林火对森林土壤有机碳影响的研究进展

指出了森林生态系统土壤有机碳是全球碳循环的重要组成,在全球生态系统碳循环和全球变化的研究中占据着重要的地位。火因子是干扰森林生态系统发展的重要因子之一,对森林生态系统中土壤与大气的碳素交换过程有着重要的影响。因此,加强火干扰对森林生态系统土壤有机碳的研究,了解林火对森林生态系统土壤有机碳循环过程的具体影响,对发现火干扰下森林土壤中碳循环的机理,特别是土壤有机碳的动态变化有着重要的作用。综述了林火对森林土壤有机碳的研究进展,讨论了测定土壤有机碳的几种不同方法,比较了其适用性,探讨了在不同林火强度和不同土壤深度条件下土壤有机碳的变化情况。对实际工作中遇到的问题以及今后森林土壤有机碳研究进行了展望。     

森林土壤呼吸对降雨脉冲的响应研究进展

森林生态系统的土壤碳储量是陆地生态系统碳库的重要组成部分。土壤呼吸则是土壤碳库参与陆地碳循环的主要方式,其受到诸多生物和非生物因子的综合调控。偶发性降雨会引起森林土壤湿度的瞬间增加,进而导致土壤呼吸速率的快速提高。文中介绍了森林土壤呼吸及其组分,综述了降雨脉冲效应的特征和诱导机制（包括物理替代机制、微生物代谢机制、土壤养分限制机制及光化学调控机制等）,分析了当前降雨脉冲研究存在的不足并展望了未来的研究重点,认为森林生态系统是未来开展降雨脉冲效应研究的重要方向,探究森林土壤呼吸不同组分对降雨脉冲的响应差异与机制也是潜在的重要研究方向。     

采伐对森林土壤功能的影响

采伐作为森林经营主要的措施之一,直接或间接地影响了森林土壤功能演变。合理采伐能改善森林土壤功能,进而促进森林的恢复、更新和演替,维持森林资源的可持续性。文中在介绍土壤功能概念及分类的基础上,综述了森林土壤功能（水分和养分循环、碳存储、缓冲与过滤、植物生产和动植物栖息地功能）对采伐方式和强度的响应,并探讨了研究中亟待解决的问题,以期为维护和增强土壤功能,更好地经营森林提供参考。     

中国森林土壤有机碳活性组分及其影响因素

森林土壤碳库在调节全球碳循环和碳平衡、降低大气CO2浓度等方面产生重要影响.作为陆地生态系统最重要的碳库,森林土壤有机碳对于土壤物理、化学和生物特性具有良好的调节作用.为了研究森林土壤有机碳及其组分,为森林经营和土壤管理提供参考,文中从全球、全国和区域尺度上综述了森林土壤有机碳储量的研究进展,阐述了森林土壤有机碳各活性...     

火干扰对土壤呼吸的影响及测定方法研究进展

林火是森林生态系统的重要干扰因子,是导致土壤碳储量发生变化的重要因子。火干扰所排放的含碳气体对物质循环、能量流动和信息传递具有重要影响,进而影响森林生态系统的碳平衡以及气候变化。土壤作为巨大的陆地生态系统储碳库,其与大气碳交换的方式主要是通过土壤呼吸,由于土壤的碳储量巨大,土壤碳库的微小变化都会引起大气CO2浓度的巨大改变,从而影响森林生态系统碳平衡。阐述土壤呼吸的各种测量方法,并对比各种测定方法;火干扰对森林生态系统土壤呼吸速率的影响及其测定方法;火干扰对土壤呼吸环境的影响。最后提出今后在火干扰对土壤呼吸研究中应关注的问题,同时对火干扰与森林生态系统土壤呼吸的研究方向进行展望。     

森林土壤碳储量研究综述

通过查阅大量森林生态系统土壤碳储量的文献资料,综述了森林土壤碳储量的研究进展,概述了自然和人为因素对森林土壤碳储量的影响,并分析了今后森林土壤碳的研究趋势。森林土壤碳储量的分布受地形、气候、植被类型、土壤性质等自然及人为因素的综合影响,具有显著的空间异质性特征。人为因素对森林土壤碳储量的影响具有两面性,合理的人为调控能促进森林土壤碳的积累,过度的干扰则会显著降低土壤碳储量。构建全国森林土壤生态监测网络对森林土壤碳进行长期定位观测,并加强新技术应用,建立森林土壤碳库系统是未来森林土壤碳研究的重要方法。     

森林在大气碳平衡中的作用

本文说明了森林在自然界碳循环中的作用,描述了森林生物量碳库、林产品碳库和森林土壤碳库的变化规律,并分析了干扰因子对森林碳平衡的影响。本文还提出了估测我国森林碳贮量及其变化的研究框架     

浅谈森林采伐对土壤呼吸的影响

阐述了森林生态系统土壤呼吸的概念及研究意义,探讨了影响森林土壤呼吸的因子,并着重论述了森林采伐对土壤呼吸的影响,同时指出确定土壤呼吸对森林生态系统不同经营方式的反馈作用,对选取适当的森林经营措施具有重要的指导意义。     

林火干扰对森林植被碳库影响的研究进展

林火干扰是全球森林生态系统发展的主要动力之一。从研究方法现状、森林植被碳储量、景观尺度等3个方面综合论述了林火干扰对森林植被碳库的影响,以及景观尺度上林火干扰因子对森林碳储量的耦合作用。指出当前林火干扰对森林植被碳储量影响在景观尺度上研究较少、研究因子单一和在不同火烧烈度上对森林碳储量的影响研究不充分等问题,提出为准确量化林火干扰对森林碳储量的影响,需要揭示林火干扰特征对森林碳库的影响机制及碳分布格局的变化特征。     

林火干扰对森林生态系统碳库的影响研究进展

森林生态系统是重要的碳库,在减缓全球气候变暖中具有独特的功能。林火干扰作为非连续的生态因子,是全球生物地球化学循环的驱动因子,可显著改变生态系统的结构和功能以及养分循环和能量传递,引起森林碳库和碳分配格局的变化,进而影响森林演替进程及固碳能力。本文阐述林火干扰对森林生态系统碳库影响的国内外研究方法进展,重点论述林火干扰导致的直接碳损失以及通过森林净初级生产力和土壤呼吸的改变间接影响森林碳循环和碳平衡;并分别阐明林火干扰对植被碳库、凋落物碳库和土壤有机碳库的影响,林火干扰通过直接改变植被覆盖度进而影响植被碳库和营养元素周转,最终影响植被的碳固定及碳从植被向土壤的转移,导致不同碳库之间的重新分配。通过探讨净初级生产力变化对林火干扰的响应,揭示林火干扰对植被碳库循环的间接且长期影响的机制;在林火干扰对生态系统凋落物碳库的影响方面,主要探讨林火干扰后凋落物生产量在不同林火强度和环境梯度下的变化;在林火干扰对土壤有机碳库的影响方面,通常在小尺度范围内影响土壤有机碳库垂直分布变化的主要原因可能是地形条件的变化,而在相对大的区域尺度下,气候、土壤质地、地形、植被及人类活动和管理水平及其交互作用均可影响土壤有机碳库的空间迁移和形态转化,从而导致不同区域范围的土壤有机碳库分异。在此基础上,指出目前研究存在的问题,并提出林火干扰对森林碳库影响的定量化研究路径:1)深入开展林火干扰对森林生态系统碳库循环的影响机制研究; 2)加强"植被-土壤-水-微生物-气候"的系统研究; 3)完善不同时空尺度下林火干扰对森林碳库周转过程的定量化研究; 4)深入探讨林火干扰与森林生态系统碳元素的相互作用关系及影响机制。     

Short- and long-term responses of total soil organic carbon to harvesting in a northern hardwood forest

The long-term response of total soil organic carbon pools (‘total SOC’, i.e. soil and dead wood) to different harvesting scenarios in even-aged northern hardwood forest stands was evaluated using two soil carbon models, CENTURY and YASSO, that were calibrated with forest plot empirical data in the Green Mountains of Vermont. Overall, 13 different harvesting scenarios that included four levels of aboveground biomass removal (20%, 40%, 60% and 90%) and four different rotation lengths (60 year, 90 year, 120 year, and No Rotation (NR)) were simulated for a 360 year period. Simulations indicate that following an initial post-harvest increase, total SOC decreases for several decades until carbon inputs into the soil pool from the re-growth are greater than losses due to decomposition. At this point total SOC begins to gradually increase until the next harvest. One consequence of this recovery pattern is that between harvests, the size of the SOC pool in a stand may change from −7 to 18% of the pre-harvest pool, depending on the soil pool considered. Over 360 years, the average annual decrease in total SOC depends on the amount of biomass removed, the rotation length, and the soil pool considered. After 360 years a stand undergoing the 90yr-40% scenario will have 15% less total SOC than a non-harvested stand. Long-term declines in total SOC greater than 10% were observed in the 60yr-60%, 60yr-90%, and 90yr-90% scenarios. Long-term declines less than 5% were observed in scenarios with 120 year rotations that remove 60% or less of the aboveground biomass. The long-term decreases simulated here for common management scenarios in this region would require intensive sampling procedures to be detectable.     

Active organic carbon pool of coniferous and broad-leaved forest soils in the mountainous areas of Beijing

In order to explore the effects of different forest types on active soil carbon pool, the amounts and density of soil organic carbon (SOC) were studied at different soil horizons under typical coniferous and broad-leaved forests in the mountainous area of Beijing. The results showed that the amount of total SOC, readily oxidizable carbon and particulate organic carbon decreased with increasing depths of soil horizons and the amounts at depths of 0–10 cm and 10–20 cm in broad-leaved forest was clearly higher than that in coniferous forests. The trend of a decrease in SOC density with increasing depth of the soil horizon was similar to that of the amount of SOC. However, no regular trend was found for SOC density at different depths between coniferous forest and broad-leaved forests. The ratio of readily oxidizable carbon to total amount of SOC ranged from 0.36–0.45 and the ratio of particulate organic carbon to total amount of SOC from 0.28–0.73; the ratios decreased with increasing depths of soil horizons. Active SOC was significantly correlated with total SOC; the relationship between readily oxidizable carbon and particulate organic carbon was significant. A broad-leaved forest may produce more SOC than a coniferous forest.     

不同改造措施对马尾松低效林土壤活性有机碳的影响

通过马尾松低效林改造试验,研究了不同改造措施(全砍重造(QKCZ)、封山育林(FSYL)和补植混交(BZHJ))对土壤有机碳和活性有机碳的影响.结果表明:马尾松低效林改造后土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)和易氧化碳(EOC)含量分别比未改造的马尾松低效林(对照,CK)增加了1.06～3.30 g·kg-1、16.81～142.29 mg·kg-1 (P ＜0.05)、12.83～43.71 mg· kg-1(P＜0.05)和0.16 g～0.54 g·kg-1(P＜0.05);不同改造措施马尾松林土壤活性有机碳占土壤有机碳的比例大小顺序,微生物量碳/有机碳(MBC/SOC)为FSYL＞ CK＞ QKCZ＞ BZHJ,易氧化碳/有机碳(EOC/SOC)为CK＞ BZHJ＞ FSYL＞ QKCZ,水溶性有机碳/有机碳(DOC/SOC)为BZHJ＞ CK＞ FSYL＞ QKCZ.说明3种马尾松低效林改造措施中QKCZ的土壤有机碳稳定性最好,更有利于土壤有机碳固存.     

蕉岭长潭省级自然保护区表土有机碳的研究

基于UTM公里网格方法划分的66个网格的土壤剖面数据,分析了蕉岭长潭自然保护区5种典型植被类型（马尾松林、杉木林、针阔混交林、阔叶混交林和竹林）的表层土壤（0～20 cm）有机碳含量、密度、储量的分布特征与影响因子。结果表明：（1）表土有机碳含量SOC分布在12.61～66.19 g·kg^-1之间,平均值为30.87±1.30 g·kg^-1,大小顺序为竹林〉阔叶混交林〉针阔混交林〉杉木林〉马尾松林,多重比较显示竹林（37.63 g·kg^-1）显著高于马尾松林（18.52 g·kg^-1）,马尾松林仅为竹林的49.21%。（2）表土有机碳密度SOCD在3.27～15.69 kg·m^-2间,平均值为8.22±0.39 kg·m^-2,大小排序为阔叶混交林〉竹林〉针阔混交林〉杉木林〉马尾松林,阔叶混交林（10.15 kg·m^-2）和竹林（9.96 kg·m^-2）的SOCD值显著高于马尾松林（4.82 kg·m^-2）（p=0.005,p=0.036）,马尾松林仅是阔叶混交林的47.49%。（3）蕉岭长潭保护区表土层有机碳储量为402 100 t,占总面积54.54%的针阔混交林贡献最大,其次为阔叶混交林、杉木林、竹林和马尾松林。（4）表土有机碳含量与土壤全氮、速效钾含量显著正相关,相关系数分别为0.40和0.31;与石砾含量极显著负相关,相关系数达到-0.76。与林下植物分布有密切联系,有机碳含量〈20 g·kg^-1的指示种有6种,包括千年桐、黄毛楤木、米碎花、谷木冬青、长叶冻绿和乌韭,有机碳含量〉40 g·kg^-1的指示种有光叶海桐和土茯苓,有机碳含量在20～40 g·kg^-1间还未发现指示种。     

四川森林土壤有机碳储量估算方法选择

土壤碳是陆地碳库的重要成分,森林土壤有机碳储量的变化对全球气候变化产生重要影响。对森林土壤有机碳储量的正确估计是编制2005年IPCC国家温室气体清单的重要任务之一,也是其中的难点。本文简要介绍了森林土壤有机碳储量的各种估算方法并对各自的优缺点做了进一步的分析,指出了不确定性产生的主要原因。在分析了四川森林土壤的基本特征后,从满足编制IPCC温室气体清单高层次的方法上考虑,指出四川森林土壤有机碳储量估算的合理方法是土壤类法和生命带法相结合的办法。     

不同土地利用形式下表土有机碳含量和密度特征的研究

通过对西江流域肇庆市三叉顶自然保护区典型样地调查,对比分析了林地（针阔混交林、竹林、马尾松林）、农用地（果园、稻田、旱地）与邻近荒地的0～20em土壤有机碳含量和密度特征及其影响因子。结果表明：（1）有机碳含量大小顺序为林地（20．71±5．24g·kg^-1）〉农用地（13．50±6．05g·kg^-1）〉荒地（12．87±4．20g·kg^-1）。林地比农用地、荒地表土有机碳含量分别高出53．35％和60．83％。林地表土有机碳含量极显著高于农用地和荒地,而农用地和荒地间则无显著差异。表土有机碳密度差异极显著,有机碳密度大小顺序为林地（3．09±0．88kg·m^-2）〉荒地（2．99±0．93kg·m^-2）〉农用地（2．28±1．01k·m^-2）。（2）针阔混交林、竹林、马尾松叶林3种林分类型的表土有机碳含量、密度的大小顺序均为针阔混交林〉竹林〉马尾松林;在有机碳含量方面,针阔混交林与马尾松林有显著差异;针阔混交林、竹林均与荒地有显著差异,而马尾松林与荒地则无显著差异。在有机碳密度方面,针阔混交林与马尾松林有显著差异。（3）3种农用地有机碳含量大小顺序为果园〉稻田〉旱地,果园与旱地之间有显著差异,旱地有机碳含量比果园低41．91％,旱地与水稻田之间无显著差异,三者与荒地均无显著差异。有机碳密度顺序有所变化,大小顺序为果园〉旱地〉稻田,三者之间均无显著差异,但旱地、水稻田均与荒地有显著差异。（4）土壤氮水平、电导率对林地、农用地土壤碳固定有正效应,而容重则有负效应;而受施肥和耕作等因素影响,农用地的表土有机碳含量还与石砾含量显著负相关;荒地的土壤有机碳含量则仅与容重显著负相关。     

杉木人工林土壤碳库动态研究现状及展望

土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统中最大的有机碳库,在全球碳循环中发挥着重要的作用。因此,土壤有机碳动态是生态系统碳循环研究中的关键。杉木人工林是我国亚热带主要的人工林,综述了杉木经营过程中土壤有机质动态变化研究现状,以及采伐、整地、炼山等人类活动对土壤有机碳库影响等相关研究。     

林火干扰对森林土壤活性有机碳影响的研究

土壤活性有机碳作为森林土壤有机碳的活跃成分,在凋落物分解和土壤碳循环中发挥着重要作用。林火干扰通过改变土壤底物的数量和理化性质进而影响土壤活性有机碳,因而阐明林火干扰对土壤活性有机碳的影响是开展森林碳循环研究的基础。文中以6种土壤活性有机碳为研究对象,分别阐述林火干扰对土壤活性有机碳影响的研究进展。针对目前研究现状及存在问题,认为应进一步深化探究林火干扰后土壤微生物活性变化机制对土壤活性有机碳的影响,揭示土壤碳库平衡的影响机理;加强林火干扰后C-N耦合循环特征的研究;深入研究林火干扰后影响土壤活性有机碳的内在因素和外在因素的相互作用,综合评价林火干扰对土壤活性有机碳的短期与长期影响;加强林火干扰—土壤碳库—全球气候变化的交互关系研究,深入探讨林火干扰与土壤活性有机碳的相互作用关系及影响机理。     

Loss of carbon sequestration potential after several decades of shifting cultivation in the Southern Yucatán

Cumulative losses from shifting cultivation in the tropics can affect the local to regional to global balance of carbon and nutrient cycles. We determined whether shifting cultivation in the Southern Yucatán causes feedbacks that limit future forest productivity and carbon sequestration potential. Specifically, we tested how the recovery of carbon stocks changes with each additional cultivation-fallow cycle. Live aboveground biomass, coarse woody debris, fine woody debris, forest floor litter and soil were sampled in 53 sites (39 secondary forests 2–25 years old, with one to four cultivation-fallow cycles, and 14 mature forests) along a precipitation gradient in Campeche and Quintana Roo, Mexico. From the first to the third or fourth cultivation-fallow cycle, mean carbon stocks in live aboveground biomass debris declined 64%. From the first to the third cycle, coarse woody debris declined by 85%. Despite declining inputs to soil with each cultivation-fallow cycle, soil carbon stocks did not further decline after the initial conversion from mature to secondary forest. The combined aboveground and soil carbon stock declined almost 36% after conversion from mature forest, however two additional cultivation cycles did not promote further significant decline, largely because of the stability of the soil carbon pool. Although age was the dominant factor in predicting total carbon stocks of secondary forests under shifting cultivation, the number of cultivation-fallow cycles should not be neglected. Understanding change beyond the first cycle of deforestation will enhance forest management at a local scale by improving predictions of secondary forest productivity and related agricultural productivity. A multi-cycle approach to deforestation is critical for regional and national evaluation of forest-based carbon sequestration. Finally, models of the global carbon cycle can be better constrained with more accurate quantification of carbon fluxes from land-use change.