北亚热带土地利用变化对土壤有机碳垂直分布特征及储量的影响

利用野外调查的方法,研究了北亚热带地区土地利用变化对土壤有机碳的垂直分布特征及储量的影响.研究结果表明:(1)除茶园土壤外,不同林分土壤有机碳含量均以0～10cm土层最大,随着土层深度的增加,含量总体表现为下降的趋势;茶园土壤有机碳含量在0～30cm土层范围内增加,30cm以后表现下降的趋势;(2)次生林转变成农耕地以后土壤有机碳含量平均下降21.1%,而转变成集约经营早竹林后,土壤有机碳含量平均下降近48.5%;1m深度以内,土壤有机碳平均含量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、集约经营毛竹林、马尾松林、农耕地、杉木林和早竹林;(3)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋势和土壤有机碳含量变化趋势基本一致;次生林转变成长期经营的农耕地后,土壤有机碳储量下降22.5%,而转变成长期集约经营早竹林后土壤有机碳储量则下降51.4%9种土地利用类型中,土壤有机碳储量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、马尾松林、农耕地、集约经营毛竹林、杉木林和早竹林.     

亚热带日本落叶松中、幼龄林土壤有机碳密度和分配特征

本文基于32块样地土壤数据,对亚热带日本落叶松中、幼龄林的土壤有机碳密度及其分配特征进行了分析,结果发现:(1)中龄林的有机碳含量、有机碳密度明显高于幼龄林;(2)混交林的有机碳含量、有机碳密度明显高于纯林;(3)0~80 cm的土壤有机碳密度为172.25 t/hm2。有机碳主要集中在表土层0~20 cm处,此表土层有机碳密度分别是土层20~40 cm、40~80 cm的175.21%、129.52%。在土层相同的情况下,随着土壤深度的增加,其土壤有机碳密度呈下降趋势;(4)与适宜亚热带地区生长的造林树种——杉木相比,日本落叶松林的土壤有机碳含量、土壤有机碳密度均明显高于20年生杉木人工林,说明日本落叶松林土壤的固碳能力大于杉木人工林,从侧面也反映了同样作为亚热带地区的造林树种,日本落叶松林要优于杉木人工林。     

莽山土壤有机碳及其空间分布格局

根据标准样地取样和实验室得出的数据及莽山第二次土壤普查资料,估算莽山土壤有机碳的含量和储量。结果表明,土壤有机碳含量大小顺序为:黄棕壤>山地黄壤>红壤>紫色土。莽山土壤有机碳总储量约为3.436×106 t,各类型土壤碳储量从大到小依次为:山地黄壤>黄棕壤>红壤>紫色土>草甸土,莽山主要土壤类型有机碳平均密度为195.35 tC·hm-2。莽山不同土壤类型的有机碳平均密度从大到小依次为:草甸土>黄棕壤>山地黄壤>红壤>紫色土,空间分布在106.85~216.83 tC·hm-2范围内变动。莽山表层土壤(0~20 cm)有机碳密度差异较大,变化范围在41.74~85.67 tC·hm-2之间,面积加权平均值为75.30 tC·hm-2。莽山表层(0~20cm)土壤有机碳储量为1.493×106 t,占莽山土壤有机碳库总碳储量38.55%。     

桃江县不同年龄毛竹林土壤有机碳和全氮积累特征

碳和氮是森林生态系统的重要组分,也是维持其结构和功能的两个重要元素。本研究以桃江县不同年龄(1年生,3年生,5年生)毛竹林为研究对象,对其土壤容重、有机碳和全氮特征进行研究。结果表明,不同年龄毛竹林地土壤容重在1.003～1.268g/cm3之间,土壤有机碳和全氮含量在年龄梯度上逐渐增加,但随着土层深度的增加,不同年龄土壤有机碳和全氮含量均逐渐下降;不同年龄毛竹林土壤有机碳储量分别为117.339、124.901、138.978 t/hm2,土壤氮储量分别为8.180、9.181、10.266 t/hm2,均随着年龄的增加而增大。不同生长阶段,土壤有机碳的积累速率要明显高于全氮。在土壤剖面上,土壤有机碳和全氮的积累速率出现非一致性的变化。     

贵州省栎类土壤发生层特征及对土壤有机碳密度的影响

采用野外实地调查和室内实验分析相结合的方法,以贵州栎类林地为对象,研究分析栎类林地土壤发生层特征和土壤有机碳密度特征以及发生层对有机碳密度的影响。结果表明:1)随着海拔不断上升,贵州省内栎类林地土壤发生层分布特征显著,且土壤发生层受外界气候影响显著性不断增加。2)随着土层深度增加,遵义和铜仁有机碳含量呈现下降趋势,土壤容重呈现不断上升趋势,且遵义有机碳密度变动幅度剧烈;黔南和黔西南有机碳密度变化趋势复杂,土壤容重变化呈现上升趋势。3)随着海拔上升,有机碳密度整体呈现上升趋势,其中黔西南样地海拔最低,土壤有机碳密度含量最低;遵义样地海拔最高,且土壤有机碳密度最高。4)Pearson指数和显著性指数研究表明,栎类林地有机碳密度与土壤发生层呈现一定相关性,但相关性不显著。     

若尔盖高寒嵩草草甸湿地不同水分条件下土壤有机碳的垂直分布

研究若尔盖高寒嵩草草甸湿地常年积水、季节性积水(每年6-10月积水)和无积水3种水分条件下土壤有机碳的分布特征.结果表明:若尔盖高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量极高,表土层(0 ～ 10 cm)最高可达73.2 g·kg-1,是中国森林、农田和草原生态系统土壤有机碳含量的6 ～10倍,且土壤有机碳的垂直分布深达400cm,远远超过中国森林、农田和草原生态系统;在浅土层(0～50 cm)和深土层(200～400 cm),不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量差异显著(P＜0.05),在0 ～ 50 cm浅土层表现为常年积水区＞季节性积水区＞无积水区,在200 ～ 400 cm深土层表现为无积水区＞季节性积水区＞常年积水区,而在50 ～ 200 cm中间土层,不同水分条件下高寒嵩草草甸湿地土壤有机碳含量无显著差异(P＞0.05);在0 ～ 400 cm土层,不同水分条件下的高寒嵩草草甸湿地土壤C/N值多小于15,这有利于高寒湿地土壤碳的积累;若尔盖嵩草草甸湿地的有机碳储量极高,常年积水区、季节性积水区和无积水区在0 ～ 400 cm土层的有机碳储量分别为64.87,71.21和76.45 kt· km-2,是中国森林、农田和草原生态系统的20 ～ 40倍;约60％的土壤有机碳储量分布在l m以下土层;整个若尔盖高原地区的高寒嵩草草甸土壤总有机碳储量约为0.245 Pg.     

北亚热带天然次生林群落演替对土壤有机碳的影响

以北亚热带受损天然次生林为研究对象,探讨了植被演替对土壤有机碳的影响。结果表明:(1)不同演替年限常绿阔叶林,土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而减少并最终趋于稳定;土壤有机碳含量均随着演替年限的增加而不断增大,增加幅度在土壤剖面上呈现波动性;演替20 a到演替40 a群落土壤中的有机碳平均含量增加了56.30%(P<0.05)。(2)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋势和土壤有机碳含量变化趋势基本一致:总体上随深度增加而减少,在60 70 cm土层出现波动;不同土壤层次土壤有机碳储量也随着演替年限增加,呈上升趋势,增加幅度在土壤剖面上也呈现出波动性,0 80 cm土层有机碳储量平均增加了56.01%。(3)该地区森林土壤碳储量总体上较低,平均为79.13 t·hm^-2,且0 40 cm土层贮存的碳量比例相对其它地区要大,达到70%以上。(4)两种演替阶段,土壤有机碳含量与全氮、水解氮、速效磷、速效钾、速效钙、速效镁离子的含量均极显著相关。因此,应该加强亚热带森林的保护,促进天然次生林的正向演替,增加森林生态系统有机碳等的截留。     

不同土地利用形式下表土有机碳含量、密度特征的研究

通过对西江流域肇庆三叉顶市区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0～20cm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±5.24 g kg-1 )> 农用地 (13.50±6.05 g 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34.81％和37.86％。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±0.88 kg m-2）>荒地（2.99±0.93 kg m-2）>农用地（2.28±1.01 kg 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;3种林分中,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）>竹林>马尾松林,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58.09%,旱地与水稻田之间无显著差异,3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,3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。     

重庆笋溪河流域土壤有机碳特征及影响因素

为了解三峡库尾地区土壤有机碳的分布特征及影响因素,基于Arc GIS水文分析模块和数字高程模型图将重庆笋溪河流域划分为6个集水区,分别采集“园、林、耕”3种土地利用方式不同土层(0～20和20～40 cm)的土壤,测定有机碳含量并估算储量,采用方差分析、相关性分析和冗余分析探究研究区土壤有机碳的空间分布特征及其与各环境因子之间的响应关系。结果表明:随土层深度增加,土壤有机碳含量和储量均呈下降趋势,不同土层土壤有机碳含量和储量存在显著差异(P<0.05)。园地、林地和耕地0～40 cm的土壤有机碳储量范围分别为16.42～76.67,15.87～74.85和26.35～81.37 t·hm^-2。在20～40 cm土层中,耕地的土壤有机碳储量显著高于园地和林地(P<0.05),表现为耕地>园地>林地。两个土层中土壤有机碳含量和储量均与土壤全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),而与其他指标的相关性不显著(P>0.05)。各环境因子对园地、林地和耕地土壤有机碳含量和储量的总解释率分别为86.50%,88.51%和86.13%,均强烈反...     

柳杉人工林皆伐后初期土壤有机碳和微生物量碳动态

本文研究了华西雨屏区柳杉人工林皆伐后1年内土壤有机碳和微生物量碳动态。结果表明:柳杉人工林皆伐林地土壤平均有机碳含量比对照(未皆伐林地)减小2.01 gC.kg-1,但差异不显著,而土壤平均有机碳储量及微生物量碳分别比对照减少20.97 tC.hm-2、6.68 mg.kg-1(P0.05);皆伐林地土壤有机碳含量及微生物量碳均随季节的变化而逐渐降低,但有机碳储量随季节的变化无明显减少趋势;皆伐林地土壤四季的有机碳含量、碳储量和微生物量碳差异不显著。皆伐对柳杉人工林土壤有机碳储量的影响主要表现在0~20 cm土层(P0.05);皆伐林地和对照在0~40 cm土层的微生物量碳和有机碳含量都表现出显著相关性(P0.05),但对照的相关性高于皆伐林地。总之,柳杉人工林转变为采伐迹地后,其初期土壤有机碳储量和微生物量碳都明显减少。     

青冈栎次生林土壤活性有机碳对间伐强度的响应

目的 探索不同间伐强度对青冈栎次生林土壤活性有机碳的响应。 方法 以湖南省天心阁林场青冈栎次生林为研究对象,于2018年设置4种间伐强度（对照：0%;弱度间伐：15%;中度间伐：30%;强度间伐：50%）,探讨不同间伐强度下4种土壤活性有机碳（土壤微生物量碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳）含量变化及其在总有机碳中的分配比例。 结果 （1）与对照样地相比,中度间伐和强度间伐显著提高了土壤总有机碳含量,弱度间伐降低了土壤总有机碳含量;（2）间伐提高了土壤微生物量碳的含量,降低了可溶性有机碳的含量,土壤颗粒有机碳和易氧化有机碳含量在不同间伐处理下的变化趋势与总有机碳一致;（3）不同间伐强度下土壤微生物量碳、可溶性有机碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳的分配比例分别为：0.23%～0.54%、0.40%～0.78%、16.54%～47.30%和6.46%～14.29%,强度间伐显著提高了微生物量碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳分配比例,降低了可溶性有机碳的分配比例,表明间伐提高了不稳定碳的比例,且颗粒有机碳对间伐处理更敏感;（4）相关性分析表明,土壤总有机碳与各活性有机碳组分间呈极显著正相关,且活性有机碳与土壤含水量和总氮含量呈正相关;土壤活性组分碳间转化依赖于总有机碳量的变化,且在一定的水分和氮素条件下易发生分解转变。 结论 不同间伐处理对土壤有机碳及其活性组分的含量有显著影响,强度间伐显著提高土壤有机碳及其活性组分的含量,加快土壤中的碳素循环。     

三种人工林的土壤碳密度动态研究

对木荷、尾叶桉、湿地松3种人工l林的土壤碳密度进行研究。结果表明：不同林分的土壤碳密度存在差异,木荷、尾叶桉、湿地松林地1999年的土壤碳密度分别为181.13t／hm^2、34.21t／hm。和100.35t／hm^2,2012年的分别为237.94t／hm^2、92.03t／hm^2和144.39t／hm^2,其大小排序为木荷林地〉湿地松林地〉尾叶桉林地,其中以乡土树种木荷林地的土壤有机碳密度最高。3种林地的土壤有机碳密度均显著增加,其中尾叶桉林地的增幅最大。     

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。     

西藏色季拉山西坡不同海拔梯度表层土壤碳氮变化特性的研究

为探讨海拔梯度变化对表层土壤(0～20 cm)全量养分的影响,以西藏色季拉山西坡的高山灌丛(AS)、杜鹃林(RF)、急尖长苞冷杉林(AGSF1-6)和林芝云杉林(PLLF)为试验对象,研究了林地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、易氧化态碳(ROC)和颗粒有机碳(POC)的变化特征.结果表明:在色季拉山西坡,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.表层土壤SOC随着海拔的升高而增大.SOC最大的是AS,为77.167 g·kg-1,PLLF最低为22.351 g·kg-1.表层土壤TN随着海拔的升高而增大.TN最大的是AS,为2.430g·kg-1,PLLF最低为0.830 g·kg-1.表层土壤C/N最大者为AGSF4,达到了43.57,最小者是PLLF为26.93.海拔和林分对土壤MBC和MBN含量具有显著的影响.随着海拔高度的降低,POC占TOC含量的比率从44.81％降至19.32％,ROC占TOC含量的比率从41.72％降至7.07％.不同林地POC和ROC含量与SOC含量具有正相关关系.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性也比较显著(p＜0.05).     

燕山北部华北落叶松人工林与杨桦天然次生林土壤碳密度的比较

为了了解人工造林过程对土壤碳储量的影响,对燕山西部山地常见的华北落叶松人工林和杨桦天然次生林土壤有机碳含量进行了研究。结果表明,华北落叶松人工林和杨桦天然次生林的土壤剖面平均有机碳含量分别为30.45g/kg和28.45g/kg,二者没有明显差异;2种林分的土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而降低,下降幅度则随深度的增加逐渐减缓,表层土壤对土壤的碳存储贡献更大。总的来看,土壤有机碳含量在深层(30cm以下)相邻土层之间差异不显著,说明深层土壤中,有机碳含量变化较小。由以上结果可以得出结论,在造林措施适当、人为干扰较少的条件下,人工林同样可以维持与天然林相近的较高的土壤碳储量。     

不同树龄橡胶林土壤微生物生物量碳的垂直分布特性

采用时空替代法,选取4,12,19,24,29 a橡胶林,研究不同树龄土壤微生物生物量碳含量的分布特征及其与有机碳含量的比值、以及与土壤养分含量的相关关系。结果表明:4,12,19,24,29 a橡胶林不同土层微生物生物量碳含量在28.87～138.71mg/kg之间,随土层深度的增加明显下降;土壤微生物生物量碳含量和有机碳的比值在0.66%～2.10%之间,土壤碳处于积累状态;土壤微生物生物量碳含量与有机碳、全氮、全磷含量有显著的相关性,相关系数R>72%。     

不同林龄鹅掌楸人工林土壤团聚体及其有机碳状况

[目的]研究鹅掌楸人工林土壤团聚体及其有机碳状况,为合理经营鹅掌楸人工林、促进林业可持续发展提供依据.[方法]以不同林龄鹅掌楸人工林(幼龄林、中龄林、成熟林)土壤为研究对象,通过野外调查和室内分析,测定各粒级土壤团聚体及其有机碳含量,分析土壤团聚体稳定性主要指标即平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD),阐明土壤...     

南亚热带不同红锥混交林土壤碳库稳定性与碳库管理指数变化

目的 研究不同类型红锥混交林土壤有机碳库及其碳库稳定性特征,以期为南亚热带不同红锥混交林碳平衡过程的评估和混交模式的筛选提供理论依据。 方法 本研究以南亚热带红锥人工纯林（HC）、红锥+湿地松人工混交林（HS）、红锥+火力楠人工混交林（HH）、红锥+米老排人工混交林(HM)为研究对象,分析不同林分类型土壤有机碳（SOC）、易氧化有机碳（EOC）、颗粒有机碳（POC）、溶解性有机碳（DOC）和微生物生物量碳（MBC）含量及碳库管理指数（CMI）的变化。 结果 4种林分类型的SOC、EOC、POC、DOC、MBC含量随着土层深度的增加而降低;SOC与EOC、POC、MBC含量呈极显著正相关（P<0.01）,且与POC的相关系数最大,不同林分间SOC含量均表现为：HM>HH>HS>HC,且0～20 cm土层与0～40 cm土层的变化一致;4种林分类型0～40 cm土层的CMI表现为：HM>HH>HC>HS,且20～40 cm土层的CMI变化与0～40 cm土层的变化一致。 结论 4种林分类型SOC、EOC、POC、DOC、MBC含量主要受林分表层土的影响,CMI主要受林分下层土的影响,POC含量与SOC关系最为密切;红锥阔叶混交林较红锥针阔混交林更能提高土壤肥力,改善土壤质地,且HM的阔叶混交模式土壤碳库质量最高,在有机碳和活性碳增加的同时也有助于惰性碳的积累及碳库的稳定性。     

Relationship between carbon stocks and tree species diversity in a humid Guinean savanna landscape in northern Sierra Leone

Global sustainable development goals include reducing greenhouse gas emissions from land-use change and maintaining biodiversity. Many studies have examined carbon stocks and tree species diversity, but few have studied the humid Guinean savanna ecosystem. This study focuses on a humid savanna landscape in northern Sierra Leone, aiming to assess carbon stocks and tree species diversity and compare their relationships in different vegetation types. We surveyed 160 sample plots (0.1 ha) in the field for tree species, aboveground carbon (AGC) and soil organic carbon (SOC). In total, 90 tree species were identified in the field. Gmelina arborea, an exotic tree species common in the foothills of the Kuru Hills Forest Reserve, and Combretum glutinosum, Pterocarpus erinaceous and Terminaria glaucescens, which are typical savanna trees, were the most common species. At landscape level, the mean AGC stock was 29.4 Mg C ha^?1 (SD 21.3) and mean topsoil (0–20 cm depth) SOC stock was 42.2 Mg C ha^?1 (SD 20.6). Mean tree species richness and Shannon index per plot were 7 (SD 4) and 1.6 (SD 0.6), respectively. Forests and woodlands had significantly higher mean AGC and tree species richness than bushland, wooded grassland or cropland (p < 0.05). In the forest and bushland, a small number of large diameter trees covered a large portion of the total AGC stocks. Furthermore, a moderate linear correlation was observed between AGC and tree species richness (r = 0.475, p < 0.001) and AGC and Shannon index (r = 0.375, p < 0.05). The correlation between AGC and SOC was weak (r = 0.17, p < 0.05). The results emphasise the role of forests and woodlands and large diameter trees in retaining AGC stocks and tree species diversity in the savanna ecosystem.     

海涂围垦区不同林分土壤活性有机碳垂直变化特征

目的 探索海涂围垦区不同林分土壤有机碳和活性碳组分的垂直分布及其影响机制,为围垦区林分土壤碳库稳定性评价和树种筛选提供科学依据。 方法 以海涂围垦区3种主要林分（美洲黑杨、水杉和银杏）为研究对象,分析0～100 cm深度土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳垂直分布特征及其与土壤理化性质和酶活性的关系。 结果 3种林分土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳含量均随土层深度增加逐渐降低,其中,0～20 cm土层水杉和美洲黑杨林分土壤有机碳含量显著高于银杏林分,20 cm以下土层3种林分之间差异较小;0～60 cm土层水杉林分微生物量碳和溶解性有机碳含量最高,其次为美洲黑杨林分,银杏林分最低,60 cm以下土层3种林分之间差异较小。土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值均随土层深度增加先增大后减小（除银杏林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳比值在各土层之间无显著差异外）,20～60 cm土层3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值较高,总体上,3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值在剖面分布差异较小。冗余分析和相关性分析表明,各林分土壤有机碳及活性碳组分与有效氮和蔗糖酶极显著正相关,与土壤pH极显著负相关。 结论 树种显著影响沿海围垦区土壤剖面活性有机碳分布,但对剖面土壤有机碳库稳定性影响较小。试验区美洲黑杨和水杉人工林土壤固碳潜力优于银杏人工林。