采伐方式对森林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率的影响

[目的 ]为探明不同采伐方式下森林土壤氮素的释放和保存能力，揭示采伐对森林土壤氮素循环的影响。[方法 ]本研究通过室内培养试验，采用15N同位素成对标记技术和FLUAZ数值优化模型研究了择伐和皆伐方式下寒温带阔叶混交林土壤氮初级转化速率和净氮转化速率特征。[结果 ]保留带处理土壤氮初级矿化速率、净氮矿化速率、氮初级固定速率、初级硝化速率和净硝化速率分别为4.16、1.86、2.32、0.368和0.343mg·kg^-1·d^-1。与保留带处理相比，择伐和皆伐处理土壤氮初级矿化速率分别显著降低了32.2%和61.8%，净氮矿化速率分别显著降低了43.1%和61.5%，氮初级固定速率分别显著降低了23.3%和63.4%。择伐对土壤初级硝化速率和净硝化速率没有显著影响，但皆伐处理土壤初级硝化速率和净硝化速率分别显著降低了23.6%和33.3%。相关分析结果表明，土壤有机碳和水溶性有机碳含量的变化是影响氮初级矿化速率和初级固定速率的主要因素，p H是影响硝化速率的主要因素。[结论 ]皆伐后土壤铵态氮固定速率的下降程度大于初级硝化速率，导致gn/ia和N...     

添加葡萄糖对杉木人工林土壤氮素转化及净矿化和硝化的影响

以亚热带杉木人工林为研究对象,研究添加葡萄糖(C量水平分别是0,100,300,1 000,2 000,5 000 mg·kg-1)对土壤氮含量、氮素矿化和硝化的影响。结果表明,葡萄糖添加降低土壤无机氮含量和比例,硝态氮的降低幅度大于铵态氮;但是没有降低可溶性有机氮(SON)和pH值,甚至提高SON的比例。添加葡萄糖降低氮素净矿化和硝化速率,氮素矿化作用受到抑制。结果显示,随着葡萄糖添加,亲水性氮所占比例显著降低,这与氮的固持和转化有关,导致SON比例增加;分析表明,硝态氮和可溶性有机氮在提取液全氮中所占比例成显著的线性负相关关系(R2=0.902)。研究发现,1 000 mg·kg-1的葡萄糖C添加量可能是影响杉木人工林土壤氮素转化的分界点。     

广元市碗厂沟不同林地类型土壤氮素动态变化分析

对广元市碗厂沟湿地松、刺槐混交林3种林型的氮素特征进行了比较分析,结果表明:不同林型土壤全氮、水解性氮、铵态氮剖面特征随着土层的加深含量逐渐减少,硝态氮受多种因素的影响,其变化没有一定的规律性;3种林型虽然各氮素上下层的差异较大,但都表现为刺槐林>混交林>湿地松林>。3种林型的氮素在不同深度时间上的变化趋势各不相同,一年中全氮以3月含量最高,6最低;水解氮是6月含量最高,12月最低;铵态氮以12月最高,9月最低;硝态氮在一年中变化复杂,且各林型变化不一。3种林型相比较,全氮、水解性氮、按态氮总含量由大到小的顺序为:刺槐林>混交林>湿地松林;各林分硝态氮总含量的大小顺序为:混交林>刺槐林>湿地松林。     

外源有机物与温度耦合作用对红松阔叶混交林土壤有机碳的激发效应

[目的]探讨添加不同比例外源有机物与温度对森林土壤有机碳矿化的影响,以期进一步认识二者与土壤有机碳的生态联系。[方法]将凉水国家级自然保护区红松阔叶混交林试验样地内收集的红松枯叶、椴树和枫桦枯叶(阔叶枯叶)作为外源有机物,通过实验室培养法,在恒温箱内模拟了红松枯叶和不同添加比例的阔叶枯叶在不同培养温度(25、30、35℃)和培养时间(5、10、20、35、60、90 d)的矿化过程,利用碱液吸收法测定了不同处理土壤CO_2的释放量,计算了其有机碳矿化速率和累积矿化量,分析了其对土壤有机碳的激发效应。[结果]培养温度为25、35℃时,混合添加阔叶枯叶的激发效应优于红松枯叶的激发效应。培养温度为30℃时,添加红松枯叶的激发效应优于阔叶枯叶的激发效应。3个培养温度下,添加枯叶对土壤矿化过程具有显著的促进作用(P0.05)。培养温度为30℃时,添加外源有机物对土壤有机碳的激发效应最优。[结论]红松阔叶混交林土壤有机碳的激发效应受添加外源有机物的种类、培养温度以及培养时间等许多因素的影响。     

不同林型天然红松混交林林隙大小和枯叶分解对土壤微生物碳的影响

[目的]分析凉水国家级自然保护区不同林型天然红松混交林林隙大小、凋落物放置位置和采样时间对土壤微生物碳(SMBC)的影响,揭示影响本地区SMBC变化的因素,为天然红松混交林生态系统碳循环的研究提供基础数据。[方法]在天然红松混交林3种林型的大、中、小林隙内不同位置的土壤表层放置装有红松、椴树、枫桦枯叶的分解袋,并以各自的郁闭林分为对照,在2012年植物生长季的6—9月,每月采集枯叶分解袋下0 10 cm土层土样,采用氯仿熏蒸-K2SO4浸提法测定SMBC。[结果]在椴树红松混交林(TP)内,林隙大小对SMBC的影响依次为小林隙大林隙中林隙;在云冷杉红松混交林(PAP)内,依次为中林隙大林隙小林隙;在枫桦红松混交林(BP)内,依次为大林隙中林隙小林隙。3种林型下,采样时间(月份)对SMBC均有显著的影响(P0.05);林隙大小对其影响均不显著(P0.05);枯叶分解袋放置位置对大、中、小林隙内SMBC的影响均不显著(P0.05)。[结论]不同林型下林隙大小对SMBC的影响排列顺序不同;枯叶分解袋放置位置对天然红松混交林3种林型大、中和小林隙内SMBC的影响均未达到显著水平。     

辽东山区水源涵养林枯落物持水特性的研究

选择位于辽东山区苏子河上游赵家林场的白榆+水曲柳天然次生混交林、蒙古栎天然次生林、红松人工纯林、落叶松人工纯林等4种典型的水源涵养林为研究对象,研究了水源涵养林枯落物的持水特性。结果表明:枯落物总最大持水量从大到小依次为红松人工纯林、落叶松人工纯林、蒙古栎天然次生林、白榆+水曲柳天然次生混交林。总体最大持水率从大到小依次为落叶松人工纯林、白榆+水曲柳天然次生混交林、红松人工纯林、蒙古栎天然次生林。吸水速度最快的为红松人工纯林和落叶松人工纯林,最慢的为白榆+水曲柳天然次生混交林。针叶林林下枯落物平均吸水速度大于针阔混交林和阔叶林。     

马来西亚土壤天然有机态氮的矿化作用

对20种普通胶园土壤实验室培养的试验结果表明,天然有机态氮产生硝态氮的矿化作用有两种明显不同的模式。由Batu Anam、Segamat、Jerangau、Bungor、Durian、Malacca、Briah和Selangor八种土系组成的土组中,当土壤培养延长至12周,从土壤天然有机态氮中释放出的矿质氮主要是铵态氮,硝态氮很少,甚至没有。其余试验的土壤,开起时产生铵态氮,这些累积的铵态氮逐渐转化成硝态氮。可以认为,这些土壤由于缺乏自养硝化细菌,氮的硝化作用主要由异养微生物实现的。 土壤经培养12周之后,每克土壤矿化20—100微克氮,占全氮的2.9—6.4％。天然土壤有机态氮的矿化量,与土壤含沙百分率、全氮矿化百分率和有机碳显著相关,而与全磷、粘土和全氮极显著相关。     

自然侵入阔叶树对琉球松人工林碳素及氮素动态的影响

对日本冲绳岛北部相同土壤条件下的琉球松纯林及其混交林的土壤氮素及有机碳素、地表凋落物量、枯枝落叶量以及土壤氮素矿化速率进行了比较研究。结果表明 ,琉球松纯林的地表凋落物层氮、碳平均贮量分别为133kg·hm- 2 和 7199kg·hm- 2 ,混交林则分别为 10 5kg·hm- 2 和 6 14 3kg·hm- 2 。然而 ,混交林地表 10cm矿质土层的氮、碳贮量则显著高于纯林 ,氮素比纯林多 4 93kg·hm- 2 ,碳素多 5 5 5 4kg·hm- 2 。在 30d的实验室培养实验中 ,混交林表层土壤的氮素矿化速率高于纯林 18% ;而且 ,混交林的落叶和土壤的碳氮比值亦明显低于松纯林。混交林土壤的年平均矿化氮素 (NH4 NO3- )浓度高于纯林 2 2 %。与松纯林相比 ,混交林通过枯枝落叶年平均氮素归还量多 4 3 7kg·hm- 2 ,碳素归还量多 16 5 5kg·hm- 2 。混交林具有较高的氮素归还量 ,主要是混交林的针叶含氮含量较高以及大量的高含氮量的阔叶落叶所致。上述结果充分说明针阔混交导致了林分氮素循环的变化。     

林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及硝化-反硝化作用的影响

为探讨林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态和硝化作用、反硝化作用的影响,选择了覆盖11、3、5 a和不覆盖(CK)4种处理的雷竹林,测定0 20 cm土层土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量,并采用气压过程分离系统(BaPS)测定土壤总硝化速率和反硝化速率。结果表明:随着覆盖年限的增加,试验雷竹林0 20 cm土层土壤全氮含量总体呈增加趋势,覆盖雷竹林全氮含量显著高于CK;土壤铵态氮和硝态氮含量均呈倒"N"型变化,覆盖3 a雷竹林的铵态氮和硝态氮含量最高;土壤铵硝比递增,覆盖3 a后显著提高,覆盖5 a后铵态氮是雷竹林土壤无机氮库的主要存在形式;土壤总硝化速率呈下降趋势,总体上与不同形态氮素含量、铵硝比相关性不显著,且相关性强度随覆盖经营年限的增加而减弱。土壤反硝化速率在覆盖3 a及以下年限时基本为0,覆盖5 a时显著提高,达69.53 μg·kg^-1·h^-1。研究表明,林地覆盖经营对雷竹林土壤氮素形态及组分比例的影响较明显,削弱了土壤硝化作用,土壤氮素不是限制硝化作用进行的主要因子,长期覆盖经营会显著提高土壤反硝化作用,增大土壤氮素的损失。在实际生产中建议采用休闲式覆盖方式,连续覆盖时间不超过3 a。     

小兴安岭地区主要森林类型土壤理化性状特征的研究

以小兴安岭地区阔叶红松林、蒙古栎和白桦次生林三种森林类型林下土壤为研究对象,通过分析三种林型土壤的含水率、容重、孔隙度、土壤化学性质可以看出,随着土壤深度的增加,土壤的含水率、容重、孔隙度均有所降低;位于土壤深度在0～20cm的腐殖土层营养元素氮、磷、钾的含量高于土壤深度为20～40cm的土壤层。另外,红松阔叶混交林土壤各种营养元素氮、磷、钾等含量高于白桦次生林、蒙古栎林。     

西南酸雨区重庆缙云山常绿阔叶林土壤氮矿化特征

【目的】探讨重庆缙云山2012—2014年土壤矿质氮(铵态氮和硝态氮)变化规律、输入来源与氮矿化特征,明确土壤氮矿化的驱动因素,以期为深入研究该地区土壤养分循环提供理论依据。【方法】在重庆缙云山选择能代表中亚热带森林生态系统的常绿阔叶林,设置1块20 m×20 m样地,内部布设5个4 m×4 m样方,于2012—2014年每年4—9月每月月末,采集上、中、下层(0~15,15~30和30~60 cm)土壤样品,同步观测样地内土壤呼吸速率,并收集穿透雨与干流;在实验室内测定土壤铵态氮(NH4^+-N)、硝态氮(NO3^--N)和全氮(TN)含量;并用原位培养法测定土壤氮素矿化速率。【结果】土壤铵态氮和硝态氮含量在年际、月际(除2012年铵态氮含量)及各土层间均差异显著(P<0.05),4—9月土壤铵态氮和硝态氮含量均呈递增趋势,上层土壤的铵态氮与硝态氮含量均表现为2013年>2012年>2014年,各土层间铵态氮含量表现为中层>下层>上层,硝态氮含量表现为随土层加深而递减趋势;土壤氨化速率和硝化速率的月际变化为单峰或先升后降再上升的趋势,年际变化均表现为2013年>2014年>2012年;土壤铵态氮含量与硝态氮含量在各土层间极显著(P<0.05)或显著(P<0.01)正相关,但与穿透雨和干流输入量相关性不显著;土壤氨化速率与硝化速率均与土壤呼吸速率极显著(P<0.01)正相关,而与土壤pH值极显著(P<0.01)负相关;土壤呼吸速率大于4μmol·m^-2 s^-1时,土壤氨化速率和硝化速率明显随pH上升而下降,土壤呼吸速率小于4μmol·m^-2 s^-1且土壤pH值为3.70~3.75时,氨化速率与硝化速率开始出现小幅上升,之后下降。【结论】重庆缙云山常绿阔叶林土壤矿质氮含量具有年际、月际及土层间差异;土壤矿质氮含量受穿透雨和干流氮(包括铵态氮和硝态氮)输入量的影响较小,而与相邻土层氮含量相关更紧密;土壤pH值升高对土壤的氨化和硝化速率有抑制作用,且其抑制作用大小随土壤呼吸速率大小不同而变。     

辽东山区原始红松混交林土壤有机碳及其影响因素研究

以辽东山区原始红松混交林为研究对象,对比分析了不同树种组成下原始红松混交林土壤有机碳含量的差异,研究了土壤有机碳与土壤属性因子和植被覆盖因子的相关关系,并研究了土壤碳密度的分布规律。结果显示,3种原始红松混交林土壤有机碳含量均随着剖面深度的增加而降低;0~10 cm土层深度土壤有机碳含量为红松阔叶林阔叶红松林针阔混交林,表层土壤有机碳主要来源于枯落物层的分解,表层土壤有机碳的特征表明原始红松混交林树种构成不同,潜在地影响着生态系统内的碳循环。对土壤属性因子而言,碳氮比与有机碳含量呈极显著的正相关关系,而容重、pH值呈显著的负相关关系;对植被覆盖因子而言,枯落物有机碳、全氮、碳氮比与土壤有机碳含量则无相关关系;0~100 cm深度内红松阔叶林的土壤碳密度最大,为181.4 t/hm2,针阔混交林次之,为180.56 t/hm2,阔叶红松林最小,为150.78 t/hm2,且接近70%的土壤碳储存集中在40 cm以上的土层内。旨在为揭示原始红松混交林对土壤有机碳的影响因素和探索我国原始红松混交林土壤碳分布格局提供科学依据。     

不同土地利用类型对土壤氮素的影响

选取林地、园地和耕地3种土地利用类型,分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明:0～15 cm土层中,矿化氮含量为:林地>园地>耕地;土壤表层(0～5 cm)硝态氮含量林地最高,显著高于园地和耕地,而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的,林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著(P<0.05)。在林地和园地0～5 cm土层中,硝态氮含量显著高于10～15 cm土层,而耕地中硝态氮含量无显著差异,其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。3种土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0～10 cm土层中。     

长白山森林生态系统土壤氮矿化时空动态特征

通过对土壤温度的定位观测(土壤深度5cm处)及分析,长白山北坡3种不同林型土壤氮矿化速率表现为季节动态变化,与土壤温度季节动态变化比较相似。在不同月份氮矿化速率存在较大差异。在7、8月份时,氮矿化速率最大且红松云冷杉林土壤氮矿化速率明显高于阔叶红松林和岳桦云冷杉林。而在11、12、1～3月份之间氮矿化速率比较低且变化比较平稳。主要是因为温度对氮矿化速率起限制作用。就不同林型而言,阔叶红松林土壤年氮矿化量是44.13kg/hm2.a为最高,其次是红松云冷杉林31.3kg/hm2.a和岳桦云冷杉林25.73kg/hm2.a。因此阔叶红松林土壤供氮潜力更大。     

增温和氮添加对中亚热带杉木人工林土壤氮矿化和N2O排放的影响

[目的]研究增温和氮沉降对中亚热带森林土壤氮矿化和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,以期深入认识全球变化背景下中亚热带森林土壤氮循环过程。[方法]选取经过野外增温和氮添加处理的中亚热带杉木人工林土壤,将野外非增温处理和增温处理的土壤置于不同温度(20、25℃)培养箱中,同时对野外氮添加处理的土壤继续添加不同梯度的氮素(0.1、0.2 g·kg^-1,以干土计),进行为期28 d的室内培养,研究增温和氮添加对土壤氮矿化和N₂O排放的影响。[结果]与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理增加了土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量,且氮添加水平越高增加越明显,增温处理增加不显著。与对照相比,培养28 d后增温处理的土壤净铵化速率、净硝化速率和净氮矿化速率变化不显著,低氮、增温+低氮显著增加土壤净硝化速率,而高氮、增温+高氮显著降低土壤净氮矿化速率。与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理总体降低土壤N₂O排放速率,土壤N₂O累积排放量也显著降低(P<0.05),其中,单独增温、低氮、高氮、增温...     

凉水国家自然保护区不同林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物群落组成和多样性分析

【目的】分析凉水国家级自然保护区内的3种原始红松林(云冷杉红松林、椴树红松林和枫桦红松林)、红松人工林和红松天然次生林5种林型的土壤nosZ型反硝化微生物的群落组成和多样性特征,为全面了解不同林型红松林土壤的反硝化潜势和氮循环过程提供数据支持。【方法】以选取的5种林型红松林林下土壤为研究对象,以反硝化过程中的关键酶——氧化亚氮还原酶的编码基因nosZ为标记基因,采用高通量测序和生物信息学分析技术进行研究。【结果】从5种林型红松林15个土壤样品中一共得到nosZ基因631 878条有效序列,579 871条优质序列,长度分布在178~383 bp之间,主要分布在260 bp。5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物主要门类为变形菌门和拟杆菌门,核心属为伯霍尔德杆菌属、黄杆菌属、慢生根瘤菌属、假单胞菌属、Dechloromonas属、芽单胞菌属、无色杆菌属和中华根瘤菌属。nosZ型反硝化微生物α多样性分析显示:除枫桦红松林的Shannon和Simpson指数显著高于红松天然次生林外,5种林型红松林之间土壤nosZ型反硝化菌群的4种α多样性指数(Shannon、Chao1、ACE和Simpson指数)差异不显著。β多样性分析显示:5种林型土壤nosZ型反硝化微生物群落组成差异显著(R=0.387,P=0.006),但3种原始红松林之间差异不显著。土壤铵氮和全氮含量是显著影响nosZ型反硝化微生物群落的主要因子(P﹤0.05)。【结论】5种林型红松林土壤nosZ型反硝化微生物多数α多样性指数无显著差异,但β多样性差异显著,引起不同林型之间nosZ型反硝化微生物组成和丰度的主要环境因子是土壤铵氮和全氮含量。     

广东罗浮山省级自然保护区不同林型土壤有机碳分布特征及碳储量研究

森林土壤有机碳分布及碳储量特征是研究森林生态系统碳循环的基础。采用不同林型土壤样品室内分析方法,研究了罗浮山5种不同林型土壤中有机碳、碳储量分布特征及其与其他土壤理化性状关系。结果表明:保护区的土壤有机碳储量随海拔高度增加而降低,其中,华润楠-密花树常绿阔叶林的土壤有机碳储量最高,马尾松+木荷针阔混交林、黄樟+华润楠+青冈常绿阔叶林的土壤有机碳储量最低;各林型土壤有机碳与土壤容重、土壤的pH值呈显著负相关,与全氮、全磷呈显著正相关。     

喀斯特区不同植被恢复措施土壤质量评价

[目的]本研究旨在评价滇东南喀斯特区不同植被恢复措施的土壤质量,以期为石漠化治理和植被生态恢复提供依据。[方法]以云南省建水县不同植被恢复措施为研究对象,基于聚类分析及主成分分析法建立最小数据集,利用全量及最小数据集土壤质量指数进行土壤质量评价。[结果]显示：（1）不同植被恢复措施的土壤理化性质差异显著（p<0.05）,随土层深度增加而降低（土壤密度除外）;车桑子灌木林有机碳、速效钾含量显著高于其他恢复措施;云南松针叶林总孔隙度及速效钾含量低于其他恢复措施。（2）基于主成分分析法的最小数据集适合作为喀斯特区最小数据集提取方法;最小数据集由有机碳、全氮、氨态氮、总孔隙度、非毛管孔隙度、全镁组成。（3）5种恢复措施土壤质量排序为：马尾松针叶林>车桑子灌木林>天然次生林>直杆蓝桉阔叶林>云南松针叶林。[结论]喀斯特区进行人工林恢复时可优先选择马尾松针叶林进行种植。     

大兴安岭北部主要树种生长季根际土壤氮素含量特征

为了探讨大兴安岭地区主要树种(樟子松、兴安落叶松、白桦和山杨)根际土壤氮素的富集程度和差异性,选用抖落法采集根际和非根际土壤样品,对其全氮、铵态氮与硝态氮含量特征进行研究。结果表明:1)4个树种根际土壤全氮含量5—10月波动在1.22～5.43 g·kg-1之间,最大值均在5月;根际土壤铵态氮和硝态氮分别波动在22.41～53.75 mg·kg-1和0.79～2.06 mg·kg-1之间,含量均在7、8月较低,且兴安落叶松根际土壤月平均铵态氮和硝态氮含量均为最高。2)研究区无机氮素以铵态氮为主,占95%以上;根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量均显著(P <0.05)高于非根际土壤,分别高出101.77%、29.26%和9.07%;兴安落叶松根际土壤全氮富集率达101.25%,铵态氮、硝态氮富集率均最高为39.37%和15.34%;樟子松根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮富集率分别为95.98%、34.86%和7.84%;白桦全氮的富集率最高为125.73%,铵态氮、硝态氮富集率为30.30%和7.31%;山杨根际土壤氮素富集率最小。3)根际土壤铵态氮与全氮、硝态氮均呈极显著正相关,而全氮与硝态氮之间相关性不显著。4)4个树种根际土壤对氮素养分含量均具有明显的正根际效应,其中针叶树种对无机氮素的富集能力强于阔叶树种,且兴安落叶松对氮素的富集能力最强。因此,在森林经营和调整林分结构时可适当调整兴安落叶松树种比例,以提高森林生产力。     

基于Meta-analysis的土壤氮素对采伐的响应研究

[目的]研究采伐影响下土壤氮素的变化规律,探究森林合理的采伐强度,维持森林资源的可持续性。[方法]通过Review Manager 5.3软件,以标准化均数差(SMD)作为衡量效应尺度的统计学指标,对搜集到的1983—2017年初有关采伐对土壤氮素影响的31篇文献数据进行了Meta分析。[结果]采伐可有效降低土壤全氮含量[SMD=-0.55(95%CI,-1.04-0.07)0],显著增加土壤铵态氮和硝态氮含量[SMD=0.99(95%CI,0.51 1.47)0;SMD=2.34(95%CI,0.49 4.19)0],而对土壤水解性氮含量影响不明显[SMD=-0.30(95%CI,-1.060.47)]。土壤氮素变化因采伐强度不同而异,皆伐对其影响较大。[结论]森林采伐时,在相同林型研究成果的基础上,合理控制采伐强度,减少高强度择伐,积极推广低强度择伐,避免皆伐。