凋落物中次生代谢物对森林土壤可溶性氮的影响

通过外加性质不同的凋落物以及不同浓度的单宁酸,于武夷山不同海拔高度的森林土壤中进行培养,研究森林凋落物中次生代谢物对土壤可溶性氮(N)的影响。结果显示,土壤经加入凋落物处理,其可溶性N含量降低。加入杉木凋落物使红壤可溶性N含量降低12.0%～27.5%,杉木较竹叶凋落物处理降低作用显著(p0.05);对黄红壤添加不同浓度单宁酸处理显示,与对照比较,高浓度单宁酸可显著(p0.001)降低土壤可溶性N含量,降低幅度在40.6%～48.1%,而低浓度单宁酸对土壤可溶性N的影响不显著。表明植物凋落物,尤其是杉木对土壤可溶性N的影响很可能与其本身单宁酸含量差异有关,从而影响了土壤可溶性有机N和无机N的转化。     

凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响

通过野外试验,研究了凋落物输入改变对慈竹林土壤有机碳的影响。设置10%,50%和70%这3种去除凋落物量和分别添加15%,25%的绵竹、杉木凋落物处理及对照。结果发现,去除凋落后慈竹林土壤有机碳含量明显减少(p<0.05),而且去除量越大,有机碳含量减少越大。添加外源凋落物显著提高了慈竹林土壤有机碳含量(p<0.05),其中,15%的添加比例比25%更有利于土壤有机碳的积累,添加绵竹凋落物对土壤有机碳增加的效应高于添加杉木凋落物。研究表明,选择适合的树种和恰当的混交比例以及加强对凋落物层的保护,对维持慈竹林土壤有机碳具有重要的意义。     

杉木凋落物及其生物质炭对土壤原有有机碳矿化的影响

利用¹³C同位素技术和培养实验,研究不同添加量(0、10、20、30、40、50 g·kg^-1)杉木凋落物和生物质炭(Biochar,BC,350℃热解)对土壤原有有机碳(原SOC)矿化及外源碳自身分解的影响。实验进行28 d,培养温度为25℃,水分保持为60%土壤持水量(Water holding capacity,WHC)。结果表明:凋落物及BC添加显著提高了土壤总CO₂累积排放量(P<0.05),且凋落物的影响更为明显;来源于外源碳及原SOC的CO₂累积排放量均随添加量的增加而增加。培养结束时,凋落物碳(LR-C)分解率为5.71%～13.68%,生物质炭碳(BC-C)分解率仅0.34%～0.50%,凋落物和BC处理下原SOC分解率分别为对照土壤的6.42倍～13.58倍与2.06倍～3.94倍。回归分析发现,2种外源碳处理下原SOC分解率与添加量均呈极显著的线性关系(P<0.01);LR-C分解率亦随添加量的增加而增加;但BC-C分解率则与添加量呈显著的开口向上的抛物线关系(P&...     

凋落物去除对城市公园樟子松林土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响

凋落物是土壤有机质的重要来源,其数量和质量变化会影响土壤有机碳的矿化过程。城市公园中的树木落叶常被当作垃圾清理,这在导致土壤贫瘠化的同时还会影响土壤有机碳矿化及其温度敏感性,并进而对全球气候变化产生一定影响。本研究以吉林省长春市长春公园樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)林下土壤为研究对象,研究凋落物去除对土壤化学性质﹑有机碳矿化及其温度敏感性的影响。结果表明：去除凋落物后,樟子松林土壤化学性质与土壤有机碳矿化均发生变化。土壤pH值、碳氮比和电导率降低,全磷、全氮、土壤有机碳、易提取球囊霉素相关土壤蛋白和总球囊霉素相关土壤蛋白含量增加,其中全氮含量变化最明显,增加了53.1%。凋落物去除后,土壤有机碳矿化速率、土壤有机碳矿化累积CO₂排放量及土壤有机碳矿化温度敏感性系数(Q₁₀)均有所增加,并且随着温度升高增幅逐渐增大。具体表现为：与有凋落物樟子松林相比,凋落物去除后,在10℃、20℃和30℃条件下,土壤有机碳矿化速率分别增加了1.17%、8.4%和16.4%,土壤有机碳矿化累积CO_2<...     

西藏原始暗针叶林凋落物有机碳释放特征与土壤有机碳库关系研究

结合野外凋落物分解袋法和室内分析试验,对藏东南2种典型暗针叶林—急尖长苞冷杉(Abies georgei var.Smithii)和林芝云杉(Picea likiangensis var.linzhiensis)凋落物的分解和有机碳释放特征进行研究,分析了2种亚高山暗针叶林凋落物有机碳释放速率与土壤有机碳及其组分之间的关系。结果表明:藏东南2种原始暗针叶林凋落物分解均呈现出雨季分解快(4—9月)、旱季分解慢(10—翌年3月),前期分解快(3—9月)、后期分解慢(10—翌年2月)的特征,且冷杉(PLLF)分解速率大于云杉(AGSF),Olson指数衰减模型能够较好地模拟2种暗针叶林凋落物的分解,冷杉(PLLF)和云杉(AGSF)凋落物半分解时间为2.11,2.52年;分解95%时间为8.96,10.84年;2种暗针叶林凋落物中有机碳含量表现出先上升后下降,再平稳降低的趋势,而2种暗针叶林凋落物中有机碳释放速率表现出先短暂富集再释放的模式;2种暗针叶林土壤总有机碳(TOC)及其活性组分(MBC、POC、LOC)含量都具有明显的表聚性(p<0.01),且同一土壤层次内TOC、MBC、POC、LOC互相之间均呈极显著正相关关系(p<0.01);2种暗针叶林凋落物分解进程中有机碳的释放速率与表层土(0—10 cm)中TOC、MBC、POC、LOC含量、10—20 cm土层中的TOC、MBC含量以及20—40 cm土层中MBC含量之间呈现显著的正相关(p<0.05)。     

外源氮输入对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响

目前,由人类活动造成的陆地生态系统氮输入量已经远远超过了其自身的生物固氮,外源氮输入的增多已经并将继续对土壤有机碳矿化和凋落物分解产生影响。本文分析了国内外有关氮输入增多对土壤有机碳矿化和凋落物分解的影响及其机理:由于研究点环境状况不同,凋落物性质的差异和分解阶段的不同等原因,氮输入对土壤有机碳矿化的结果主要表现为抑制或促进作用;对凋落物分解的影响表现为促进、无影响和抑制三种效果,有关其作用机理还有待进一步深入研究。着重指出对于作为大气CO2"汇"的沼泽湿地,氮输入的增多能够对其碳"汇"功能产生影响,因此进行氮输入对湿地土壤有机碳矿化和凋落物分解方面的研究,对于探讨湿地碳循环对外源氮输入的响应及其机理非常重要。     

外源氮素和凋落物添加对温带森林土壤氨基糖转化特征的影响

【目的】温带森林土壤氨基糖的转化特征对外源氮素和凋落物加入的响应研究,对于温带森林土壤氮素管理和缓解氮沉降所带来的负面影响具有重要的意义。【方法】采用室内恒温恒湿模拟培养的方法,研究了外源氮素和凋落物添加条件下温带森林土壤有机层中3种微生物来源的氨基糖含量的变化特征,并利用真菌和细菌来源氨基糖的比值（氨基葡萄糖/胞壁酸）,分析了外源物质添加条件下真菌和细菌残留物对土壤氮素转化和积累的相对贡献。【结果】温带森林有机层土壤中不同微生物来源氨基糖对外源物质加入的响应不同。单施氮素以及氮素与凋落物同时添加均有利于细菌残留物胞壁酸的积累,但是单施氮素添加对真菌残留物氨基葡萄糖含量的积累没有影响,且氮素与凋落物同时添加不利于氨基葡萄糖含量的积累。氨基半乳糖对外源物质添加的响应较小。真菌残留物的稳定性高于细菌残留物,氮素与凋落同时加入时不利于土壤微生物残留物的稳定性。此外,土壤中真菌和细菌来源氨基糖的比值受到外源物质加入的影响,单施氮素以及氮素与凋落物添加降低了氨基葡萄糖/胞壁酸比值（分别降低28.3%和30.5%）,两种外源物质加入时细菌残留物对氮素转化的相对贡献大于真菌残留物。【结论】外源氮素和...     

凋落物输入对木荷林土壤微团聚体有机碳及其化学结合形态的影响

[目的]探究地上凋落物、地下根系和菌根输入对红壤恢复林地土壤微团聚体的影响,为退化地进行森林恢复后土壤功能重建和生态系统碳循环提供依据。[方法]以亚热带红壤侵蚀退化地恢复形成的典型阔叶林分木荷纯林为研究对象,设置无凋落物(CT)、菌根(M)、根系+菌根(RM)、地上+地下凋落物(LRM)和地上凋落物加倍(DLRM) 5种输入处理,对土壤微团聚体组成、有机碳及其化学结合形态进行分析。[结果]木荷恢复林土壤微团聚体质量百分比、有机碳、钙键结合态有机碳(Ca-SOC)、铁铝键结合态有机碳[Fe(Al)-SOC]和Ca-SOC/SOC在不同处理间均无显著差异(p>0.05);相对于CT,LRM处理使20～50μm和50～200μm粒级微团聚体Fe(Al)-SOC/SOC分别降低了40.06%和46.67%(p<0.05)。土壤微团聚体质量百分比、有机碳、Ca-SOC和Fe(Al)-SOC均随粒级的增大而减小,有机碳及结合态有机碳趋于在较小粒级的微团聚体颗粒组(<20μm)中富集。微团聚体Ca-SOC含量(0.55～1.28 g/kg)远低于Fe(Al)-SOC含量(6.88～...     

气候因子对森林土壤有机碳影响的幅度效应研究

揭示不同幅度上气候因子对土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)影响的主控性变化,是预测未来气候变化对SOC演变趋势影响的基础。本文利用中国西南地区363个森林土壤剖面数据,基于大区、省和地级市3个幅度,研究了气候因子对森林SOC密度的影响随幅度变化的规律及不同幅度下的主控气候因子。结果表明,年均降水量与SOC密度的相关性均随着幅度的减小而减弱,而年均气温与SOC密度的相关性随幅度变化的规律不明显,有较强的区域差异。大区幅度上,SOC密度主要受年均降水量和年均气温的综合作用。省级幅度上,西藏自治区东部主控因子为年均降水量,而四川和云南两省为年均气温。地级市幅度上,各市的主控因子基本与其所属的省一致。气候因子对SOC密度变异的解释能力在大区幅度上约20%,且随着幅度的减小解释能力也逐渐减小。     

杉木人工林凋落物添加与去除对土壤碳氮及酶活性的影响

为了解未来气候变化过程中森林生产力增加的背景下,凋落物增加如何影响土壤碳氮过程,在杉木人工林中通过模拟实验研究凋落物添加(一倍)与去除对土壤中碳氮、碳氮同位素(δ¹³C、δ¹⁵N)、微生物生物量碳氮(MBC、MBN)及酶活性的影响。结果表明:凋落物添加后土壤中氮获得酶(β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶)活性显著上升,加速对土壤中有机质的分解获取氮素;凋落物添加与去除处理对土壤碳的影响较小,土壤有机碳(SOC)与可溶性有机碳(DOC)均未发生显著变化;土壤中δ¹³C丰度与凋落物处理之间未呈现出相关规律性,而δ¹⁵N丰度在凋落物添加处理后显著上升。这些结果说明,凋落物处理对杉木林土壤中氮的影响较为敏感,对土壤碳的影响较小。因此,未来气候变化导致森林生产力提高、凋落物输入增加,可能会导致土壤中氮素的损失,迫使土壤微生物分泌更多的氮获得酶同植物竞争土壤氮,最终可能会造成土壤碳氮循环的不平衡,对整个生态系统造成严重影响。     

杉木人工林凋落物添加与去除对土壤碳氮及酶活性的影响

为了解未来气候变化过程中森林生产力增加的背景下,凋落物增加如何影响土壤碳氮过程,本研究在杉木人工林中通过模拟实验研究了凋落物添加（Litter addition）（一倍）与去除(Litter exclusion)对土壤中碳氮、碳氮同位素（δ13C、δ15N）、微生物量碳氮（MBC、MBN）、及酶活性的影响。研究结果表明,凋落物添加后导致土壤中氮获得酶（β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶）活性显著上升,加速对土壤中有机质的分解获取氮素,这可能是由于凋落物添加后导致植物细根生物量增加,增强了植物吸收氮素的能力,从而使土壤中可溶性有机氮（DON）、铵态氮、硝态氮含量下降,迫使微生物分泌更多的氮获得酶去获取氮素;凋落物添加与去除处理对土壤碳的影响较小,土壤中SOC、DOC均未发生显著变化;土壤中δ13C丰度与凋落物处理之间未呈现出相关规律性,而δ15N丰度在凋落物添加处理后显著上升。这些结果说明,凋落物处理对杉木林土壤中氮的影响较为敏感,对土壤碳的影响较小。因此,未来气候变化导致森林生产力提高、凋落物输入增加,可能会导致土壤中氮素的损失,迫使土壤微生物分泌更多的氮获得酶同植物竞争土壤氮,最终可能会造成土壤碳氮循环的不平衡,对整个生态系统造成严重影响。     

间伐和去除凋落物对马尾松林细根生产力和土壤有机碳含量的影响

Soils play a critical role in the global carbon cycle, and can be major source or sink of CO₂ depending upon land use, vegetation type and soil management practices. Fine roots are important component of a forest ecosystem in terms of water and nutrient uptake. In this study the effects of thinning and litter fall removal on fine root production and soil organic carbon content were examined in 20-year-old Masson pine (Pinus resinosa) plantations in Huitong, Hunan Province of China in the growing seasons of 2004 and 2005. The results showed that fine root production was significantly lower in the thinning plots than in the control plots, with a decrease of 58% and 14% in 2004 and 2005 growing seasons, respectively. Litter fall removal significantly increased fine root production by 14% in 2004. Soil temperature (T_soil) and soil moisture (M_soil) were higher in the thinning plots than those in the controls. Litter fall removal had significant effiects on T_soil and M_soil. Soil organic carbon content was higher in the thinning plots but was lower in the plots with litter fall removal compared with that in the controls. Our results also indicated that annual production of fine roots resulted in small carbon accumulation in the upper layers of the soil, and removal of tree by thinning resulted in a significant increase of carbon storage in Masson pine plantations.     

耕作措施对土壤有机碳和活性有机碳的影响

以5年的不同耕作措施处理的长期试验为基础,研究了不同耕作措施对土壤总有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳的影响.试验结果显示,秸秆还田、免耕覆盖、浅旋耕和常规耕作等不同耕作措施对0～40 cm土壤有机碳有显著影响,而对40 cm以下土层土壤有机碳的影响较小.免耕覆盖处理可以提高0～10 cm土层有机碳含量,但10～40 cm土层有机碳含量低于秸秆还田和常规耕作处理.与浅旋耕和常规耕作相比,连续5年秸秆还田和免耕覆盖可显著提高0～100 cm土壤有机碳储量.同时,不同耕作措施也影响活性有机碳含量,在0～5 cm土层中,免耕覆盖处理的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量最高,其次为秸秆还田、浅旋耕和常规耕作处理.与常规耕作处理相比,秸秆还田处理 20～40 cm土层的颗粒有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量分别提高了7.3%～121.8%、31.8%～49.3%和44.2%～84.6%.     

尕海湿地不同植被退化阶段凋落物分解及其有机碳动态

以甘南尕海湿地不同植被退化阶段的泥炭沼泽和沼泽化草甸为研究对象,通过2013,2014两年凋落物试验分析,研究了不同植被退化过程中凋落物的分解速率及有机碳动态变化特征。结果表明:随着植被退化演替,凋落物有机碳浓度、碳绝对含量和分解速率显著下降(p0.05)。分解速率从6—9月随时间变化均呈现下降趋势,相应的分解速率在0.001 3~0.009/d之间,分解速率最大的为2013年泥炭沼泽未退化PI(0.009/d),最小为2014年沼泽化草甸中度退化SⅢ(0.001 3/d)。泥炭沼泽凋落物中有机碳平均浓度未退化PI(515.07g/kg)退化PⅡ(489.62g/kg),沼泽化草甸凋落物有机碳平均浓度未退化SI(541.26g/kg)轻度退化SⅡ(488.28g/kg)中度退化SⅢ(456.01g/kg),且两年的凋落物碳绝对含量均减小,即发生净释放;凋落物分解速率及有机碳浓度、碳绝对含量都随植被退化加深而减小。     

江西九江地区森林土壤有机碳含量及其影响因素

为阐明地处亚热带北缘的九江地区森林土壤有机碳水平及其主要影响因素,在庐山南、北坡分别选择6个和5个不同海拔点的典型植被群落,并在九江市丘陵分别选择7种典型林分,分层采集土样,测定了有机碳含量。结果表明:北坡森林表层土壤(0~20 cm)有机碳含量处于18.47~33.92 g kg-1之间,南坡为19.59~34.43 g kg-1。在0~20 cm土层,油茶林有机碳含量(17.69±0.85 g kg-1)最低,针阔混交林最高(27.64±0.57 g kg-1);在20~40 cm土层,毛竹林有机碳含量(14.08±1.21 g kg-1)最低,针阔混交林最高(20.19±0.40 g kg-1)。海拔、海拔与坡向的交互作用和植被类型显著影响着森林土壤有机碳,坡向没有关系。     

四川盆地森林土壤的有机碳储量及其空间分布特征

根据朱鹏飞和李德融编著的<四川森林土壤>(1989)一书中四川盆地152个森林土壤剖面数据,估算了该地区森林土壤有机碳密度及储量,并分析气候因素和地形对有机碳密度的影响.四川盆地森林土壤平均有机碳密度为(35.492±21.099)kg/m2,变异系数为59.45%,整个盆地森林土壤有机碳储最约为6.744×1015g;其中亚高山草甸草原土有机碳密度最高,为118.477 kg/m2,最低的是草类-马尾松林林下黄壤,为3.145 kg/m2;不同林型下土壤的有机碳含量差异较大.森林土壤有机碳的贮存受到温度、降水和海拔的影响,年均温度与有机碳密度呈极显著的负相关关系,海拔与有机碳密度呈极显著的正相关关系,温度是影响四川盆地森林土壤有机碳密度的关键因子.在年均降雨量400～800 mm和年均温度0～4℃,可形成有机碳密度的高值区,其有机碳密度可达80 kg/m2 ; 在年平均温度为14～16℃,降水1 400～1 00 mm,可形成有机碳密度的低值区,其有机碳密度20kg/m2.     

低温季节西南亚高山森林土壤轻组分有机碳动态

轻组分有机碳(LFOC)易受短期土地利用方式和环境变化的影响而被用作土壤有机碳短期环境效应的特征指标。通过西南亚高山均质化土壤在不同覆盖情形(裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪Control)下低温季节原位培养,对0~10 cm和10~20 cm深度LFOC影响的动态分析,结果发现:西南亚高山土壤LFOC平均占该土层总有机碳比例为15.5%;经过一个低温季节,不同处理下的LFOC比例变幅介于13.6%~21.1%;土壤0~10 cm和10~20 cm的LFOC在低温季节波动剧烈且含量高,甚至高于生长季节初期和末期,显示亚高山森林土壤碳动态在低温季节仍然极活跃;0~10 cm土壤中在低温季节凋落物覆雪处理土壤LFOC最低,而其余3个处理裸土除雪、裸土覆雪、凋落物除雪处理下LFOC含量和波动幅度均高于凋落物覆雪处理,表明土壤表面的凋落物和积雪覆盖及其组合显著影响0~10 cm土壤LFOC动态和含量;10~20cm土层LFOC时间动态也存在处理效应,显示地表覆盖同样影响下层土壤的LFOC过程;效应分析显示凋落物、积雪、采样时间、土壤深度及其交互作用对土壤LFOC含量的主效应和交互作用达到显著水平,特别是凋落物和积雪同时存在时抑制土壤LFOC形成而有助于维持土壤有机碳的稳定,而凋落物和/或积雪的消失均导致低温季节土壤LFOC升高。因此,在西南亚高山低温季节地表凋落物和积雪覆盖及其组合变化,将会影响亚高山森林土壤碳的库容量和稳定性。     

生物质炭对茂兰喀斯特森林土壤呼吸与有机碳的影响

以贵州茂兰喀斯特国家自然保护区原始森林中的优势种青冈（Cyclobalanopsis glauca）凋落物（L）和对应的森林土壤（S）为研究对象,在两种不同温度（400 ℃、600 ℃）下将凋落物制成生物炭（BC400、BC600）,添加到土壤中进行室内培养。通过对培养过程中土壤呼吸、土壤有机碳、碳氮比、pH等进行动态监测,分析青冈凋落物与其生物炭特性对森林土壤呼吸和有机碳含量等变化的影响。结果表明：在添加量为12.5 g/kg的条件下,25 ℃培养180 d后,与对照组相比,3组添加不同物质的处理S+L、S+BC400、S+BC600中碳的净释放量分别增加了34.98 %、42.45 %、9.83 %,青冈凋落物与其生物炭的添加均对土壤呼吸起到了明显的促进作用（p < 0.05）;对培养前后土壤有机碳含量对比发现,低温生物炭（BC400）的添加促进了微生物对土壤有机碳的转化,而高温生物炭（BC600）作用相反,从短期来看,具有一定的固碳作用,为生物炭在喀斯特森林土壤碳固定应用方面提供了参考依据。     

植物凋落物分解对土壤有机碳稳定性影响的研究进展

凋落物是植物向土壤输入有机碳的主要途径,源于凋落物的碳一部分以CO₂的形式散失到大气,另一部分以有机碳的形式输入到土壤中,在土壤微生物的作用下经过一系列的周转参与稳定有机质的形成。但土壤作为“黑箱”,凋落物向土壤有机碳转移的过程和作用机理仍不明确。结合国内外该研究领域的主要成果,简要介绍了植物凋落物分解的研究方法、土壤有机碳组分及土壤有机碳稳定性,并从植物凋落物分解对土壤有机碳及其组分、土壤呼吸和激发效应、土壤微生物群落结构及酶活性的影响以及植物-土壤-微生物相互作用过程对有机碳稳定性的影响等方面进行概述,厘清植物凋落物分解与土壤稳定有机碳形成的关系,并提出了未来该领域亟待关注的研究方向和研究内容。     

大兴安岭北部森林土壤微生物量碳和水溶性有机碳特征研究

为揭示大兴安岭北部不同森林类型土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化特征,选择大兴安岭北部典型植被类型白桦林、山杨林、兴安落叶松林、樟子松林和白桦-山杨林为研究对象,分析不同月份及不同土层间土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化规律。结果表明:大兴安岭北部5种主要森林类型0~32 cm土壤微生物量碳和水溶性有机碳含量波动范围分别为220.40~909.54 mg kg-1和21.22~211.93 mg kg-1,不同林型之间差异显著,微生物量碳表现出阔叶林大于针叶林的趋势,水溶性有机碳则表现为落叶松林白桦-山杨林山杨林白桦林樟子松林。5种森林类型微生物量碳和水溶性有机碳有着明显的季节动态,微生物量碳总体表现为在6月或10月达到较高值,在7~9月出现较低值。水溶性有机碳总体表现为在6、8、10月的含量较高,7月和9月较低。两种活性碳均表现为随土壤深度的加深而逐渐降低。不同林型各月份微生物量碳和水溶性有机碳占总有机碳的比例范围分别为0.64%~7.60%和0.08%~0.67%,微生物量碳分配比例随土壤深度加深表现出上升趋势,水溶性有机碳则波动性较大。土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和总有机碳与两种活性碳的相关关系均达极显著水平(P0.01),表明这些指标可以对活性碳预测起到指示性作用。