度的增加,土壤养分含量降低,其在不同土层间的差异显著或极显著(除pH和全K以外),并且土壤养分变异系数均有不同程度的差异;(3)在0~20 cm,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤pH呈显著正相关,与土壤全N、全P和速效K呈极显著正相关;就0~60 cm土壤剖面而言,土壤有机碳含量与土壤密度呈显著负相关,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤全N、全P、有效P和速效K呈极显著正相关。     

秦岭山地典型林分土壤热水溶有机碳、颗粒有机质及微团聚性特征

为探究土壤类型和林分类型对土壤活跃有机质组分和微团聚作用的影响,及活跃有机质组分与微团聚作用之间的关系,采集秦岭辛家山林区云杉林、红桦林、杉桦混交林、华山松林、锐齿栎林和松栎混交林的表层（A_h）土壤样品,分析针叶林、阔叶林与针阔混交林之间以及冷凉湿润雏形土（云杉林、红桦林和杉桦混交林）与简育湿润雏形土（华山松林、锐齿栎林和松栎混交林）之间的土壤热水溶有机碳（HWEOC）含量、颗粒有机质（POM,分为3个组分:粗>0.25 mm,0.25 mm>细>0.053 mm和微团聚体内含组分）含量和微团聚作用比（MIR,微团聚体粘粉粒/土壤粘粉粒总量）。结果表明:1）林分类型对土壤粗POM含量和MIR有极显著（P<0.01）影响;土壤类型对土壤HWEOC含量、各POM含量和MIR均有极显著影响;2）针叶林地土壤粗POM含量显著（P<0.05）高于阔叶林和针阔混交林,针叶林和阔叶林林地土壤的MIR显著高于针阔混交林,冷凉湿润雏形土的HWEOC、粗POM、细POM含量和MIR均显著高于简育湿润雏形土;3）HWEOC、粗POM、细POM含量、MIR及海拔两两之间均存在极显著的正相关关系;4）粗、细POM的含量解释了HWEOC含量87%的变化,海拔解释了MIR中81%的变化。林分类型和土壤类型都是影响林地土壤活跃有机质含量和土壤微团聚作用的重要因素,土壤类型是主要因素;活跃有机质的含量与土壤微团聚作用有紧密联系,土壤类型和林分类型能够通过对活跃有机质的作用进而影响土壤的微团聚性。     

土壤干旱过程对裸果木荧光特性及渗透调节物质的影响

以2年生裸果木盆栽幼苗为试验材料,在土壤干旱过程中,监测叶片荧光参数和渗透调节物质的含量,揭示裸果木幼苗对水分变化的生理响应机制,以期为裸果木抗旱机理的研究提供理论依据。结果表明,初始荧光(F_o)和非光化学猝灭(NPQ-Lss)系数随土壤水分含量的减少而持续上升;最大荧光(F_m)、原初光能潜在活性(F_v/F_o)、光化学最大量子产量(F_v/F_m)、光化学猝灭(qP-Lss)系数和稳态光量子效率(QY-Lss)随土壤水分含量的减少而呈现下降的趋势;荧光衰减率(Rfd-Lss)在土壤相对含水量达到23.23%时迅速下降。土壤水分含量减少时,叶片PSⅡ反应中心的活性降低,光合作用的原初反应过程受抑制,但叶片能通过显著提高NPQ-Lss,消耗过剩的光能来减轻干旱对光合机构的伤害。随着土壤干旱程度的逐渐加剧,脯氨酸(proline,Pro)含量显著积累,增加幅度却逐渐减小;可溶性蛋白(soluble protein,SP)含量先下降,当土壤相对含水量低于31.38%时开始显著增加;可溶性糖(soluble sugar,SS)含量持续增加。在干旱过程中,裸果木叶片能够通过积累Pro、SS和SP,来降低渗透势,起到一定的抗旱作用。     

森林火灾对马尾松次生林土壤活性有机碳的影响

以广东省鹤山市马尾松次生林为研究对象,在实地调查采样和室内试验的基础上,开展森林火灾后土壤活性有机碳含量的测定、剖析森林火灾对土壤活性有机碳的影响。结果表明：相比对照,幼龄林、中龄林和成熟林的0～60 cm土壤活性有机碳组分依次降低18.50%～26.03%、17.81%～22.96%和13.50%～19.41%。土壤深度分别解释了土壤MBC、DOC、EOC和POC变异的70.73%、28.34%、79.83%和73.35%,林龄分别解释了土壤MBC、DOC、EOC和POC变异的20.09%、62.27%、13.92%和18.13%,森林火灾分别解释了土壤MBC、DOC、EOC和POC变异的4.69%、5.39%、2.61%和3.42%。马尾松次生林土壤活性有机碳各组分分配比例均随林龄增长呈现出先增加后减少的规律,其中土壤EOC的分配比例最大,幼龄林、中龄林和成熟林的分配比例分别为29.96%、33.29%和33.35%。在垂直方向上,森林火灾后马尾松次生林土壤MBC和EOC随着土壤深度加深而逐渐减小,而成熟林的土壤DOC则随着土壤深度加深呈现增大的趋势,土壤POC没有明显的变化规律。森林火灾均降低了马尾松次生林各林龄土壤活性有机碳各组分含量,且在垂直方向上,各林龄马尾松次生林土壤活性有机碳各组分含量的变化量均随土层深度加深而逐渐减小。     

深圳市森林土壤主要类型有机碳分布特征

通过对深圳市森林土壤主要类型91个调查样点土样的有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量进行测算,分析各土壤类型的有机碳分布特征。结果表明：不同土壤类型的有机碳含量差异大,表现为盐渍沼泽土>黄壤>红壤>赤红壤>滨海沙土,平均有机碳含量7.15g/kg;不同土壤类型有机碳密度为盐渍沼泽土>红壤>赤红壤>黄壤>滨海沙土,平均有机碳密度8.00kg/m²;有机碳含量和密度随土层深度的增加而降低。全市森林土壤有机碳储量为581.01×10⁴ Mg C,其中赤红壤有机碳储量最高,占88.77%,其后依次为红壤(11.45%)、黄壤(0.43%)、盐渍沼泽土(0.33%)和滨海沙土(0.02%);土壤表层(0~30cm)有机碳储量占55.95%。土壤有机碳含量与pH值呈显著负相关性(P < 0.05),与土壤容重呈极显著负相关性(P < 0.01)。