内蒙古典型草原土壤有机碳与土壤理化性质的关系

该文以内蒙古典型草原为研究对象,通过野外调查取样与实验室测定等方法,分析了表层土壤有机碳与土壤理化性质的相关性。结果表明:土壤有机碳与土壤全氮和土壤含水量呈显著线性正相关(P0.01),而与土壤容重呈显著线性负相关关系(P0.01);土壤全氮与土壤容重呈显著线性负相关关系(P0.01),与土壤含水量呈显著线性正相关关系(P0.01)。说明草地生态系统内部的各养分是相互联系、相互作用的有机整体。     

山西太岳山油松林土壤质量与有机碳稳定性随林龄的演变特征

  目的  通过分析土壤质量和有机碳稳定性随林龄的变化特征,为合理评估森林生态系统功能的恢复进程提供理论支撑。  方法  选取山西太岳山区域4种林龄（20年、40年、80年和110年生）的油松林,分析其表层土壤的有机碳及其组分、黏粒含量、根系生物量和土壤酶活性等理化指标,以有机碳与黏粒含量的比例表征土壤的物理质量,以惰性有机碳与活性有机碳含量的比值表征土壤有机碳的稳定性。  结果  土壤的水分含量、土壤酶活性、铁铝氧化物含量都随着林龄的增长呈现增大趋势;土壤质量和有机碳稳定性都随着林龄的增长而增大,在0 ~ 10 cm土层,以40年生林地的土壤质量最低,为0.12,110年生林地的最高,为0.40,有机碳稳定也是在40年生林地最低,为2.69,110年生林地最高,为6.72,土壤质量与有机碳稳定性间存在极显著正相关关系。  结论  络合态铁、铝氧化物含量对土壤有机碳稳定性的提高发挥了积极的促进作用,而土壤水分、根系生物量和土壤酶活性则对土壤质量的改善发挥的作用更强一些。      

我国湿地退化过程中土壤理化性质变化特征研究进展

湿地生态系统(Wetland Ecosystem)被誉为地球之肾(The kidney of the earth)和物种基因库(Biological Gene Pool),近年来,全球湿地呈现出数量减少和质量下降的趋势。本文综述了我国湿地退化过程中土壤理化性质变化特征的研究进展,以期能为合理利用湿地土壤、改善土壤环境提供一定的理论依据。     

长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳与土壤理化性质的相关性

以长白山地区汪清林业局金沟岭林场3种不同针阔比的云冷杉混交林为研究对象,采用野外调查、样品采集、室内分析等相结合的方法,揭示了土壤有机碳以及土壤理化性质的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的相关性。结果表明,长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳质量分数均值为38.84g·kg^-1、有机碳密度均值为13.89kg·m^-2;两者的剖面分布特征一致,均具有表聚性,即表层含量最高,随着土层加深逐渐下降;土壤含水率以及土壤全氮、全磷、全钾质量分数也均呈现逐渐降低趋势,而土壤密度和土壤pH值呈增加趋势;土壤有机碳与土壤密度呈极显著负相关,与土壤含水量、土壤全氮、全磷质量分数呈极显著正相关,与土壤pH值、全钾质量分数相关性不显著。     

石漠化过程中土壤理化性质变化的初步研究

通过典型样地调查，取样分析，对石漠化过程中土壤的物理性质和化学性质进行了研究。结果表明，随着石漠化的发展，土壤黏性增强，容重增加，孔隙度降低，坚实度加大，保蓄水肥能力和通道性降低，结构恶化；同时，侵蚀和淋溶程度加强，生物富集作用不断减弱，土壤有机质含量大大减少，引起了土壤中全氮、腐殖质、阳离子交换量等主要化学成分的降低，使土壤肥力下降，生产力逐渐丧失。土壤理化性质的变坏与石漠化过程形成相互促进的正反馈关系，并在退化方向和阶段上具有一致性和同步性。     

退耕还林杉木林土壤有机碳含量 与理化性质敏感性分析

为揭示退耕还林地土壤有机碳的变化机制,把握主要驱动因子,以贵州省兴义市三江口镇退耕还林杉木林为研究对象,采取野外调查采样与实验室分析测试相结合的方法,利用通径分析和敏感性分析进行研究。结果表明:土壤理化性质以不同方式和强度影响着土壤有机碳含量,土壤pH值和碱解氮量主要通过直接作用产生影响,土壤容重、林龄和林下凋落物主要通过间接作用产生影响;土壤含水率直接和间接作用都相对较强;细根量、有效磷量、速效钾量和总孔隙度的影响力较低;各因子对土壤有机碳含量的敏感度依次为:碱解氮量土壤pH值林龄林下凋落物量土壤含水率速效钾量细根量有效磷量土壤容重总孔隙度。     

山西太岳山不同林龄油松林土壤有机碳稳定性的变化特征

【目的】分析不同林龄油松林土壤有机碳及其组分的变化特征,为揭示维持油松林土壤有机碳稳定性的生物学机理提供理论依据。【方法】以山西太岳山林区40,80和110年生的油松林为研究对象,测定不同林龄油松林土壤有机碳及其组分（高氧化活性有机碳（F1）、中氧化活性有机碳（F2）、低氧化活性有机碳（F3）、稳定有机碳（F4））含量、pH、全氮含量、全磷含量、阳离子交换量、土壤酶活性和土壤粒径分布,分析不同林龄油松林土壤有机碳的稳定性和土壤理化性质的变化特征。【结果】土壤有机碳含量随林龄的增加而增大。难被氧化分解的有机碳组分（F3和F4）占总有机碳的70%以上,且所占比例随林龄的增大而增高;易被氧化分解的有机碳组分（F1和F2）占总有机碳的30%以下,随林龄的增大占比总体降低。40,80和110年生油松林在0~10 cm土层土壤有机碳的稳定系数分别为2.69,5.77和6.60,在10~20 cm土层分别为3.42,5.90和6.36。随着林龄的增加,土壤全氮含量、阳离子交换量、β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性呈增大趋势;在0~10 cm土层,土壤黏粒和粉粒含量呈降低趋势,土壤砂粒含量呈增大趋势。地表凋落物现存量与土壤有机碳含量呈显著的正相关关系,与F4呈极显著正相关关系,影响土壤总有机碳的积累与稳定。逐步回归分析结果显示,F1主要受全氮、阳离子交换量、粉粒含量、砂粒含量和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F2主要受pH和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F3主要受粉粒含量、β-1,4-葡萄糖苷酶活性和纤维二糖水解酶活性的综合影响;F4主要受pH、全氮、黏粒含量、粉粒含量和砂粒含量的综合影响;总有机碳主要受pH、全氮、全磷和阳离子交换量的综合影响。【结论】当油松林林龄为40~110年时,随林龄的增加,土壤理化性状和生物学性状均得到改善,林龄越高,土壤有机碳固持能力越强,土壤有机碳库越稳定。     

辽东山区原始红松林土壤理化性质及其与土壤有机碳的相关性分析

【目的】分析我国辽东山区原始红松林土壤理化性质的空间分布格局,揭示原始红松林土壤有机碳与土壤理化性质的相互关系。【方法】采用剖面法和经典的土壤理化性质测定方法,以辽东山区白石砬子森林生态站原始红松林作为对象,按照原始红松林内红松、其他针叶树种以及阔叶树种组成比例的不同,将其划分为原始红松林Ⅰ(6红松4阔叶)、原始红松林Ⅱ(3红松2其他针叶5阔叶)和原始红松林Ⅲ(3红松7阔叶)3种类型,测定了3种原始红松林土壤理化性质的垂直分布特征,并分析红松林土壤有机碳与其他土壤理化性质(土壤体积质量、全氮、水解性氮、全磷、速效磷、全钾和pH值)的相关性。【结果】不同树种组成的原始红松林的土壤理化性质之间存在明显差异,其中原始红松林Ⅲ土壤的有机碳、全磷和速效磷平均含量最高,原始红松林Ⅰ土壤的全氮和全钾平均含量最高,原始红松林Ⅱ土壤的水解性氮、体积质量和pH值平均值最高。不同树种组成的原始红松林土壤有机碳与全氮、水解性氮、全磷、速效磷等4个土壤养分因子均呈显著正相关关系,与全钾呈显著负相关关系,其中相关性最高的是土壤全氮。另外,土壤有机碳还与土壤体积质量和pH值呈显著负相关关系。【结论】辽东山区不同树种组成的原始红松林土壤理化性质存在明显差异,但均与土壤有机碳表现出较高的相关性。     

落叶松人工森的土壤理化性质

为探讨落叶松人工林土壤因子的变化规律。采用标准地取样，室内常规分析的方法，测定了不同林龄的落叶要公人工纯林、阔叶林、原始红林下土壤的理化性质。研究结果表明：落叶松人工林下土壤密度增大。孔隙度减少，土壤质地和土壤度变化不显著；但阳离子代换量变低。土壤保肥。供肥能力相对减弱、落叶松人工林的潜在地力呈现衰退趋势。     

太岳山不同郁闭度油松人工林降水分配特征

利用2011年5-9月生长季观测的30场降雨数据,分析了山西太岳山不同郁闭度下油松人工林林冠截留、穿透雨以及树干茎流与降雨量的关系,以及林冠截留过程的特点.结果表明:(1)实验观测期间,该地区降雨总量为634.79mm,单次平均降雨量为21.16mm,单次最大降雨量为58.15mm,单次最小降雨量为0.54mm.其中,8月份的降雨总量最大,为190.77mm,6月份的降雨总量最小,为41.81mm.(2)郁闭度为0.8的油松人工林林冠截留量与降雨量呈一元线性关系,郁闭度为0.7、0.6和0.5均呈幂函数关系;对于各郁闭度的油松人工林,其林冠截留率与降雨量均呈对数函数关系;穿透雨量、树干茎流量与降雨量均呈明显的一元线性关系,穿透雨量和树干茎流量都随着降雨量的增加而增加.(3)不同郁闭度油松人工林之间林冠截留、穿透雨和树干茎流不同,总的趋势为随着郁闭度的减小,林冠截留量减小,穿透雨量增大,树干茎流量增大.林冠截留量与郁闭度表现出正相关关系,而穿透雨量、树干茎流量都与郁闭度表现出负相关关系.(4)各郁闭度林冠截留量、穿透雨量和树干茎流量的月动态变化与总降水量的月变化基本一致.     

红壤侵蚀地马尾松林恢复后土壤有机碳库动态

运用RothC(version 26.3)模型,并结合“时空代换法”对长汀河田红壤侵蚀退化地马尾松人工恢复后林地表层(0-20cm)土壤有机碳库的动态变化进行了反演和预测,研究结果表明:RothC 26.3模型的模拟结果能够较好地反映红壤侵蚀地植被恢复过程中土壤有机碳的变化趋势;RothC 26.3模型适用于中亚热带季风气候条件下马尾松林地土壤碳库的动态模拟;侵蚀退化地在马尾松林建植后,林地表层土壤碳吸存速率以非线性的形式上升,并在15-25a时间内达到最大,马尾松恢复后前30a林地土壤平均碳吸存速率约为0.385 tC·hm-2· a-1,自马尾松建植后演替至当地顶级群落(次生林)全过程中平均碳吸存速率约0.156 tC·hm-2·a-1;根据模拟结果得到的拟合方程,计算得到研究区红壤侵蚀退化地的碳饱和容量约为36.85 tC/hm2,固碳潜力约为33.26 tC/hm2.     

黄土高原子午岭不同发育阶段油松人工林土壤理化性质的变化

【目的】揭示子午岭林区不同发育阶段油松人工林土壤理化性质的变化规律,为该地区油松人工林的地力维护提供理论依据。【方法】采用典型样地调查方法,在甘肃省正宁县中湾林场,以荒坡为对照,测定不同发育阶段(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林)油松人工林土壤的物理性质和主要养分含量,并对各指标进行相关性分析。【结果】在油松人工林不同发育阶段,土壤含水量变化不明显;成熟林阶段土壤体积质量和孔隙度明显优于荒坡和其余各发育阶段林地;随林龄的增长,土壤有机质、全氮含量呈上升趋势,土壤pH逐渐下降,速效磷、速效钾、硝态氮、铵态氮呈波动变化;相关性分析发现,土壤有机质、全氮和pH之间均存在相关性,其中有机质与全氮极显著正相关,pH与有机质、全氮显著负相关。【结论】从土壤持续发育的过程来看,在黄土高原子午岭林区营造油松人工林可以使林地土壤的理化性质得到持续改善,土壤养分进一步增加。     

人工柳杉林生物量及其土壤碳动态分析

以四川彭州为典型案例,采用材积源生物量法和土壤剖面分析方法,对栽植5、10、17、22和26年的人工柳杉林生物量及其土壤碳动态进行了初步研究.结果表明,柳杉林的生物量随着生长年限的增长而增加,但与林龄并不呈线性相关.柳杉林的碳储量变化与林木生物量的增长趋势完全一致,5、10、17、22和26年柳杉林的碳储量分别为19.8、67.5、85.8、162和275 t/hm2.林下土壤剖面有机碳含量的平均值随年份的延长而逐渐上升,土壤不同层次有机碳含量的变化表现为:0～10 cm10～30 cm30～50 cm50～70 cm,但集中分布于50 cm以内.土壤有机碳表聚系数随林龄增长而减小,从5年期到26年期依次分别为14.8、9.68、8.85、5.27和3.86,表明了林木根系对土壤深层有机碳积累的有力贡献.5、10、17、22和26年的柳杉林土壤碳储量分别为80.4、106、126、164和210 t/hm2.人工柳杉林具有庞大的地上生物量和土壤碳库.      

油松天然次生林居群遗传多样性及与产地地理气候因子的关联分析

利用ISSR分子标记技术,分析了中国北部地区10个油松天然次生林居群的遗传多样性,以及与地理环境因子的相关性.研究结果表明:13条ISSR引物对250个个体扩增出137条谱带,平均多态位点百分率60.72％,不同居群的多态位点百分率差异明显;不同地理居群间的期望杂合度指数在0.2824-0.3702之间,平均为0.3210;Shannon多样性指数范围为0.1923-0.2490,平均为0.2165.居群间的遗传变异占居群总的遗传多样性的37.53％.经Mantel检验,居群间的地理距离和遗传距离间不存在显著相关性(r=0.069,p=0.360).聚类分析(UPGMA)表明,河南宝天曼(BTM)、承德大窝铺(DWP)、宁夏苏峪口(SYK)和甘肃冶力关(YLG)居群聚为一组,辽宁医巫闾山(YWL)、山西沁源灵空山(LKS)、陕西蔡家川林场(CJC)、山西和顺云龙公园(YLGY)和山西汶水三道川林场(SDC)居群为一组,山东蒙山(Ms)居群独立为一组.经分析发现,分布于我国地势二级、三级阶梯分界线区域的油松天然林( YWL、BTM、YLGY)遗传多样性水平高,位于分布区东西临界点居群(MS、YLG)遗传多样性水平低.经相关性分析,温度相关因子(年均温、1月均温、极端最低温)、海拔及年降雨量显著影响遗传多样性水平.油松天然居群分子变异存在一定的地理变异规律.     

不同坡向油松人工林建群种种群结构及群落特征分析

【目的】阐明黄土高原森林区不同坡向对油松人工林建群种种群结构及群落特征的影响,为黄土高原地区油松人工林天然化发育的生境选择及合理经营提供依据。【方法】选择黄龙山生长于阴坡、阳坡的油松人工林,于造林后10,30（间伐1次）和45年（间伐2次）对其建群种的种群结构、幼苗更新、物种多样性、土壤养分特征进行调查和综合比较分析。【结果】10年生油松人工林种群在阴坡、阳坡样地上的种群结构、幼苗更新和群落特征没有明显差异;经过1次间伐的30年生油松人工林,阴坡林木的生长量、物种多样性及土壤养分速效P、硝态N、铵态N含量显著高于阳坡;经过2次间伐的45年生油松人工林,其在阴坡、阳坡的平均胸径差异不显著,但阴坡有少量较大胸径的林木,且林木平均高度、油松幼苗更新数量、土壤养分、灌木物种的丰富度及多样性指数均显著高于阳坡。【结论】从持续发育角度看,黄龙山林区阴坡和阳坡均适合油松人工林培育,阴坡优于阳坡。及时抚育可以促进油松人工林的持续发育。     

杉木纯林与常绿阔叶林土壤活性有机碳库的比较

森林土壤有机碳库占全球土壤有机碳库的70%,其贮量的微小变化, 都可显著地引起大气CO2浓度的改变.为了解森林类型转换对土壤活性有机碳库的影响,作者于2005年5月在中国科学院会同森林生态实验站采样分析了杉木纯林和常绿阔叶林0～10 cm和10～20 cm土层内土壤活性有机碳含量.结果表明,杉木纯林土壤微生物量碳、可溶性有机碳、自由态和闭锁态轻组有机碳含量均显著低于阔叶林土壤(P0.05).但各活性有机碳组分占土壤有机碳的比率没有规律;两种林分土壤的自由态、闭锁态轻组有机碳和重组有机碳含量与土壤有机碳总量均呈极显著的正相关(P0.01),而土壤微生物量碳、可溶性有机碳仅在常绿阔叶林下与土壤有机碳总量呈显著正相关;杉木纯林土壤各有机碳组分与土壤养分的相关性低于常绿阔叶林,且与全磷的相关性低于有效磷,这说明磷的有效性影响杉木纯林的土壤肥力.      

华南地区几种典型人工林土壤有机碳密度及其与土壤物理性质的关系

【目的】探讨华南地区桉树Eucalyptus urophylla人工林等4种林分土壤有机碳积累特征,为森林土壤碳库管理提供理论依据。【方法】以桉树、杉木Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana人工林以及经济林的0~100 cm土层土壤为研究对象,对比分析了4种林分类型的土壤有机碳含量和有机碳密度及其垂直分布特征,并进一步分析土壤有机碳与土壤容重、孔隙度等物理性质的相关性。【结果】4种林分0~100 cm土层土壤有机碳含量为8.52~11.84 g·kg~(–1),有机碳密度为2.22~3.04 kg·m~(–2);经济林的土壤有机碳含量和密度显著高于其他林分,而桉树人工林与杉木、马尾松人工林之间差异不显著;不同林分和不同土层深度之间有机碳含量和密度均表现出中度的变异特征。土壤有机碳含量和密度均随着土层深度的增加而减小,0~40 cm土层的有机碳密度占整个剖面的50%以上。有机碳密度(y)与有机碳含量(x)的拟合曲线决定系数和斜率均随着土层深度的增加呈现递增趋势。有机碳含量和密度均与土壤容重呈极显著负相关,有机碳含量与毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通气孔隙度呈极显著正相关,有机碳密度仅与毛管孔隙度和非毛管孔隙度呈极显著正相关。【结论】与杉木和马尾松人工林比,桉树人工林并未显著减弱土壤有机碳的积累效果,有机碳分布主要集中在土壤表层,土壤容重、毛管孔隙度和通气孔隙度极显著影响林地土壤有机碳积累。     

施氮对油松林土壤可溶性糖及微生物量的影响

【目的】研究施氮对油松林土壤有机碳,全氮,可溶性糖及微生物生物量碳、氮含量的影响,为了解油松林土壤有机质的内在转化过程提供理论依据。【方法】2015-2017年,在山西省太岳山自然保护区进行氮肥试验,于每年5月向油松林地表施用硝酸铵(NH_4NO_3),使样地的施氮水平分别为0(对照),5,10,20,40 g/(m~2·年),依次简称N_0、N_5、N_(10)、N_(20)、N_(40),测定不同处理表层(0～10 cm)和底层(10～20 cm)土壤有机碳,全氮,可溶性糖,微生物生物量碳、氮含量,微生物活性以及代谢熵,并分析了油松林土壤可溶性糖与有机碳,全氮以及微生物生物量碳、氮含量,微生物活性以及代谢熵的相关性。【结果】表层(0～10 cm)土壤中,与对照(N_0)相比,N_5、N_(10)处理对土壤有机质含量均无显著影响,而N_(20)、N_(40)处理显著降低了土壤有机质含量;底层(10～20 cm)土壤中,各施氮处理土壤有机质含量无显著变化。表层(0～10 cm)土壤中,与对照(N_0)相比,N_5、N_(10)、N_(20)、N_(40)处理表层土壤可溶性糖含量分别上升了81.67%,100.13%,127.73%,171.21%,土壤可溶性糖含量随着施氮量的增加而增大(P0.05);底层(10～20 cm)土壤中,只有N_(40)处理土壤可溶性糖含量与对照有显著差异,其余处理与对照均无显著差异。表层(0～10 cm)土壤中,与对照(N_0)相比,N_5、N_(10)处理对土壤微生物生物量碳、氮含量无显著影响,而N_(20)、N_(40)处理会显著降低土壤微生物生物量碳、氮含量;底层(10～20 cm)土壤中,各施氮处理土壤微生物生物量碳、氮含量与对照相比均无显著变化。表层(0～10 cm)土壤中,与对照(N_0)相比,N_5、N_(10)处理土壤微生物活性、代谢熵无显著变化,而N_(20)、N_(40)处理土壤微生物活性、代谢熵则显著上升;底层(10～20 cm)土壤中,各施氮处理与对照的土壤微生物活性、代谢熵差异均不显著。相关性分析表明,土壤可溶性糖含量与土壤有机碳,全氮,微生物生物量碳、氮含量以及微生物活性,代谢熵都呈正相关关系。【结论】施氮能显著提高太岳山油松林表层土壤可溶性糖含量。低氮处理对表层土壤微生物活性及微生物生物量碳、氮含量无显著影响,高氮处理能显著提高土壤微生物活性,显著减少土壤微生物生物量碳、氮含量。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。