我国热带亚热带森林凋落物及其对土壤的影响

本文研究了我国热带、亚热带森林凋落物的数量、化学组成、分解速率及其土壤发育特点。研究表明,季雨林的凋落物量 > 雨林 > 常绿阔叶林;凋落物中灰分总量以季雨林的最大、雨林的次之,阔叶林最少;凋落物的分解速率以最初的90天内最快,以后渐趋缓慢,凋落物在地表的分解速率比表土层快10-20%。热带亚热带森林有明显地生物富集作用,通过凋落物不断增加土壤有机质、提高土壤肥力,改善土壤结构。凋落物归还给土壤的养分元素总量为0.305-1.123吨/公顷·年。由此可以判断土壤发育进程的快慢,如季雨林土壤的发育进程相刘较快,雨林次之,常绿阔叶林最慢。     

渤海泥质海岸四种典型防护林对土壤微生物生物量、酶活性及土壤养分的影响

为了探究不同造林树种对泥质海岸林地土壤微生物生物量、酶活性及养分的影响,以渤海泥质海岸相同立地条件和营林方式的白榆(Ulmus pumila)纯林(UP)、刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林(RP)、白蜡(Fraxinus chinensis)纯林(FC)、群众杨(Populus popularis)纯林(PP)为研究对象,对照当地自然生灌草地(CK),研究4种典型防护林林下土壤微生物生物量碳(SMBC)、氮(SMBN)、土壤酶活性及养分的变化。结果表明:在0~10 cm土层内,UP防护林下SMBC、SMBN含量均高于对照灌草地;在10~30 cm土层内,4种防护林SMBC含量均增加。4种防护林均降低了土壤过氧化氢酶与土壤脲酶活性。UP、RP、PP防护林下土壤碱性磷酸酶均显著高于CK,FC显著降低。UP防护林显著增加土壤蔗糖酶活性。4种防护林均显著提高土壤全磷含量,降低土壤pH值。在渤海泥质海岸防护林下,SMBC、SMBN与土壤蔗糖酶、有机碳、全氮、速效磷呈显著正相关,相关系数在0.65~0.83之间。综合分析表明,在渤海泥质海岸带,UP对土壤改良效果最佳,RP、FC、PP防护林改良效果次之。     

凋落物对土壤呼吸的贡献研究进展

土壤呼吸是土壤碳库输出的主要途径,凋落物是影响土壤呼吸的重要因素。明确凋落物对土壤呼吸的贡献,有助于准确评估植物-土壤-大气三个碳库之间的碳收支过程。本文综述了近年来国内外有关凋落物对土壤呼吸贡献的研究成果,阐明了凋落物对土壤呼吸的贡献机理,讨论了凋落物对土壤呼吸贡献率及其存在的时空分异特征,在此基础上,对该领域研究前景进行了展望。     

地表凋落物对油松、沙棘人工林土壤呼吸的影响

通过对黄土丘陵区油松、沙棘人工林自然组(含凋落物)和去凋组(不含凋落物)土壤呼吸、5cm土壤温度和含水量的监测,研究地表凋落物对土壤呼吸的影响。在两种林分内分别设置20m×20m样地,样地内随机设置5个观测点,于2015年6月到2016年5月使用LI-8100系统进行监测。结果表明:(1)自然组油松林和沙棘林土壤呼吸季节动态及日动态均表现为单峰型变化曲线,沙棘土壤呼吸年均值[2.10μmol/(m~2·s)]显著高于油松[1.56μmol/(m~2·s),p0.05];去除凋落物后,两种林分土壤呼吸与自然组具有相似的季节及日动态特征,但土壤呼吸年均值不存在显著性差异。(2)沙棘林自然组土壤呼吸年均值显著高于去凋组[1.58μmol/(m~2·s),p0.05],凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率为15.81%;油松林自然组与去凋组土壤呼吸年均值差异不显著,凋落物呼吸对土壤总呼吸的贡献率仅为1.61%。(3)自然组和去凋组中油松、沙棘林土壤呼吸与温度均存在显著指数关系(p0.05),与含水量则存在显著线性负相关关系(p0.05);两组处理土壤温度和含水量对土壤呼吸的单独解释量均较低(0.05%~37.82%),土壤呼吸主要受到温度和含水量共同作用的影响(8.01%~66.44%)。地表凋落物显著提高了沙棘林土壤呼吸的Q10和土壤呼吸量,但仅显著提高了油松林的Q10,对土壤呼吸量并未显著增加。油松林作为黄土丘陵区水土保持及生态恢复的造林树种更有利于该地区林地碳汇功能的提升。     

贵州省溶岩区植被类型对凋落物量、土壤有机碳及速效养分的影响

在贵州省溶岩区的草地和人工林内设立1m×1m（乔木20m×20m）的样地,分析样方内凋落物积累量、凋落物碳氮含量、土壤速效养分含量、土壤有机碳（SOC）和可溶性碳（DOC）含量变化。结果表明,天然草地、杜仲林、刺槐林、冰脆李林、桤木林、滇柏林凋落物积累量依次为1.62,5.29,3.32,4.26,9.68和1.81t/hm2;与天然草地相比,人工植被的凋落物量为天然草地的1.12～5.98倍,在植被恢复条件下凋落物C/N由12.84提高到57.68。凋落物量对土壤速效钾含量有重要的影响,两者呈极显著的正相关关系,但仅仅具有较高的凋落物量不足以提高土壤碱解氮和有效磷含量。与天然草地（SOC含量7.28g/kg）相比,杜仲林、刺槐林、冰脆李林、桤木林和滇柏林的有机碳含量分别提高了5.24,12.14,6.04,8.93和6.78倍。凋落物量与土壤有机碳线性相关关系的拟合优度较低,凋落物积累量与0—10cm土层土壤可溶性碳存在显著线性相关关系,10cm以下线性相关关系的拟合优度较低。     

添加凋落物对土壤跳虫群落的影响

在湖南会同森林生态系统国家野外科学观测研究站研究了添加凋落物对土壤跳虫群落的影响。结果表明添加凋落物对土壤跳虫群落的多度、生物多样性以及土壤生物学质量指数均有显著性的影响,其中土壤跳虫的数量增加1.25倍,土壤生物学质量增加1.48倍。进一步通过对跳虫各属的多度和分布范围进行分级,显示这些显著性的变化主要由优势属包括等节属(Isotoma)和裸长角属(Sinella)的增加引起。因此结果揭示了土壤动物的一些优势属可能对土壤质量以及土壤群落的形成有关键性作用。     

放牧对荒漠草原植物生物量及土壤养分的影响

以宁夏荒漠草原为研究对象,探讨放牧对荒漠草原植物多样性、 生物量及土壤养分特征的影响。结果表明, 放牧对荒漠草原植物群落多样性、 均匀度和丰富度影响显著。植物群落多样性和均匀度随着放牧强度的增加均呈先增加后降低的趋势,在轻度放牧达到最大值。同围封禁牧相比,重度、 中度和轻度放牧草地的植物地上和地下部生物量显著降低,分别降低了43.8%、 42.0%、 15.4% 和 27.7%、16.2%、11.9%。土壤有机碳随着放牧强度的增加而降低,而土壤全氮含量随着放牧强度的增加呈先增加后降低的趋势。围封禁牧草地土壤有机碳比重度放牧增加了18.1%,而土壤全磷、 速效磷和全钾含量分别降低了 21.1%、 51.9% 和 11.0%。土壤有机碳含量对植物群落地上和地下部生物量的影响大于土壤全氮、 全磷、 全钾、 速效磷和速效钾。放牧干扰下荒漠草原土壤环境及其养分含量,能在一定程度上反映植物群落多样性和生物量的变化。     

不同生境条件下西藏原始冷杉林凋落物分解特征与土壤养分的关系

[目的]研究不同生境条件下(林内、林外、林缘)藏东南急尖长苞冷杉林(Abies georgei var.smithii)凋落物分解特征与土壤养分特征之间的关系,为深入了解高寒高山森林生态系统物质循环过程提供依据。[方法]采用野外分解袋法和室内分析相结合,在林内、林外、林缘3种不同生境条件下对藏东南急尖长苞冷杉林凋落物进行了原位分解试验。[结果]分解速率总体上呈现出:林内林缘林外的特点,逐月分解率的变异系数表现为:林内(34.83%)林缘(57.35%)林外(72.09%);Olson指数衰减模型的模拟结果显示不同生境条件下(林内、林缘、林外)凋落物分解50%需要的时间为2.11,2.52,2.34 a,分解95%需要的时间为8.96,10.01,10.84 a;3种不同生境土壤养分在空间上差异显著,林内生境中与凋落物分解速率呈现极显著相关的土壤养分因子有土壤总有机碳(TOC)含量、N含量、土壤微生物量碳(SMBC)含量、土壤微生物量氮(SMBN)含量以及W_C∶W_N值;林外、林缘生境中与凋落物分解速率相关性最大的为土壤TOC含量,其次为W_C∶W_N值。[结论]生境条件的差异对凋落物分解速率有显著影响,在不同的生境条件下对凋落物分解影响起主导作用的土壤养分因素不同,凋落物—土壤生物地化循环紧密联系,相互作用关系复杂,生境作用效应突出。     

针阔树种人工林地表凋落物对土壤呼吸的贡献

了解地表凋落物呼吸对陆地生态系统碳循环研究具有重要意义。为了研究针阔树种地表凋落物对土壤呼吸的贡献,本文在京津风沙源地区选择林龄为10年的油松、杨树人工林,设置去除凋落物(no litter,NL)、覆盖凋落物(cover litter,CL)和自然状态(control,C)3种处理,利用Li-6400-09土壤呼吸测定系统对土壤呼吸速率以及地表5 cm土壤温度、土壤湿度进行观测。结果表明:1)凋落物的去除与覆盖显著改变土壤呼吸速率(P0.05),油松、杨树人工林3种处理土壤呼吸速率年均值(μmol?m?2?s?1)分别为2.28、2.81、2.55和2.13、2.62、2.32,均为CLCNL(P0.05);2)土壤呼吸对环境因子的响应产生地表凋落物贡献的季节性差异,土壤呼吸速率与地表5 cm土壤温度呈显著指数正相关关系(R2=0.54~0.88,P0.05),但与地表5 cm土壤湿度不存在相关关系,油松和杨树CL、NL、C 3种处理土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值分别为1.97、1.90、2.25和2.79、2.61、2.93,大小趋势均为NLCLC(P0.05);3)油松林、杨树林地表凋落物对土壤呼吸的贡献分别为20.78%、20.75%,二者相差不大。本研究可为京津风沙源地区针阔树种人工林演替初期土壤呼吸组分研究、碳汇功能估算提供参考。     

砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及土壤物理性质

为揭示砒砂岩区主要造林树种枯落物持水性能及林下土壤物理性质变化特征,以位于黄土高原北部准格尔旗砒砂岩区6种林分类型为研究对象,运用浸泡法和烘干法,对林下枯落物、土壤(0—50 cm)的持水性能及物理性质进行研究。结果表明:(1)砒砂岩区6种林分类型林下枯落物厚度范围为0.73～2.77 cm,总蓄积量范围为1.47～7.93 t/hm~2。枯落物层厚度、总蓄积量大小依次为油松、侧柏、沙棘、柠条锦鸡儿、山杏和撂荒地。枯落物未分解层厚度及其蓄积量均明显大于半分解层。(2)林下枯落物最大持水率范围为149.48%～267.32%,枯落物最大持水率与有效拦蓄量大小顺序一致,为撂荒地柠条锦鸡儿沙棘山杏侧柏油松;枯落物最大持水量和有效拦蓄量均呈现出未分解层高于半分解层。(3)林下枯落物层在浸泡0.5 h吸水速率最快,浸泡1 h持水量增加迅速,浸泡8 h吸水速率和持水量增量趋近于0。(4)林下土壤容重低于撂荒地;总孔隙度范围为44.36%～32.57%,最大持水量范围为8.89～17.43 mm,均呈现油松林下最大,山杏林下最小。(5)林下枯落物蓄积量与土壤容重呈负相关关系,与土壤孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度分别呈正相关关系。油松林、侧柏林地具有显著的保持水土能力。研究成果为开展砒砂岩区水土流失综合整治和生态修复提供了参考依据。     

Influence of Biomass Partitioning and Nutrient Uptake on Yield of Arecanut Grown on a Laterite Soil

The present investigation was conducted on a laterite soil to study biomass partitioning and nutrient-uptake pattern in the aboveground parts of arecanut palm and their relationships to yield. Total biomass production was significantly greater in high-yielding plants (43.6 kg palm^?1) than in low-yielding plants (30.8 kg palm^?1). Total standing biomass of trunk accounted for 69–74% of the total aboveground biomass in arecanut palm. Dry-matter partitioning to kernel was only 4–10% of the total biomass. The uptake of major nutrients varied significantly between low- and high-yielding plants. Calcium (Ca) uptake was greater by trunk than by other parts, while magnesium (Mg) accumulation was similar in trunk and leaf. The uptake of micronutrients by aboveground parts except leaf was significantly different between low- and high-yielding plants. The present study indicated that combined effect of greater biomass production and nutrient uptake had direct impact on marketable yield of arecanut.     

免耕留茬覆盖对旱作燕麦土壤养分及微生物量的影响

以旱作燕麦田为试验对象,设置免耕高留茬高覆盖、免耕低留茬高覆盖、免耕高留茬低覆盖、免耕低留茬低覆盖和常规耕作5个处理,研究了免耕留茬覆盖对土壤养分、微生物量及燕麦产量的影响。结果表明,免耕留茬覆盖各处理均能明显提高土壤0—10cm和10—20cm土层中土壤有机质、全量养分及速效养分含量,0—10cm土层各土壤养分含量均高于10—20cm土层;免耕留茬覆盖对土壤微生物碳、氮具有显著的提高作用,整个生育期抽穗期达到最大值,0—10cm土层土壤微生物量碳、氮均大于10—20cm土层,其中免耕高留茬高覆盖处理效果最佳;免耕留茬覆盖对0—10cm和10—20cm土壤微生物商有显著提高作用,免耕留茬覆盖处理间差异不显著;免耕留茬覆盖对燕麦产量影响显著,其中高留茬高覆盖处理产量最高,为2 111.4kg/hm~2,较常规耕作增产18.6%,产量总体表现为免耕高留茬高覆盖免耕低留茬高覆盖免耕高留茬低覆盖免耕低留茬低覆盖常规耕作。     

库布齐沙漠典型防护林土壤养分特征

以库布齐沙漠典型防护林为研究对象,通过测定不同防护林的土壤理化性状,评估该防护林系统的土壤改良效益,为库布齐沙漠防护林的管理与养护提供理论依据.结果 表明:(1)库布齐沙漠防护林营建15年后,在植被改良的作用下,原有的流沙质量发生了明显改变.与流沙环境相比,研究区土壤的碱解氮(AN)、速效磷(AP)、速效钾(AK)、有...     

氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及土壤微生物量的影响

采用人工氮添加研究了紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量对不同氮添加水平[CK;低氮LN,10 g/（m²·a）;中氮MN,20 g/（m²·a）;高氮HN,30 g/（m²·a）]的响应。结果表明:氮添加对紫花苜蓿根区土壤养分及微生物量的影响表现为正的增加效应,对根区土壤全氮含量无明显影响（P > 0.05）;土壤养分及微生物量随氮素的添加呈先增加后降低趋势,均表现为MN > HN > LN > CK,以中水平的氮添加对紫花苜蓿根区土壤微生物量增加效应最为明显;除了土壤全氮以外,不同水平的氮添加处理下土壤养分和微生物量均与CK达到差异显著水平（P < 0.05）;紫花苜蓿根区土壤微生物量对氮添加的敏感性高于土壤养分,其中土壤活性有机碳是不同水平氮添加处理后紫花苜蓿根区土壤养分变化的敏感指标。Pearson相关性分析表明,土壤微生物量和土壤养分与土壤含水量之间具有较强的正相关,二者与土壤pH有较强的负相关,表明了氮添加处理下紫花苜蓿根区土壤理化因子、养分和微生物量等地下生态系统各指标之间的统一性及相互作用和影响。     

放牧对荒漠草原土壤养分及微生物量的影响

[目的]探讨不同放牧强度对荒漠草原植被多样性、土壤理化性状、土壤养分及土壤微生物量的影响。[方法]以围封禁牧草地为对照,采用野外调查和室内分析的方法,对不同放牧强度下的草地土壤及植被展开调查。[结果]随放牧强度的增加,荒漠草原植被盖度、物种多样性、地上生物量、土壤养分和微生物量显著降低,土壤容重和pH值呈增加趋势,土壤电导率呈先增加后降低趋势,地下生物量则没有明显变化趋势;在植被作用下土壤养分和微生物量垂直方向表现递减规律并且在表层富集,"表聚性"较为明显;在放牧干扰下土壤全磷变异系数最高;放牧并没有改变荒漠草原土壤养分和微生物量的垂直分布特征;相关分析表明,放牧干扰下土壤微生物量与土壤养分之间具有较强的相关性,二者与土壤含水量也有较强的相关性。[结论]放牧强度对土壤全磷的空间变异影响较大,并且土壤微生物量对于放牧干扰的敏感性高于土壤养分全量;土壤养分和微生物量等地下生态系统各指标之间具有统一性。     

淮北矿区地表拉张裂隙区耕地土壤主要养分特征

[目的] 分析采煤沉陷导致的地表拉张裂隙对耕地土壤质量的影响,评估采煤沉陷前后土壤养分变化,为沉陷区土地采前—采中治理提供理论基础。[方法] 以淮北矿区孙疃矿地表拉张裂隙区为研究区域,分别在沉陷前(2019年6月)、沉陷后(2019年12月、2020年7月)采集样品,沉陷前布设5个采样点(T₁—T₅),沉陷后选择两条典型纵向拉张裂隙,由沉陷斜坡坡顶到坡底将沉陷区划分为A,B,C 3个分区,在裂隙两侧设置13个采样点,每个采样点沿深度方向每隔20 cm采集一个土壤样品,分别测试含水率、有机质、速效钾、速效磷、全氮和全磷含量6个指标。[结果] 拉张裂隙区两次采样土壤含水率、有机质、速效钾、全磷含量存在显著差异(p＜0.01),速效磷和全氮差异性不显著(p＞0.05);通过主成分分析得到研究区第一、二主成分分别为有机质、全氮、全磷(受负面影响)和含水率、速效钾(受到正面影响);根据综合养分评价—主成分分析法发现裂隙区综合养分与对照点相比总体下降,但拉张裂隙区内养分从沉陷斜坡坡顶至坡底逐渐上升。[结论] 地表拉张裂隙在采煤沉陷区分布广泛,是造成沉陷区耕地质量下降的主要原因。     

秸秆还田对土壤氮素养分及微生物量氮动态变化的影响

通过定位试验研究玉米秸秆全量粉碎还田及小麦秸秆旋耕施肥播种同步完成的前提下,秸秆还田循环利用对小麦玉米两熟制土壤氮素养分及土壤微生物量氮的动态变化。结果表明小麦、玉米秸秆还田能满足小麦旺盛生长阶段拔节期对氮素养分的需求,秸秆还田处理或施肥处理的土壤全氮量总体上在小麦拔节期处于最低值,而既无秸秆还田又没有施肥的对照处理土壤全氮含量最低值出现的时期延后,在小麦开花期出现,持续至小麦的灌浆期。对于麦玉秸秆还田但不施氮磷钾肥而言,小麦生长后期(小麦开花期以后)土壤脱氮比较严重。秸秆还田后土壤碱解氮含量在小麦整个生长发育时期呈现上升的趋势。单独施肥或秸秆还田对提高土壤微生物量氮均有一定的作用,但是仅仅施肥其后效不足。秸秆还田并且施肥显著地促进了土壤微生物的活动,能持续地增加土壤微生物量氮含量。     

Watering Frequency and Total Water Input Influence Wheat Growth,Soil Microbial Biomass and Nutrient Availability in a Silt Loam

Two experiments with different watering regimes were conducted. In the first experiment, wheat was grown for four days at 50% of maximum water holding capacity (WHC), then 4-day cycles with three watering regimes were implemented, percentages refer to water lost over 4 days: in TW1 pots were watered on day 1 of each cycle adding 100%, TW2 pots were watered on day 1 and day 3 each time adding 50%, TW4, pots were watered daily, each time 25%. In the second experiment, the soil was rewetted to 50% WHC when soil water content reached 40, 30, 20 and 10% WHC. In the first experiment, shoot and root biomass were higher in 4TW than 1TW and 2TW, whereas microbial biomass carbon (MBC) in 2TW was higher than in 1TW and 4TW. In Experiment 2, shoot and root biomass and MBC decreased with soil water content at which the pots were watered. Watering treatments had a stronger effect on plant biomass than MBC.     

土壤微生物量作为土壤肥力指标的探讨

对不同利用方式19个黑土样品的微生物量和养分进行了分析,结果表明林地的微生物量明显高于玉米地和大豆地,但玉米地和大豆地之间未表现出显著差异,土壤微生物量和土壤养分含量大体上都呈现出林地>大豆地>玉米地的一致的趋势;同时土壤微生物量与土壤有机质、全氮、全磷、速效钾和碱解氮呈现出显著或极显著正相关关系,分析结果还表明土壤微生物量碳作为评价土壤肥力指标比土壤微生物量氮更为灵敏。因此,土壤微生物量可以作为评价不同利用方式的黑土肥力水平的一个生物指标。