色季拉山林线典型植被下土壤有机碳及其组分特征

【目的】测定色季拉山林线附近3种典型植被下土壤有机碳（SOC）及其组分含量,并分析其相关性以及与土壤理化性质的关系,探讨色季拉山典型植被类型下土壤有机碳及其组分特征,为该区域森林经营和管理提供参考。【方法】以西藏色季拉山林线3种典型植被类型（草甸、灌丛和乔木林）下0~20 cm土层土壤为研究对象,选择9个取样点采集0~10和10~20 cm土层土壤样品,测定土壤样品有机碳（SOC）及其组分（轻组有机碳（LFOC）、重组有机碳（HFOC）、可溶性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）、颗粒有机碳（POC）和易氧化有机碳（EOC））的含量,并对土壤有机碳及其组分与土壤理化性质的相关性进行分析。【结果】草甸、灌丛和乔木林3种植被下,土壤SOC、MBC和HFOC含量表现为灌丛>乔木林>草甸,在灌木、乔木林和草甸土壤的0~10 cm土层,其SOC含量分别是96.34,95.85和66.15 g/kg,MBC含量分别为1 540.96,611.02和511.40 mg/kg,HFOC含量分别为61.75,58.65和41.02 g/kg;而在10~20 cm土层,其SOC含量分别为65.76,57.43和30.97 g/kg,MBC含量分别为289.90,184.02和84.15 mg/kg,HFOC含量分别为40.77,31.26和19.57 g/kg,且均以0~10 cm土层高于10~20 cm土层。土壤EOC、POC和LFOC含量表现为乔木林>灌丛>草甸,且均随着土层的加深而降低,在乔木林、灌丛和草甸土壤的0~10 cm土层,EOC含量分别为23.97,21.84和14.26 mg/kg,POC含量分别为30.11,24.94和12.96 g/kg,LFOC含量分别为12.55,1.93和1.21 g/kg;而在10~20 cm土层,EOC含量分别为11.83,10.62和4.68 mg/kg,POC含量分别为9.79,6.29和5.32 g/kg,LFOC含量分别为5.50,0.77和0.43 g/kg。草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳组分中,SOC与EOC、HFOC,EOC与POC和HFOC,以及POC与LFOC之间均呈显著正相关关系（P<0.05）,且在乔木林土壤中,SOC与MBC、土壤含水率呈正相关关系,但其在灌丛林和草甸中相关性不明显。【结论】草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳及其组分之间存在差异性,说明色季拉山林线附近典型植被下土壤的有机碳及其组分受到植被类型的影响,且其分布具有表聚性。     

藏东南色季拉山不同海拔森林土壤碳氮分布特征

【目的】明确藏东南色季拉山不同海拔森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)、易氧化有机碳(Readily oxidized carbon,ROC)及全氮(Total nitrogen,TN)含量的垂直分布特征。【方法】以藏东南色季拉山不同海拔高度(3 000,3 200,3 500,3 700及3 900m)的森林土壤为研究对象,采集0~5,5~10,10~20,20~30,30~40,40~50cm土层土壤样品,通过测定SOC、ROC及TN含量,研究不同海拔高度及剖面土壤SOC、ROC及TN含量垂直分布特征,阐述SOC、ROC及TN含量的海拔及剖面效应。【结果】在土壤剖面垂直分布上,SOC、ROC和TN含量均随土层深度增加而降低,且主要集中在表层(0~5cm)土壤中。随着土层深度增加,土壤易氧化有机碳占有机碳的比例(ROC/SOC)总体呈增加趋势,而土壤C/N(SOC/TN)的变化趋势并不一致。SOC和ROC平均含量随海拔高度的增加均呈增大趋势;除3 500m海拔高度TN含量较低外,其余各海拔的TN含量均随海拔高度增加而增大;ROC/SOC随海拔增加总体呈减小趋势,而C/N无明显变化规律。【结论】色季拉山森林SOC、ROC和TN主要储存于表层土壤和高海拔区域土壤中,在未来气候变暖的背景下,高海拔区域表层土壤将成为大气二氧化碳浓度升高的潜在碳源。     

色季拉山森林土壤重金属空间分布特征及污染评价

【目的】探明色季拉山森林土壤重金属含量空间分布特征及其污染状况。【方法】在色季拉山阴坡和阳坡分别选取了3 700,3 900,4 300 m 3个海拔梯度,设置了6个采样点,分层(0～10,10～20,20～40,40～60和60～100 cm)采集土样,测定Cr、Cd、Hg、Ni、Se、As、Pb 7种土壤重金属元素含量,并参照全国土壤元素背景值,采用单因子指数法、内梅罗指数法和污染负荷指数法对土壤重金属污染状况进行综合评价。【结果】(1)色季拉山森林0～20 cm土层重金属元素Cr、Se、As、Pb含量低于全国土壤元素背景值和西藏土壤元素背景值;Cd和Hg含量都超过了全国土壤元素背景值和西藏土壤元素背景值,分别是全国土壤元素背景值的2.2倍和2.92倍、西藏土壤元素背景值的2.75倍和9.5倍;Ni含量低于西藏土壤元素背景值,但高于全国土壤元素背景值,是其含量的1.03倍。7种重金属元素含量的变异系数都大于50%,其中Hg表现为极度变异,其余6种均属于高度变异。(2)在同一土层Cr、As含量均表现为阳坡低于阴坡,Pb、Ni和Hg含量总体均表现为阳坡大于阴坡。在阳坡,As、Cd、Hg含量随着海拔升高而降低,Se含量随着海拔的升高而增加;而在阴坡,Cr、Se和As含量随着海拔的升高而降低,Pb和Hg含量随着海拔的升高而增加;重金属元素As含量在阴坡随土层的加深而增加,Hg含量在阳坡随土层的加深而减少。其余重金属元素含量在不同坡向、海拔及土层间无明显规律性。(3)单因子指数评价结果表明,在色季拉山森林土壤0～20 cm土层,在阳坡,Hg为重度污染,Cd为中度污染,Ni为轻度污染,Cr、Se、As、Pb都是非污染状态;在阴坡,Cd和Hg为中度污染,其他5种重金属元素都是非污染状态。(4)内梅罗指数法评价结果表明,在色季拉山森林0～20 cm土层,阳坡土壤受重金属污染程度明显高于阴坡,主要污染物均为Ni、Cd和Hg。(5)通过污染负荷指数法对色季拉山林0～20 cm土层重金属污染状况进行评价发现,阳坡森林土壤受到轻度的重金属污染,阴坡土壤无重金属污染。【结论】在色季拉山森林0～20 cm土层中,Ni、Cd和Hg 3种重金属元素都达到了污染程度,其中Ni是轻度污染,Cd和Hg是中度以上污染;阳坡土壤受到轻度的重金属污染,阴坡无重金属污染。     

西藏色季拉山东麓垂直带土壤碳氮分布特征及其影响因素

【目的】研究西藏色季拉山东麓不同海拔高度下土壤碳、氮含量的变化规律,以期为研究西藏色季拉山森林生态系统对全球气候变化的响应提供基础资料。【方法】采集西藏色季拉山东麓垂直带不同海拔高度的土壤样品,研究了表层(0～20cm)土壤土壤体积质量、pH以及有机碳、全氮及微生物量碳、氮含量在垂直带随海拔高度变化的特征,并分析了不同生态因子对土壤有机碳、全氮及微生物量碳、氮含量的影响。【结果】随着海拔高度的上升,土壤体积质量和pH值均呈现减小的趋势。不同植被下,土壤有机碳和全氮及微生物量碳、氮含量表现为高山灌丛林>方枝柏林>杜鹃林>急尖长苞冷杉林,且随着海拔的上升以上4个指标总体呈增加的趋势。土壤温度、湿度、pH值和植被类型可能是调控土壤碳、氮沿海拔高度变化的主要生态因子。【结论】探明了西藏色季拉山东麓垂直带不同海拔高度下土壤碳、氮的分布规律及其影响因素,为西藏色季拉山森林生态系统的进一步研究奠定了基础。     

藏东南色季拉山苔藓植物垂直分布特征初步研究

【目的】研究藏东南色季拉山苔藓植物的垂直分布特征,为苔藓植物分布及环境适应性的进一步研究提供基本资料。【方法】在藏东南色季拉山海拔3 600～4 400 m区域,每上升100 m设置10 m×10 m的样地1个,每个样地内每隔2 m再设置1个50 cm×50 cm的小样方,每个样地内共设25个小样方,采集每个小样方中的苔藓植物样本并带回实验室鉴定到种,同时调查苔藓植物的生活型和生长基质,分析苔藓植物科属种、生活型和生态群落类型随海拔升高的分布情况。【结果】共采集到2 390份苔藓标本,鉴定表明,藏东南色季拉山共有苔藓植物29科78属151种,其中苔类5科5属6种,藓类24科73属145种,科属种数量随海拔升高呈先增后减的变化趋势。优势科为曲尾藓科(Dicranaceae)、真藓科(Bryaceae)、丛藓科(Pottiaceae)、金发藓科(Polytrichaceae)、提灯藓科(Mniaceae)和灰藓科(Hypnaceae),优势属分别是丝瓜藓属(Pohlia)、小金发藓属(Pogonatum)和棉藓属(Plagiothecium)。曲尾藓科和灰藓科在每个海拔均有分布,丛藓科、丝瓜藓属在4 400 m区域分布广泛,金发藓科、真藓科、提灯藓科及丝瓜藓属、小金发藓属、棉藓属在海拔3 700～4 300 m区域均有广泛分布。在3 600 m区域,藓类植物大多以土生和石生群落为主,生活类型以交织型和丛集型为主;在3 700～4 300 m区域,藓类植物以土生群落、岩面薄土生群落和树附生群落为主,生活类型以丛集型、交织型和平铺型为主;在4 400 m区域,藓类植物以石生群落和岩面薄土生群落为主,生活类型以丛集型为主;整个研究区苔藓植物以土生群落最多,湿生群落分布范围最窄、数量最少。【结论】随海拔升高,色季拉山苔藓植物具有明显的垂直分布规律。     

西藏色季拉山高山松种群点格局分析

【目的】研究高山松种群不同生长阶段的空间分布格局类型及其空间关联性。【方法】2014年6-8月,在西藏色季拉山选择有代表性的区域设置50m×50m的高山松林样地4块,对样地内的高山松进行定位和每木检尺,按胸径12cm、≥12~32cm、≥32cm将高山松分为小树、中树和大树,运用点格局分析方法中的Ripley’s L函数,对高山松种群不同发育阶段的空间格局及关联性进行分析。【结果】(1)色季拉山高山松种群径级结构呈典型的"金字塔"型,种群自然更新良好,属增长型种群;(2)高山松不同发育阶段的分布格局各异,小树在小尺度范围内的聚集强度均明显强于中树和大树,中树主要表现为随机分布-集群分布-随机分布,而大树主要表现为随机分布;(3)样地1与样地2中,高山松小树与中树、大树之间的空间关联性基本上均呈负关联关系,但中树与大树之间基本上无关联;样地3和样地4中,高山松不同龄级的小树、中树和大树三者之间相互独立,关联性小。【结论】在从小树发育到大树的过程中,高山松种群的空间分布格局演变过程基本表现为由集群分布到随机或均匀分布;高山松种群的更新不仅受种间竞争的影响,同样受种内竞争的制约;在环境条件相似的情况下,高山松种群自身的生物、生态学特性是影响其分布格局的最主要因素。     

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。     

浙江省临安市山核桃产区林地土壤有机碳分布特征

为阐明我国特色干果山核桃(Carya cathayensis)林地土壤有机碳的分布特征,于2008年7—8月采用1km×1km网格在浙江省临安市域内设置山核桃林样地306个,采集0～30cm土壤样品,分析其有机碳和其他养分含量及其空间分布特征.结果表明,不同区域山核桃林地表层土壤有机碳质量分数、碳密度存在较大的差异,平均值分别为18.87g/kg和60.92t/hm2,明显低于相同区域的常绿次生阔叶林.多元协方差分析表明,海拔、乡镇和母岩类型等3因素是影响临安市山核桃林地土壤有机碳含量的主要因素.大峡谷镇山核桃林地土壤有机碳平均含量最高,显著高于河桥、马啸、湍口、清凉峰等乡镇;随着海拔高度的升高,山核桃林地土壤有机碳含量增加,海拔在800m以上的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于600m以下的山核桃林地土壤;花岗岩发育的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于砂页岩发育的土壤.临安市山核桃林主要分布在西部山区,面积29 047.1hm2,0～30cm土壤有机碳总贮量为1 828.92×103t.土壤有机碳含量与pH、容重呈极显著负相关(R2=0.187 1～0.207 6,n=306,P<0.01),而与碱解氮、有效磷、速效钾和有效硫含量呈极显著正相关(R2=0.193 1～0.708 7,n=306,P<0.01).     

海拔对藏东南山地土壤有机碳垂直分布格局的影响分析

[目的]分析藏东南地区高山生态系统在垂直分布带上的空间异质性,研究不同海拔土壤有机碳(SOC)储量的分布特征及其影响因子.[方法]以高寒半湿润区藏东南典型山地色季拉山为研究对象,在海拔3400～4600 m每隔200 m海拔梯度展开采样,通过野外调查与室内分析相结合的方法,探讨海拔对SOC垂直分布特征的影响及其与其他理...     

色季拉山植物群落物种多样性研究

通过对西藏东南部地区色季拉山样地的调查,从不同类型群落的物种多样性与海拔、坡向的关系等方面对其植被进行分析,结果表明：在该特定的地带性地区,植物群落层次结构受海拔、坡向的影响,群落物种多样性程度为阴坡低于阳坡;森林群落内不同生长型的物种多样性指数在阴坡大小顺序为灌木层〉草本层〉乔木层,在阳坡则表现为草本层〉灌木层〉乔木层;随海拔的升高,阴、阳坡的物种组成差异缩小,植被群落类型和植物组成也相似,丰富度指数、多样性指数和均匀度指数表现出基本一致的变化趋势．     

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。     

色季拉山苔藓植物研究

为了探明西藏色季拉山苔藓植物的种类,采集了该地区2 390份标本,并进行了室内鉴定与分析。结果表明,色季拉山苔藓植物共有26科70属134种;其中藓类25科69属133种,苔类仅1种,即蛇苔[Conocephalum conicum(L.)Dum.];4个优势科按种类由多到少的顺序为真藓科(Bryaceae)、曲尾藓科(Dicranaceae)、丛藓科(Pottiaceae)、金发藓科(Polytrichaceae);优势属有丝瓜藓属(Pohlia)、棉藓属(Plagiothecium)、小金发藓属(Pogonatum)、青藓属(Brachythecium)。     

藏东南色季拉山不同海拔森林土壤基础呼吸特征

为阐明不同海拔高度森林土壤基础呼吸对温度变化的响应,为未来气候变化情景下不同海拔高度土壤碳动态预测提供科学依据,以藏东南色季拉山不同海拔高度森林表层土壤为研究对象,通过室内升温实验,研究不同海拔高度森林表层土壤基础呼吸对温度变化的响应。结果表明,土壤基础呼吸速率及土壤累积碳通量均随培养温度的升高呈增加趋势,土壤基础呼吸速率随着土壤层次加深而降低。随着培养时间延长,各土壤层次及海拔高度土壤基础呼吸速率总体呈先增加后降低的趋势,局部表现为振荡变化的特征,二者之间呈极显著(P<0.01)负相关指数函数关系。随着培养时间延长,土壤基础呼吸累积碳通量呈增加趋势,且培养的前14 d土壤累积碳通量增幅明显,之后逐渐趋于稳定。土壤基础呼吸累积碳通量与培养时间呈极显著(P<0.01)正相关对数函数关系。总体来看,温度升高将加速森林生态系统表层土壤呼吸碳排放。     

色季拉山土壤抗蚀性空间差异性分析

【目的】分析藏东南高寒气候条件下不同海拔土壤抗蚀性的空间差异,为西藏地区水土流失防治提供理论依据。【方法】以色季拉山土壤为研究对象,分析不同海拔和土层土壤抗蚀性指标的变化特征,采用主成分分析和土壤质量指数法,构建色季拉山土壤抗蚀性综合评价模型,并采用该模型对色季拉山3 200~4 600 m区域土壤抗蚀性强弱进行研究。【结果】在色季拉山海拔3 200~4 600m区域,除团聚体破坏率、毛管孔隙度、非毛管孔隙度、土壤体积质量外,其余土壤抗蚀性指标均随海拔升高总体呈先增大后减小再缓慢增大的趋势。以变异系数评价色季拉山不同土层土壤抗蚀性的空间差异,土壤团粒类指标在海拔4 200~4 600m和3 200~3 600m区域的变异系数分别为23.02%~123.54%和0.85%~19.58%;土壤基本物理指标的变异系数在海拔3 600m区域出现最大值,而变异系数最小值出现在海拔4 200~4 600m区域;有机胶体类指标即有机质含量的变异系数则在海拔4 600m区域出现最小值,为17.86%,在海拔4 200m区域出现最大值,为93.63%。【结论】通过构建土壤抗蚀性综合评价模型,得出色季拉山不同海拔区域土壤综合抗蚀性强弱顺序为3 600m3 800m3 400m4 400m4 000m4 600m3 200m4 200m。     

黑土土壤质量演变初探Ⅴ.东北主要黑土区表层土壤有机碳密度分布及碳库估算

探讨土壤有机碳空间分布规律,估算其碳库量,对于提高土壤质量、保护黑土资源,维持农业经济的可持续发展意义重大。基于配准完备的1:10万或20万的地形图和土壤图,运用地理信息系统技术,对东北主要黑土区共7个市县的土壤表层有机碳密度及储量做出估算,并对其空间分布差异进行了分析。结果表明:全区的平均有机碳密度为6.27kg.m-2,变幅为2.43～11.36kg.m-2,土壤表层有机碳储量为2.92×108 t;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,从北向南呈逐渐递减的趋势,且东北高、西南低。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区,吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低。     

色季拉山西藏箭竹林土壤抗蚀性研究

通过对林芝地区色季拉山西藏箭竹林林下土壤抗蚀性的研究,结果表明:西藏箭竹林L层枯落物储蓄量小于F层,最大持水量F层高于L层;有效拦蓄量的F层高于L层。西藏箭竹林不同层次的有机质含量整体上均比较高,不同层次土壤非水稳性团聚体结构组成大体相同,均以0.25～2mm粒级为主,不同粒径团聚体经湿筛以后含量比例均有不同程度的上升,上升最多的是0.5～1mm粒径团聚体;不同层次土壤抗蚀性指数K值与时间呈明显对数函数关系:Y=-aLn(x)+b。整体上来说,西藏箭竹林下2个层次土壤抗蚀性能较强,差异不明显。     

藏东南色季拉山西坡土壤有机碳库研究

土壤碳是森林生态系统最大的碳库,是其碳循环的极其重要组分.土壤微生物生物量是陆地生态系统碳循环的重要组成部分.为探讨不同森林植被类型对土壤活性有机碳库的影响,以西藏色季拉山(西坡)的高山灌丛(Alpine shrub,AS)、杜鹃林(Rhododendron forest,RF)、急尖长苞冷杉林(Abies georgei var.smithii forest,AGSF)和林芝云杉林(Picea likiangensis var.linzhiensis forest,PLLF)为试验对象,研究了林地土壤有机碳、总氮含量及微生物生物量.结果表明:高海拔植被类型具有较高的土壤活性有机碳含量和分配比例.土壤总有机碳表现在0-10cm均差异显著;在10-20cm和20-40cm无规律性(P＜0.05).土壤全氮表现在0-10cm AS均差异显著,而RF、AGSF和PLLF差异不显著;在10-20cm AS、RF、AGSF与PLLF均相差显著;在20-40cm AS、RF、AGSF与PLLF均相差不显著(P＜0.05).土壤微生物量碳含量与土壤总有机碳含量关系密切,呈显著的正相关.土壤微生物生物量氮含量和比例随微生物生物量碳含量和比例增加而增加.色季拉山土壤微生物量碳含量均随海拔升高而增加.在不同植被类型的生态系统中,土壤总有机碳含量、土壤颗粒有机碳和土壤易氧化碳含量均呈现出随土层深度增加而递减的变化趋势.土壤颗粒有机碳含量占土壤总有机碳含量和土壤易氧化有机碳含量占土壤总有机碳含量的比率范围不同,且随土层深度增加比率减小.土壤活性有机碳与土壤总有机碳显著相关,土壤易氧化有机碳与颗粒有机碳的相关系也比较显著(P＜0.05).