氮沉降对杉木人工林土壤团聚体及其有机碳分布的影响

在杉木人工林中开展模拟氮沉降实验,设计N0(对照)、N1(60 kg/hm2)、N2(120 kg/hm2)和N3(240kg/hm2)4种氮沉降水平,通过对杉木人工林进行8年模拟氮沉降试验后,研究土壤水稳性团聚体及其有机碳的响应.结果表明:1～0.5 mm粒径水稳性团聚体含量在各氮沉降处理占总水稳性团聚体的比例均最大,＜0.053 mm粒径的含量最小.各级团聚体含量从高到低依次为1～0.5 mm,＞2 mm,2～1 mm,0.5～0.25 mm,0.25～0.053mm,＜0.053mm.与对照(N0)相比,中低氮处理(N1、N2)提高了水稳性大团聚体(＞0.25 mm)的含量以及团聚体平均重量直径,而高氮处理(N3)表现出一定的抑制作用.各氮沉降处理中,＞2 mm粒径的团聚体有机碳含量最高,但处理间差异不显著.土壤水稳性团聚体有机碳储量在氮沉降处理下有所增加,以低氮处理(N1)最高,说明氮沉降增加在一定程度上促进了土壤的固碳潜力.     

黄泛沙地不同林龄杨树人工林土壤团聚体及有机碳特征

为明确黄泛沙地不同林龄杨树人工林对土壤团聚体及有机碳的影响,以山东省国有东明林场3 a,5 a,8 a,10 a生杨树人工林土壤为研究对象,采用野外取样、室内试验与湿筛法分析了土壤团聚体组成与稳定性,并分析土壤有机碳含量与储量的变化特征。结果表明:(1)不同林龄杨树人工林团聚体分布均以大团聚体(>0.25 mm)为主,在表层土层(0—20 cm)中,随林龄的增加,大团聚体含量呈先显著降低后增加再略减的趋势; 而在20—40 cm土层中,土壤大团聚体含量为5 a>8 a>3 a>10 a; 在40—60 cm土层无显著差异;(2)在0—20 cm土层中,有机碳含量表现为3 a>5 a>10 a>8 a; 在20—60 cm土层,呈先增后减的趋势,且无显著差异。土壤稳定性与团聚体的形成和有机碳密切相关,有机碳含量与GMD值呈极显著正相关关系;(3)不同林龄杨树人工林有机碳储量均呈现一定程度表聚性,在0—20 cm各林龄碳储量占总碳储量的59.17%～74.26%。在3 a到5 a阶段由于土壤淋溶作用,可能导致有机碳储量发生转移,从表层土层(0—20 cm)向底层土层(20—60 cm)转移,而在8 a到10 a阶段,有机碳储量从底层土层向表层土层发生转移。研究结果为揭示黄泛沙地杨树人工林土壤团聚结构形成与有机碳提升提供了参考。     

不同发育阶段杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性研究

为研究杉木人工林土壤团聚体分布特征及其稳定性,探索杉木人工林土壤结构状况,以不同发育阶段杉木人工林0—100cm土层为研究对象,采用干筛法测定土壤团聚体组成,采用湿筛法测定团聚体稳定性,结果表明:在干筛处理下,各发育阶段杉木人工林土壤团聚体以大团聚体(0.25mm)为主,大团聚体比例皆达80%以上,中龄林和成熟林土壤大团聚体比例在各土层中均高于幼龄林,且在0—20cm土层差异显著(P0.05);在各土层中,不同发育阶段杉木人工林5mm粒径的土壤团聚体皆占较高比例,且不同发育阶段对5mm粒径的土壤团聚体组成比例有显著影响。在湿筛处理下,各发育阶段水稳性大团聚体(0.25mm)比例随土层加深而显著降低,0—80cm各土层内,中龄林和成熟林土壤水稳性团聚体比例高于幼龄林,且在0—20cm和20—40cm土层中龄林比幼龄林分别高41.79%和39.06%,差异显著;各发育阶段杉木人工林土壤团聚体破坏率(PAD)特征与水稳性大团聚体相反;平均重量直径(MWD)和平均几何直径(GMD)随土层加深而显著下降,其中中龄林和成熟林土壤团聚体GMD在0—100cm各土层内均显著高于幼龄林。据此认为,杉木人工林土壤团聚体稳定性随土层加深而降低,中龄林和成熟林土壤结构优于幼龄林。     

北京山区典型人工林土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

以北京密云县红门川流域典型造林树种油松和侧柏为研究对象,在各林龄段的油松和侧柏(35a,40a和57a生油松林;20a,40a,57a侧柏人工林以及天然次生侧柏林)林内分别设置15m×15m样地,在每个样地中分层采集土壤样品,进行土壤理化性质的测定,并分析不同林龄油松和侧柏人工林土壤水稳性团聚体含量及其有机碳储量的分布特征。结果表明:(1)油松和侧柏人工林土壤均以水稳性小团聚体(粒径0.25mm)含量为主,分别为(40.64±7.64)%和(41.14±7.47)%,而大团聚体主要分布在0.5~1mm径级,分别为(21.13±5.48)%和(22.78±4.36)%;(2)随着林龄的增大,侧柏和油松林地的各粒径团聚体有机碳含量及土壤有机碳储量均呈增加的趋势。在不同植被恢复措施下,侧柏林地平均土壤有机碳含量和土壤有机碳储量均高于油松林,在不同径级团聚体均有很好的表现,表明侧柏人工林碳汇效益较油松林显著;(3)油松和侧柏2种典型人工林均以0.5~1.0mm径级的大团聚体土壤有机碳含量最高,分别为(12.63±8.65)g/kg和(18.40±7.79)g/kg。而土壤有机碳存储均以小团聚体(粒径0.25mm)为主要存储径级,分别占总量的(52.29±8.82)%和(51.16±4.63)%,其次为0.5~1.0mm大团聚体。     

黑土区落叶松人工林土壤团聚体有机碳及动态变化

以东北典型黑土区林龄分别为8a,21a,30a,37a,52a的落叶松人工林为研究对象,通过对土壤干团聚体组成、不同粒级团聚体有机碳含量及有机碳贮量的测定、计算与分析,研究了不同林龄落叶松人工林土壤团聚体有机碳分配特征及其动态变化规律。结果表明:在0-30cm土层范围内,各粒级团聚体组成比例随粒级从大到小呈"∧"型分布,2～5mm粒级团聚体所占比例均最大,且与其他粒级存在显著性差异(P0.05)。表层土壤各粒级团聚体有机碳含量均大于下层土壤,表层土壤中各粒级团聚体有机碳平均变化范围为32.17～48.75g/kg,下层土壤中的变化范围28.82～33.53g/kg,并均以2～5mm粒级团聚体有机碳含量最低。团聚体有机碳贮量随林龄的变化表现为大粒级团聚体(5～10mm)有机碳贮量的降低和小粒级有机碳贮量的增加。表层土壤有机碳贮量大于下层土壤有机碳贮量,但均以2～5mm粒级团聚体有机碳贮量最高,故可以认为土壤有机碳贮量的变化主要取决于各个粒级团聚体组成比例而不是各个粒级团聚体有碳含量。研究结果为进一步评价人工林植被恢复对土壤有机碳的影响提供了理论依据和参考。     

不同生长年限紫花苜蓿草地土壤团聚体有机碳分布特征

对黄土高原地区不同生长年限紫花苜蓿(Medicago sativa L.)草地土壤团聚体0~40 cm土层的分布及其有机碳含量特征进行研究。结果表明:土壤总有机碳随着生长年限的增加而呈先增加后减小的趋势,各年限0~10 cm土壤有机碳含量均最高,呈表聚现象。不同生长年限紫花苜蓿湿筛处理下土壤团聚体均以0.106 mm粒级团聚体为主,约为40%~90%,随土层深度增加而减小;0.25 mm粒级团聚体在4年时含量最高,并随生长年限的增加呈先增加后减小的趋势。不同年限紫花苜蓿土壤团聚体有机碳以0.106 mm粒级团聚体含量最高,随粒级的减小而增加;不同年限紫花苜蓿土壤20~40 cm团聚体有机碳含量高于0~20 cm土层,并随生长年限增加呈先增加后减小的趋势。     

保护性耕作下土壤团聚体组成及其有机碳分布特征

依据吉林省德惠市田间定位试验（始于2001年）,对玉米-大豆轮作和玉米连作模式下秋翻（MP）、垄作（RT）和免耕（NT）3种耕作方式的机械稳定性团聚体和水稳性团聚体粒级分布、水稳性团聚体有机碳含量及团聚体稳定性进行了研究。结果表明,3种耕作方式下,〉0.25 mm机械稳定性团聚体含量均在70%以上,最高可达93.29%,各粒级含量在两个土层中表现规律性不强。水稳性团聚体含量均在20%以上,最高可达35.5%,且表层高于底层。与干筛法测定的团聚体相比,〉0.25 mm团聚体含量明显减少,最大减少幅度为58.76%。两个土层中玉米-大豆轮作和玉米连作下的机械稳定性团聚体与水稳性团聚体对耕作处理的响应表现出一定的相似性,即RT〉NT〉MP。水稳性团聚体有机碳含量随粒径的减小而增大,3种耕作方式下有机碳含量表现为NT〉RT〉MP,表层高于底层,且玉米-大豆轮作高于玉米连作。比较3种耕作方式,垄作更有利于团聚体的形成和稳定,且玉米-大豆轮作好于玉米连作。     

不同土地利用方式下土壤团聚体的分布及其有机碳含量的变化

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对耕地、园地、林地和撂荒地土壤团聚体及其有机碳的分布特点进行了研究.结果表明,不同土地利用方式下土壤闭聚体的分布均以＞2.00 mm团聚体为主,其它依次为0.5～1,1～2,＜0.25和0.25～0.5 mm粒径的团聚体.林地和撂荒地土壤有机碳含量随粒径的减小呈递增的变化趋势;耕地在0.25～0.5 mm和＜0.25 mm团聚体中有机碳含量较高,园地则以0.25～0.5mm粒径团聚体中有机碳含量最高.4种土地利用方式下,以＞5 mm团聚体中土壤有机碳含量差异最大,随着团聚体粒径的增加,它们之间的差异逐渐减小;各土地利用方式下表层土壤中,分布在＜0.25 mm和0.25～0.5mm团聚体粒径中有机碳占有机碳总量比例低于2～5,＞5和0.5～1 mm的团聚体.     

冬季不同种植模式对稻田土壤团聚体及其有机碳的影响

为探究冬季不同种植模式对稻田土壤结构和质量的影响,设置5种冬季种植模式:冬季休闲(冬闲)、冬种紫云英、冬种油菜、冬种大蒜和冬季轮作(马铃薯、紫云英、油菜),通过测定稻田不同土层土壤团聚体组成和团聚体有机碳含量,分析稻田土壤团聚体的水稳性和团聚体有机碳分布。结果表明,在0~30 cm土层深度:>2 mm粒级的土壤团聚体含量最高,其次是<0.053 mm粒级的土壤团聚体,1~2、0.5~1、0.25~0.05、0.053~0.25 mm粒级的土壤团聚体含量相近;各冬季种植处理模式均提高了稻田水稳性团聚体的平均质量直径(MWD)和平均几何直径(GMD),其中冬种油菜、冬季轮作以及冬种紫云英处理的MWD较冬闲处理分别显著提高21.50%、21.16%、16.32%(P<0.05),冬种油菜和冬季轮作处理的GMD较冬闲处理分别显著提高83.31%、62.50%(P<0.05);冬季不同种植模式显著降低了土壤水稳性团聚体的分形维数(P<0.05),有利于维持土壤结构的稳定性;相对于冬闲处理,其余不同冬季种植模式处理的各粒径下土壤团聚体有机碳含量有增加的趋势。综上可知,冬季不同种植模式均有利于稻田土壤团聚体稳定性的提高和各粒级下团聚体有机碳的积累,其中冬季轮作模式的效果最佳。本研究结果为南方冬闲田优化种植模式提供了理论依据。     

罗望子人工林土壤有机碳在不同团聚体中的特征

研究了干热河谷地区不同种植方式的罗望子人工林内0-10,10-20,20-40 cm土层土壤团聚体中的有机碳分布特征.结果表明,在所有样地中,1～0.5,0.5～0.25 mm这2个径级的土壤团聚体有机碳最高,10～5 mm团聚体有机碳最低.不同种植方式的人工林土壤团聚体有机碳差异较大,其中以罗望子+乡土草本,罗望子+百喜草2种种植方式的团聚体有机碳最高,罗望子+余甘子混交林内最低,但罗望子+乡土草本方式的团聚体有机碳高于罗望子+百喜草方式.光板地土壤团聚体有机碳在3个土层的差异较小.     

不同林龄序列杉木实生林和萌芽林碳储量分配特征

以赣西南杉木实生林和萌芽林为研究对象,通过野外样地调查和室内化学分析方法,揭示了不同龄组实生林和萌芽林的碳储量分配特征,为其可持续经营提供科学依据。结果表明:不同龄组杉木实生林乔木层碳储量均高于萌芽林乔木层碳储量。杉木实生幼龄林乔木层碳储量为9.63t/hm~2,中龄林为42.14t/hm~2,近熟林为69.15t/hm~2,成熟林为105.21t/hm~2;年均固碳量分别为1.69,2.63,3.01,3.39t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的50.36%,70.60%,73.86%,77.58%。杉木萌芽幼龄林乔木层碳储量为8.42t/hm~2,中龄林为23.58t/hm~2,近熟林为48.54t/hm~2,成熟林为75.26t/hm~2;年均固碳量分别为1.21,1.57,2.11,2.59t/hm~2,不同龄组的树干碳储量分别占整个乔木层的54.28%,66.12%,71.92%,73.70%。杉木实生林和萌芽林的土壤碳储量均是中龄林最低,成熟林最高。实生林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(153.21t/hm~2)近熟林(138.17t/hm~2)幼龄林(128.30t/hm~2)中龄林(113.11t/hm~2)。萌芽林各龄组土壤碳储量大小为:成熟林(154.03t/hm~2)近熟林(138.28t/hm~2)幼龄林(130.20t/hm~2)中龄林(117.05t/hm~2)。在密度相近的情况下,除幼龄林外,同一龄组的萌芽林总碳储量均小于实生林。同一龄组实生林和萌芽林的乔木层碳储量均有显著性差异(p0.05),而总碳储量幼龄林与中龄林无显著性差异,近熟林与成熟林有显著性差异。引起杉木实生林和萌芽林碳储量分配差异性的主要原因是生长规律和经营管理的不同。总体而言,萌芽林的林下植被组成丰富,灌木层、草本层和凋落物层的固碳能力较强,在水土保持功能方面要优于实生林。     

杉木人工林土壤系统有机碳相关变量的通径分析

为了评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响,运用通径分析方法研究了江西大岗山杉木人工林下土壤有机碳含量与土壤性质的关系。结果表明:在杉木人工林的整个发育过程中,土壤有机碳含量和土壤各性质表现出明显的规律性变化;土壤性质通过直接作用和间接作用共同影响着土壤有机碳的含量和分解转化方向,但不同土壤性质的影响机理不同。在土壤系统中,碱解氮量、细菌数量和真菌数量以及它们的共同作用决定了土壤有机碳含量的大部分变异,是影响土壤有机碳含量变化的主导因素,有效磷含量和放线菌数量由于直接正效应和间接负效应相抵,因而对土壤有机碳含量的决定程度较小,总孔隙度和速效钾含量对有机碳含量虽也表现出一定的直接效应影响,但影响程度较低;和简单相关或多元回归分析方法相比,通径分析能更加客观和全面地评价土壤性质对土壤有机碳含量的影响作用。     

喀斯特石漠化区林草恢复对土壤团聚体及其有机碳含量的影响

为研究喀斯特高原峡谷石漠化治理区林草植被恢复对土壤团聚体的粒径分布,土壤结构稳定性及各粒径团聚体有机碳的影响,以期为喀斯特石漠化治理区土壤结构改善,植被重建,土壤碳库的维持与提高提供理论依据。以贵州喀斯特高原峡谷石漠化治理示范区5种常见林草植被(金银花、火龙果、花椒、荒草地和原生灌木林地)为研究对象,通过湿筛法对土壤团聚体粒径进行分组,对比分析5种林草植被模式下0—40 cm土层垂直剖面各土层土壤中团聚体和有机碳含量的分布规律。结果表明:在0—40 cm土层垂直剖面中,5种林草植被的土壤团聚体在5,2～5,0.25～2,0.25 mm 4个粒级中的分布特征,金银花地分别为31.89%,32.85%,28.48%,6.78%;火龙果地为19.11%,32.68%,37.72%,8.49%;花椒地为10.42%,18.39%,57.90%,13.29%;草地为40.38%,20.68%,30.34%,8.61%;原生灌木林为47.04%,17.80%,30.25%,4.91%。水稳性大团聚体(0.25 mm)含量表现为原生灌木林地(95.09%)金银花地(93.22%)火龙果地(91.51%)荒草地(91.39%)花椒地(86.71%)。5种林草植被均以大团聚体(0.25 mm)为主;其中,原生灌木林地大团聚体(0.25 mm)含量最高,花椒地最低。在整个土壤剖面中,土壤团聚体稳定性指标MWD和GMD均以原生灌木林地较高,说明二者土壤结构较好,稳定性较强。在0—40 cm土层剖面中,各粒级团聚体有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,表现出表层富集现象;团聚体有机碳以0.25 mm粒级含量最高,5 mm粒级最低。总体而言,原生灌木林地土壤团聚体稳定性较好,原生灌木林地在各层土壤中各粒级团聚体有机碳含量最高。     

庐山不同森林植被对土壤团聚体及其有机碳分布的影响

研究不同粒径团聚体有机碳含量与土壤团聚体分布的关系,对于认识森林土壤结构形成和碳氮稳定机制有一定的科学意义。以庐山6种森林植被类型土壤为研究对象,系统研究了不同森林植被对土壤团聚体及其有机碳分布的影响,结果表明:（1）不同土层的森林植被类型对粒径在> 5 mm和0.25～0.5 mm范围内的土壤团聚体含量影响较明显,其中黄山松林下土壤团聚体含量最高;（2）6种森林植被在不同的土层下,水稳性团聚体百分含量（R_0.25%）和平均重量直径（MWD）随着土层深度的增加而逐渐减小,其土壤团聚体的稳定性也随之减弱,在0—20 cm土层下的土壤团聚体较稳定,黄山松林、马尾松林和玉山竹林下MWD值较大,在20—40,40—60 cm土层差异则不明显;（3）在同一土层下黄山松林的土壤团聚体有机碳含量最大,常绿阔叶林最小,马尾松林、玉山竹林和黄山松林的土壤团聚体有机碳变化较明显,而其他3种差异不显著。     

不同年龄杉木人工林土壤有机磷的形态特征

对湖南会同不同发育阶段(3年生,8年生幼龄林、18年生中龄林、26年生成熟林)杉木人工林土壤有机磷各组分和有效磷(A-P)进行了研究,结果表明:4种不同林龄杉木林土壤有机磷(TOP)随土壤深度的增加而降低,从林龄上,8、18和26年生杉木林土壤TOP总量比3年生分别提高了71.20%,99.94%,74.91%;4组活性不同的有机磷组分中,中等活性有机磷(MLO-P)和中等稳定性有机磷(MRO-P)的相对含量较大,其次是活性有机磷(LO-P)和高稳性有机磷(HRO-P);土壤微生物生物量磷(MB-P)含量表层(0~20 cm)显著高于深层土壤(20~40 cm和40~60 cm);3年生、8年生和26年生林分,A-P含量与TOP呈显著正相关;3年生、8年生和26年生林分,A-P含量与MB-P含量显著相关。研究结果表明TOP和MB-P是本研究区A-P的重要来源。     

不同退耕模式下土壤水稳性团聚体及其有机碳分布特征

采用野外调查和室内分析相结合的方法,对退耕还茶地和退耕还林地土壤水稳性团聚体及其有机碳分布特征进行研究。结果表明：（1）不同土层退耕还茶地土壤各粒径水稳性团聚体占总团聚体的比例均以〈0.25mm的含量最大,且与其他粒径间存在极显著差异;除2～1mm粒径外,退耕还茶地土壤与退耕还林地同粒级水稳性团聚体含量差异不显著。（2）0-20cm土层,团聚体的平均重量直径和平均几何直径表现为退耕还林较退耕还茶大,虽退耕还茶地破坏率与退耕还林的差异不显著,但退耕还茶地土壤团聚体破坏率高于退耕还林地的;20-40cm土层结果与之相反。（3）0-20cm土层,退耕还茶地随着水稳性团聚体粒径的减小土壤有机碳含量呈先减少,再增加,然后减少,最后增加的变化,且退耕还茶地土壤有机碳含量较退耕还林的高;20-40cm土层,退耕还茶地随着水稳性团聚体粒径的减小土壤有机碳含量呈先减少,再增加,最后减少的变化,除0.5～0.25mm和〉5mm这2个粒级外,退耕还茶地土壤有机碳含量较退耕还林的低。