退耕还林杉木林地土壤有机碳储量变化特征——以贵州兴义市三江口镇为例

为了解我国西南喀斯特地貌区退耕还林工程主要林分土壤碳储量变化,选取贵州省兴义市三江口镇退耕还林工程杉木林为研究对象,并以耕地为对照,对不同林龄及耕地的土壤有机碳储量进行了测定及分析。结果表明:各土层(0~20cm,20~40cm,40~60cm)土壤容重的年际变化除表层略有波动外均随林龄的增长而减少,0~60cm深度整层土壤容重随林龄增长年均减少4.27%,各层间土壤容重随土层加深而增加,不同林龄间增量各异;0~60cm深度内土壤有机碳储量在造林后5年内随林龄增长而减少,平均每年下降9.27%;5年后随林龄增长而增加,平均每年增加8.44%,但在退耕还林后11年土壤有机碳储量未能恢复到耕地水平;土壤有机碳含量及储量在垂直方向上均呈现随土层加深而减少,不同林龄间差异明显,其年际变幅也随土层加深而减少。     

宣威市退耕还林柳杉林地土壤有机碳含量及活性组分的林龄变化

【目的】探讨云贵高原地区土壤有机碳含量及其活性组分在退耕还林后的变化,为退耕还林后的土壤碳储量变化评价和碳汇管理提供科学依据。【方法】在云南省宣威市选择耕地对照和不同退耕还林年数(4,8,12年生)的柳杉人工林地,在不同土层(0~20,20~40和40~60 cm)采集土壤并收集枯落物和细根样品,测定土壤有机碳及其活性组分含量、土壤密度、土壤全氮含量、枯落物现存量和细根生物量。【结果】与耕地相比,退耕还林4,8和12年生时林地0~60 cm土层土壤有机碳含量分别下降20.07%,19.29%和11.52%,即退耕还林初期土壤有机碳含量显著下降,在退耕还林4年后开始逐渐回升,但在12年后仍未恢复到耕地水平;土壤高活性有机碳含量以造林前的耕地最高(4.46 g·kg~(-1)),4年生时最低(2.67 g·kg~(-1));土壤次高活性有机碳含量以8年生时最高(12.03 g·kg~(-1),4年生时最低(4.61 g·kg~(-1));土壤活性有机碳含量以8年生时最高(20.94 g·kg~(-1)),12年生时最低(9.12 g·kg~(-1));土壤有机碳含量及其活性组分含量均随土层加深而减小,且存在显著的土层差异(P0.05),有机碳含量的最小值(11.14 g·kg~(-1))出现在8年生40~60 cm土层;各林龄柳杉林地0~60 cm土层有机碳含量及其高活性有机碳、次高活性有机碳与土壤全氮含量的相关系数分别为0.894,0.756和0.755,均极显著正相关,与土壤密度的相关系数为-0.664,显著负相关。【结论】退耕还林柳杉林地0~60 cm土层有机碳含量及其活性组分含量随林龄增加先降后升,造林年数和林下枯落物量是影响土壤有机碳含量及其活性组分含量的重要因子,今后在森林碳汇管理中需大力推行封山育林,延长林分林龄,尽量保留林下枯落物。     

不同林龄杉木人工林土壤有机碳的研究

对福建省南平市安曹下11、28年生杉木人工林土壤有机碳含量、垂直分布、贮量等进行研究,结果表明,11、28年生杉木人工林的土壤有机碳含量随着土壤深度的增加而逐渐下降,两种林龄的杉木人工林土壤0～20cm的有机碳含量高于以下各土层。11年生杉木人工林的土壤有机C贮量（28.54t/hm^2）明显低于28年生（36.56t/hm^2）,两种林龄的不同土层中以0～20cm土层内的有机C贮量降低最大。两种林龄的土壤全N含量、C/N随着土壤深度的增加而趋于下降,28年生杉木人工林土壤平均全氮含量64.3%高于11年生22.3%。成熟期杉木人工林更有利于土壤碳的贮存。     

杉木林土壤易氧化有机碳含量变化特征

为了解我国人工杉木林土壤碳汇功能,在贵州省兴义市三江口镇选取立地条件基本相同而林龄不同的退耕还林杉木林,研究了其土壤有机碳含量及活性碳含量的时空分布特征及其变化规律变化特征。结果表明：林龄与0～20cm、20～40cm层土壤有机碳含量呈显著正相关,分别平均每年增加1．58、1．63g／kg ,不同土层间的有机碳含量相关性显著;不同活性有机碳含量在0～40cm深度内随林龄的变化显著,而在40～60cm层变化不显著。高活性、中活性、低活性有机碳占总有机碳的比例比较稳定,分别为5．45％～9．98％、13．12％～17．80％、16．23％～18．83％。杉木林土壤活性有机碳含量及总有机碳含量的随林龄增长而有所增加,土壤碳汇功能也逐渐增强。     

不同林龄樟树林土壤碳氮贮量及分布特征

对湖南省长沙市天际岭国家森林植物园和汨罗桃林林场立地条件基本一致的三个林龄的樟树林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量、贮量及土层分布进行研究。结果表明:同一林龄的不同土层SOC、N含量和贮量均存在显著性差异(p<0.05),3个林龄樟树林SOC和TN含量均随土层深度增加而逐渐下降。同时,土壤碳含量及碳贮量林龄的增大而增大,而土壤氮含量及贮量随着林龄的增大而减少,这种变化主要表现在土壤表层(0~10 cm)。不同林龄樟树林各土层SOC含量的变化分别为10 a:4.62~17.00 g/kg,24 a:4.48~17.92g/kg,45 a:4.57~19.37 g/kg;土壤N含量的变化范围分别为10 a:0.99~1.56 g/kg,24 a:0.79~1.43 g/kg,45 a:0.78~1.22 g/kg。土壤SOC含量与N含量存在极显著相关性(p<0.01),土壤SOC含量与C/N相关性极显著(p<0.01)。但樟树林土壤N与C/N之间相关性除24 a呈显著相关以外(p<0.05),其它两个林龄阶段相关性均不显著(p>0.05)。土壤SOC贮量差异不显著(p=0.083),N贮量差异性不显著(p=0.348)。     

不同林龄油茶林土壤有机碳和氮储量特征

以12、33和41林龄油茶林进行调查,研究其不同层次土壤有机碳、全氮含量及碳、氮储量随林龄的变化特征,探讨林龄对土壤碳、氮库的影响。结果表明:各林龄油茶林土壤碳、氮含量分别为4.42~32.46g/kg和0.97~2.76 g/kg,土壤有机碳、氮含量与C∶N均随土层厚度增加而减少。试验区土壤平均碳、氮储量分别为5.83 kg/m~2和0.86 kg/m~2,且土壤中碳、氮积累具有明显表层富集现象。林龄对林地土壤碳、氮储量有极显著影响(P0.01),表现为12林龄33林龄41林龄,12林龄油茶林0~10 cm土层碳氮储量最大,分别达到3.69 kg/m~2和0.31 kg/m~2。各林龄土壤有机碳储量与土壤全氮含量、C∶N及土壤容重相关性显著(P0.05),与含水量无明显相关性。     

不同龄组杉木人工林土壤有机碳贮量及分布特征

对比分析了福寿林场3个龄组杉木人工林0~60 cm土层内土壤碳贮量及其土层分布特征,结果表明:1)3个龄组杉木人工林土壤有机碳含量都表现出随土壤深度增加而逐渐减小的趋势,土层0~20 cm有机碳含量最高,为29.07~35.27 g·kg-1,是土层20~30 cm和土层30~45 cm的1~2倍和3~4倍,而土层(45~60cm)的有机碳含量最少,为5.03~6.68 g·kg-1。2)3个龄组的人工林0~60 cm土层内平均碳含量和碳贮量都表现出了随着年龄的变化先减少而增加的趋势,其平均碳含量的次序依次为成熟林(16.65 g·kg-1)>幼龄林(14.78g·kg-1)>中龄林(13.36 g·kg-1);碳贮量大小顺序依次为成熟林(79.59 t·hm-2)>幼龄林(64.78 t·hm-2)>中龄林(64.74 t·hm-2),3)在0~45 cm范围的土层内,3个龄组的杉木人工林的土壤碳贮量占土壤总碳贮量的百分比在86%~91%之间,说明杉木人工林土壤碳贮量主要集中在这个土层深度内。     

樟树—马尾松混交林不同林龄土壤有机碳氮贮量及分布特征

对湖南省天际岭国家森林植物园立地条件基本一致的3个林龄阶段樟树(10、24、45年)-马尾松(10、24、45年)混交林土壤有机碳、氮含量、贮量及土层分布进行研究。结果表明:不同林龄,同一林龄的不同土层土壤有机碳、氮含量和贮量均存在显著性差异(P0.05)。樟树-马尾松不同林龄各土层有机碳含量的变化分别为10年生3.73~18.04 g/kg,24年生6.84~21.12 g/kg,45年生5.36~21.46 g/kg。土壤氮含量的变化范围分别为10年生1.08~1.56 g/kg,24年生0.94~1.47 g/kg,45年生1.34~2.12 g/kg。樟树-马尾松混交林3个林龄阶段林地有机碳和氮含量均随土层深度增加而逐渐下降。樟树-马尾松混交林3个林龄阶段森林土壤有机碳贮量差异性显著(P=0.001),氮贮量差异性不显著(P=0.157)。3个林龄阶段林地土壤有机碳含量与氮含量存在极显著相关性(P0.01),除林龄为45年外,10年生和24年生混交林土壤有机碳含量与碳氮比相关性均不显著。10年时,樟树-马尾松混交林土壤氮与碳氮比之间呈现极显著相关(P0.01),24年和45年时樟树-马尾松混交林土壤氮与碳氮比之间的相关性不显著。     

滇中元江栲林下土壤活性有机碳空间分布特征

为探究滇中元江栲林下土壤活性有机碳在垂直空间上的分布及其影响机制,以滇中地区不同海拔(2 090～2 490 m)、不同坡向(阴、阳坡)元江栲林为研究对象,探究林下0～60 cm土层土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒性有机碳(POC)含量的空间分布特征。结果表明:SOC、MBC、ROC、POC含量随海拔上升先升高再降低,DOC含量随海拔上升逐渐降低,4种活性有机碳组分含量表现为POC>ROC>MBC>DOC。4种土壤活性有机碳含量均阴坡高于阳坡,且随土层深度增加呈明显下降趋势,0～20 cm土层高于20～40、40～60 cm土层。各个土壤活性有机碳组分在土壤有机碳中的占比表现为POC/SOC>ROC/SOC>MBC/SOC>DOC/SOC,POC为4种活性有机碳库中的主要碳库,MBC/SOC比值随海拔上升无明显变化规律,ROC/SOC、POC/SOC比值随海拔上升先增大再减小。SOC、MBC、ROC、POC含量任意两者间均呈极显著正相关(P<0.01),土壤活性有机碳含量与土壤pH...     

江西安福不同类型毛竹林土壤矿化态碳特征研究

对江西安福林区毛竹纯林、竹阔混交林、竹杉混交林3种不同类型毛竹林地土壤矿化态碳(MC)含量季节变化和剖面分布进行了研究,同时以杉木纯林为对照.结果表明:不同类型毛竹林MC含量差异较大,0~60 cm土层MC含量平均值大小排序为竹阔混交林(73.53 mg/kg)>毛竹纯林(59.07 mg/kg)>竹杉混交林(51.68 mg/kg)>杉木林(38.48 mg/kg);各林分类型MC含量存在明显的季节差异;各林分类型MC含量平均值随着土层加深而减少,0~40 cm土层间达到显著差异;毛竹林类型MC占土壤总有机碳(TOC)比率在0.42%~0.51%,高于杉木林的0.38%;毛竹纯林和竹阔混交林的MC与TOC相关系数分别为0.85和0.88,达到极显著水平.     

不同林龄杉木人工林细根生物量及分布特征

为了研究杉木人工林地下细根的碳分配及其随年龄变化规律,于2014年4月用土壤钻法对湖南省会同县杉木人工林三个不同林龄(7年生、17年生和25年生)细根生物量变化、垂直分布进行了研究。结果表明:杉木人工林0~60 cm土层内杉木细根生物量随着年龄的增加表现出先增加后减少的趋势,7、17、25年生杉木林细根生物量分别为239.79 g·m-2、271.90 g·m-2和191.60 g·m-2,占杉木细根总生物量的68.45%、56.39%和68.64%。而林下植被层地下细根生物量随杉木林年龄的增大而减少,7年、17年和25年生杉木人工林林下植被层细根生物量为别为207.20 g·m-2,54.87 g·m-2和39.54 g·m-2。不同林龄杉木林细根生物量随土层深度的增加而减少,其中7年生杉木人工林细根分布主要在表层;利用渐进累积方程分析表明,25年生杉木人工林向土层深处生长比较明显。不同林龄活细根比根长和比表面积呈现随年龄增长而降低的趋势,组织密度则呈增大趋势。     

杉木樟树混交比例对林分生长及土壤养分含量的影响

以杉木樟树不同混交比例林分为研究对象,分析混交比例对林分生长及土壤养分含量的影响。结果表明：幼龄林阶段(10年生时)的杉木樟树混交林中的杉木,其树高、胸径相对于杉木纯林中的小,且随着樟树比例的增加,混交林中杉木、樟树的树高和胸径均逐渐增大。不同混交比例的林分,其各土层的土壤养分含量各指标均呈现模式D林分(樟树纯林)的>模式B林分(杉木樟树混交比例为3∶7)的>模式A林分(杉木樟树混交比例为6∶4)的>模式C林分(杉木纯林)的;相同的土层,土壤养分含量各指标绝大部分在不同混交模式林分间的差异均显著。不同混交比例林分的土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾含量均随着土层深度的增加而逐渐减少,其中0～20 cm土层土壤养分含量最高,其次为20～40 cm土层的,最低为40～60 cm土层的。     

不同林龄小黑杨、樟子松防风固沙林土壤含水率研究

采取烘干法,对嫩江沙地不同林龄小黑杨、樟子松防风固沙林的土壤含水率进行了研究。结果表明:小黑杨林分,在0~40cm土层,各年龄段林分土壤含水率均高于该土层无林地土壤含水率;在0~20cm土层,随林龄的增加,土壤含水率表现为逐渐下降趋势,在20~40cm土层趋势相反;13年、21年、25年林地0~20cm层土壤含水率均高于同龄林20~40cm层土壤含水率,40~60cm、60~80cm呈无规律性,且均低于同龄林40cm以上土壤含水率。樟子松各林分同层土壤含水率随林龄增长均呈上升趋势,各林龄同层土壤含水率均低于无林地同层土壤含水率(0~20cm土层相反)。     

土壤颗粒组分中氮含量及其与海拔和植被的关系

研究祁连山北坡土壤颗粒组分中氮含量及其与海拔和植被的关系.结果表明:土壤颗粒组分比例、土壤颗粒氮比例、土壤颗粒氮含量和土壤颗粒组分氮含量都随海拔升高而差异不显著;就土壤颗粒组分比例而言,0～15 cm土层在阳坡3 800 m处、阴坡3 000、3 200和3 500 m处较高,15～35 cm土层在阴坡3 200和3 500 m、半阴坡2 800 m处较高(P<0.05);就土壤颗粒氮比例而言,0～15 cm土层在阴坡3 000和3 200 m、阳坡3 300和3 800 m处最高,15～35 cm土层在阴坡3 000 m和阳坡3 300 m处最高;就土壤颗粒氮含量而言,0～15 cm土层在阴坡3 600 m处最低,阳坡3 800 m和半阴坡2 800 m处较高,15～35 cm土层在阴坡3 400 m、阳坡3 300 m处较高;就土壤颗粒组分氮含量而言,0～15 cm土层在阴坡3 400 m、阳坡3 300和3 800 m处较高,15～35 cm土层在阴坡3 400 m、阳坡3 300 m处较高(P<0.05);植被对土壤颗粒组分比例、土壤颗粒氮比例、土壤颗粒组分氮含量和土壤颗粒氮含量的影响显著;就土壤颗粒组分比例而言,0～15 cm土层在森林和灌丛草甸中较高,高寒草甸中较低,森林与灌丛草甸及干草原与荒漠草原中差异不显著,15～35 cm土层在森林、灌丛草甸和干草原中较高,高寒草甸中最低,森林、灌丛草甸与干草原中差异不显著;就土壤颗粒氮比例而言,0～15 cm土层在森林和高寒草甸中较高,灌丛草甸、荒漠草原与干草原中差异也不显著,15～35 cm土层在森林和高寒草甸中较高,荒漠草原和干草原中最低;就土壤颗粒组分氮含量而言,各土层均在灌丛草甸中较高,干草原和荒漠草原中较低;就土壤颗粒氮含量而言,各土层均在森林和灌丛草甸中最高,干草原和荒漠草原中最低,森林、高寒草甸与灌丛草甸中差异不显著;土壤颗粒组分比例、土壤颗粒组分氮含量、土壤颗粒氮比例和土壤颗粒氮含量随土壤全氮含量增加而增加(P<0.02),土壤颗粒氮含量随颗粒组分氮含量极显著增加(P<0.001),土壤颗粒氮比例随土壤颗粒氮含量增加显著增加(P<0.05);祁连山北坡土壤中非保护性氮含量总体上随海拔升高而增加,森林和高寒草甸土壤中非保护性氮比例最高.     

广东省国有银盏林场土壤碳密度分布特征

以广东省国有银盏林场9 种不同植被类型下0~60 cm 土层土壤为研究对象,通过野外调查与 室内分析相结合的方法,对土壤碳含量、碳密度以及分布特征进行比较研究,结果表明,（1）各土层土壤 有机碳含量分别为：2.93~20.90, 1.18~12.11, 1.04~7.92 g · kg-1,土壤有机碳主要集中在0~20 cm 土层,其 所占比例在50％以上,均随着土层的加深而降低;（2）土壤碳密度的平均值为59.77 kg · m-2,不同林分 类型下土壤总碳密度的大小顺序为：果树林＞阔叶混交林＞杉木林＞桉树林＞针阔混交林＞马尾松林＞ 黎蒴林Castanopsis fissa ＞采伐迹地＞宜林地;（3）同一土层不同土壤有机碳含量、碳密度没有一致的变 化规律,不同植被类型下土壤碳含量及碳密度差异显著,银盏林场在今后的森林经营活动中应该注重宜 林地造林和桉树林改造等土壤生态恢复工作。     

杉木林土壤有机碳含量与土壤理化性质的相关性分析

对湖南省平江县福寿林场3个龄组杉木林土壤有机碳含量变化特征及其与土壤理化性质的相关性进行了研究。结果表明:3个龄组杉木林的土壤有机碳含量都呈现出了随土层深度增加而减少的规律。0~15cm土层有机碳的含量分别是15~30cm,30~45cm,45~60cm土层有机碳含量的1.6~3.9倍,2.4~4.6倍,2.7~6.5倍。在0~45cm土层内,随着杉木林的生长发育,土壤有机碳含量呈现出了幼龄林较高,中龄林最低,成熟林最高的变化特征。土壤有机碳与全氮之间有极显著的正相关性,与土壤C/N和全磷存在显著的正相关性,与土壤容重存在显著的负相关性,与土壤全钾和p H值相关性不显著。     

基于15N示踪的库尔勒香梨园土壤 无机氮残留分布特征

为给香梨园氮肥的应用提供参考,以6年生库尔勒香梨园土壤为对象,采用~(15)N同位素示踪技术,研究果实成熟期香梨园土壤剖面(0～120 cm)残留无机氮(N-NO_3~-和N-NH_4~+)的分布特征。结果表明,库尔勒香梨果实成熟期0～120 cm各土层硝态氮含量为8.94～11.96 mg/kg,铵态氮含量为6.92～9.88 mg/kg,无机氮积累量为45.06～54.16 kg/hm~2,土壤剖面各土层中土壤无机氮残留总量随着土层深度的增加逐渐下降。0～60 cm土层深度各土层的~(15)N-NO_3~-或~(15)N-NH_4~+残留量占~(15)N残留总量的比例显著高于60～120 cm各土层(P 0.05),表明~(15)N-NO_3~-和~(15)N-NH_4~+主要富集于果园土壤上部(0～60 cm)。~(15)N肥料残留的~(15)N-NO_3~-和~(15)N-NH_4~+在0～60 cm土层最多,分别为2.21、1.57 g,占~(15)N-NO_3~-残留总量的63.14%和~(15)N-NH_4~+残留总量的69.17%。在库尔勒香梨园土壤中,~(15)N肥料无机氮残留率高达20.67%,主要以硝态氮形式存在于土壤中,残留率为12.54%,以铵态氮形式被土壤固持的残留率为8.13%。     

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。     

秦岭山地不同龄组锐齿栎林土壤和枯落物有机碳、全氮特征

锐齿栎林是秦岭山地广泛分布的林分之一,林龄不仅影响着林分的结构组成,而且对林木个体碳、氮元素的吸收与排放有重要影响。以秦岭山地不同龄组锐齿栎林为研究对象,通过野外采样和室内分析,揭示了秦岭山地不同龄组锐齿栎林土壤和枯落物有机碳、全氮的分布特征,探讨了林龄对其的影响和限制锐齿栎林正常生长的土壤可利用性养分元素。结果表明:不同龄组林地土壤(0~40 cm)和枯落物有机碳含量分别为17.61~28.31g/kg,260.09~316.96 g/kg;土壤和枯落物全氮含量分别为1.54~1.94 g/kg,13.12~16.02 g/kg;土壤有机碳密度和全氮密度分别为83.33~117.33 t/hm~2,6.41~8.46 t/hm~2;土壤有机碳含量、密度与枯落物有机碳和全氮含量均随林龄的增长而增加,土壤全氮含量和密度随林龄的增长先增加后减少,近熟林最大。不同龄组林地土壤C:N随林龄变化整体呈增长趋势,成熟林土壤C:N为(18.31±2.25)显著高于其它龄组。林龄对锐齿栎林土壤和凋落物有机碳、全氮含量及土壤有机碳密度有显著影响,锐齿栎生长受土壤可利用性氮元素的限制。     

改土措施对滨海盐碱地土壤总盐含量和pH的影响

为探索滨海盐碱地土壤的高效改良方法,以江苏省盐城市大丰区国家级麋鹿自然保护区滨海盐碱地为研究对象,设置浅沟改土(T1)、低垄改土(T2)和高垄改土(T3)等3种类型,共8种改土措施。按土层0—20 cm、20—40cm和40—60 cm采集土壤,测定土壤总盐含量和pH,分析、评价不同改良措施对苏北淤泥质滩涂土壤的改良效果。结果表明:浅沟改土(T1)时,覆盖黑膜,扦插灌木柳(T11)改良效果较好,土层0—20 cm和20—40 cm总盐分含量分别为1.123 g/kg和1.491 g/kg。低垄改土(T2)时,土层0—20 cm和20—40 cm总盐分含量分别为1.340 g/kg和1.992 g/kg,与T11处理效果接近。在添加4.5 kg/m~2磷石膏(T13)改良时,土壤pH值下降显著,土层0—20 cm和20—40 cm pH值分别为8.0和8.4。高垄改土(T3)时,铺稻草厚5 cm,施有机肥25 kg/m~2(T34)处理时,土层0—60cm总盐含量为0.252—0.745 g/kg,降盐率为93.435%—98.507%。高垄改土,施有机肥3 kg/m~2,添加4.5 kg/m~2磷石膏,覆盖黑膜扦插灌木柳对江苏滨海盐碱土的综合改良效果最好。