华北低丘山地栓皮栎人工林土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异

2010年4-10月,采用静态箱-气相色谱法,研究了晴天条件下华北南部低丘山地29a生的栓皮栎人工林林地土壤呼吸变化特征及其与撂荒地的差异。结果表明：（1）撂荒地和栓皮栎林土壤呼吸速率月变化趋势均呈单峰曲线,且土壤呼吸速率最大值均出现在7月份。测定时期内的栓皮栎林土壤呼吸速率平均值为601.69mg·m^-2·h^-1,比撂荒地的1007.96mg·m^-2·h^-1约低40.3%。（2）影响撂荒地和栓皮栎人工林地土壤呼吸速率的主要因子是土壤温度,与土壤湿度的相关性不明显,且撂荒地与栓皮栎林地在土壤5cm深处的Q10分别为2.702、2.573。     

黄河三角洲退化人工刺槐林地土壤特征

 黄河三角洲大面积人工刺槐林出现了衰退现象,表现为树木梢头出现不同程度的枯稍。为了揭示该地区刺槐林衰退的原因,对不同退化程度刺槐林的土壤特征进行研究。结果表明:随着刺槐林退化程度的增加,土壤密度(全层)逐渐增大,土壤多项养分指标有不同程度的下降趋势,土壤含盐量随退化程度的加重逐渐增大;在不同退化程度的刺槐林分中,基本趋势是随着退化程度的加重,脲酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶的活性呈现降低的趋势;不同退化程度刺槐林的土壤中微生物总量随退化程度的加重而减少。     

黄土高原不同林龄刺槐林土壤呼吸研究

采用LI-8100开路式土壤呼吸仪对不同林龄(10,12,13,16a)刺槐林土壤呼吸速率、温度、水分进行了测定。结果表明:(1)不同林龄刺槐林土壤呼吸速率均呈现明显的日动态和季节动态,表现出夏季秋季冬季;(2)各林龄刺槐林土壤呼吸速率与大气温度、地表温度、5cm土壤温度均有很好的指数关系,尤其与5cm土壤温度的相关性最好,且各林龄刺槐林的Q10存在差异,表现为随着林龄的增大,Q10值也随之增大;(3)各林龄刺槐林土壤呼吸速率与土壤体积含水量具有很好的线性关系,且相关性都达到了显著水平(p0.05);(4)各林龄刺槐林土壤呼吸速率与5cm土壤温度、土壤体积含水量的综合作用也具有很好的相关性,且都达到了极显著水平(p0.01),二者共同解释了土壤呼吸变异的93.8%~98.1%,且双因素模型远比单因素能够更好地解释刺槐林土壤呼吸速率的变异。     

黄河三角洲退化刺槐林地的土壤水分生态特征

为揭示黄河三角洲人工刺槐林的退化机理及其土壤水分生态特征对退化程度的响应关系,采用野外典型抽样调查分析和室内分析测定相结合的方法,在黄河三角洲地区研究了退化刺槐林地土壤水文物理性状、土壤入渗特性及土壤贮水性能的差异。结果表明,随着刺槐林退化程度的加剧,林地土壤的容重增加,而土壤有机质、孔隙度和孔隙比等表征土壤水文物理性质的指标明显降低,0—20cm土层土壤指标状况好于20—40cm土层。轻度、中度、重度退化刺槐林地的土壤容重与未退化相比分别增加了3.68%,9.56%,14.71%;总孔隙度降低2.38%,4.86%,9.57%。Horton模型比较适合描述退化刺槐林地土壤水分入渗过程,随着退化程度的加剧,初渗率和稳渗率均表现出降低趋势。轻度、中度、重度退化类型下的稳渗速率值分别比未退化(4.02mm/min)下降了25.62%,55.47%,85.07%。刺槐林地土壤吸持、滞留贮水量、土壤涵蓄降水量、有效涵蓄量也表现出降低趋势,0—20cm土层的贮水性能均强于20—40cm土层,轻度、中度、重度退化类型下的40cm土层土壤饱和贮水量分别比未退化(195.78mm)下降了2.37%,4.85%和9.56%。     

黄河三角洲退化刺槐林地不同改造模式下土壤酶活性及养分特征

为探索黄河三角洲重度退化刺槐林不同改造模式的改良土壤效果,以改造后的棉田、纯林(白蜡林)、农林间作(白蜡+棉花)、混交林(白蜡+刺槐)为研究对象,未改造的重度退化刺槐林作为对照,分析比较不同改造模式下的土壤酶活性、养分特征及其相关关系。结果表明:4种改造模式对土壤养分含量和酶活性均有显著性差异,土壤剖面表层普遍高于20-40cm土层,农林间作与混交林在退化刺槐林土壤修复中具有较好的效果;棉田属于掠夺式的土地利用方式,虽能暂时提高表层土壤的养分,但不利于土壤的持续利用。磷酸酶、脲酶、多酚氧化酶及过氧化物酶和土壤养分等具有较强的相关性,可用来指示该区域不同改造模式下土壤质量的变化特征。4种改造模式土壤酶指数从大到小依次为混交林、农林间作、纯林、棉田。从土壤酶活性和养分特征等改良土壤效应来看,混交林和农林间作改造模式较好,其次为纯林,棉田不宜作为长期营建方式。     

长武塬区立地特征及其对刺槐林生长影响的研究

黄土高原沟壑区气侯、土壤条件很适宜刺宜刺槐的生长。然而，沟壑内地形较为复杂，刺槐在不同地形部位栽植后，生长量差异极大。由长武王东沟小流域刺槐林的生态分析表明：１．导致不同生境之间立地条件差异的首要原因是水分因素；２．立地条件对刺槐生长过程影响最大的是坡位与坡向；３．根据沟壑内没形部位的水分生态条件，应对陡阳坡上部刺槐林进行更新改造，并加强培育沟谷和沟坡中下部土地上的速生林。     

低丘侵蚀红壤复垦后土壤微生物特征研究

侵蚀红壤复垦培肥后 ,随着地面覆盖度的增加 ,土壤结构、土壤通气性、土壤养分状况得到改善 ,各侵蚀观测小区的年径流量、侵蚀模数、土壤流失量急剧降低 ,土壤微生物量、土壤呼吸强度、土壤酶活性均有较大幅度的提高 ,并且其在各小区的分布趋势与土壤养分和土壤水稳性团聚体的分布趋势相一致 ,说明侵蚀红壤经耕作培肥后 ,土壤有机残体的分解强度和腐殖质的合成过程得到加强 ,土壤肥力处于不断的恢复和提高过程当中 ,从土壤微生物和土壤酶活性增强的幅度来看 ,林地要优于草地 ,在林地中阔叶林优于混交林优于针叶林 (杉木林 ) ,而且随着复垦年限增加 ,土壤培肥效果更加显著     

乙草胺对土壤微生物数量及土壤呼吸的影响

通过室内瓶培养试验,研究了不同浓度(0.3、3、30μgkg-1干土)乙草胺对土壤呼吸、土壤细菌、放线菌和真菌数量的影响,结果表明乙草胺在培养初期促进土壤呼吸强度,之后土壤呼吸强度恢复到对照水平,甚至有降低的趋势;对细菌数量有先增长后抑制的趋势;对放线菌数量具有促进-抑制-恢复的趋势;对土壤真菌数量具有先抑制-恢复-促进的趋势。其研究结果为合理施用乙草胺提供理论依据。     

黄河三角洲长期人工刺槐林对土壤化学性质的影响

黄河三角洲土壤盐渍化严重,是中国生态系统退化地带之一。为了探讨长期人工林对盐碱土壤改良效果,合理利用大面积滨海盐渍土,研究了刺槐纯林和刺槐混交林(刺槐×白蜡,刺槐×白榆,刺槐×臭椿)的林地土壤化学性质,以及不同化学指标间的相关性,并运用灰色关联分析方法对不同造林模式林地的土壤肥力进行了评价。结果表明,滨海盐碱地营造刺槐林能有效抑制土壤返盐退化,降低碱度,改良土壤肥力。混交林压碱排盐的效果要优于纯林。不同造林模式下土壤化学性质差异显著,各指标呈现不同的垂直变化趋势,土壤交换性钙、镁未表现出"表聚"现象,有效磷、有效硫规律性变化不明显;各化学指标之间存在一定的相关性,土壤酸碱度与全氮、交换性钙、交换性镁存在显著性负相关,土壤有效硫与有效磷之间呈显著性负相关。灰色关联分析结果显示,混交林改良土壤肥力的综合效应明显高于刺槐纯林,其中刺槐×白蜡混交林改良土壤肥力的综合效应最好,其次是刺槐×白榆和刺槐×臭椿。     

连作杨树人工林不同生长阶段林地内土壤微生态环境特征

为了解连作杨树人工林不同生长阶段林地内的土壤微生态环境特征,分别选取山东省莒县招贤镇和峤山镇境内的连作杨树人工林地为研究对象,研究结果表明:土壤的物理性状随着林龄的增加先变差后又逐渐改善,而pH值随着林龄的增加是逐渐降低的。土壤养分和土壤脲酶活性随着林龄的增加呈现先增加后减小的趋势,过氧化物酶和多酚氧化酶活性随着林龄的增加而降低,过氧化氢酶活性随林龄的增加没有规律。除1龄林地外,细菌、放线菌数量及微生物总量随着林龄的增加先增加后减少,真菌数量随林龄的增加规律性不强。在土壤剖面上,土壤的物理性状随着土层的加深逐渐变差,肥力元素除了速效P和微量元素F e之外,在大部分林地内均表现出随着土层的加深而降低的趋势。土壤酶中的脲酶活性随着土层的加深而降低,表现出较强的规律性,而过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶在垂直方向上均没有规律性。特别是过氧化氢酶在招贤镇和峤山镇的试验地内结果正好相反。     

黄土高原刺槐林地土壤微生物的分布特征

研究了黄土高原不同树龄的刺槐人工林地土壤微生物的分布特征。结果表明:土壤细菌随树龄的变化不显著,而放线菌和真菌的数量随树龄的变化显著;细菌、放线菌和真菌数量随土壤深度的变化极为显著;细菌数量随土壤深度的变化规律符合QuadraticsRatio模型,放线菌和真菌数量则随土壤深度呈现指数衰减变化。     

黄土高原丘陵区人工刺槐林林分结构及林下植物多样性研究

以黄土高原丘陵区刺槐林为研究对象,比较和分析了不同密度及立地条件的人工刺槐林径阶分布以及林分冠层和林下植物多样性的变化特征。结果表明,林分密度为2800株／hm2的幼龄林径阶为正态分布;密度为700~900株／hm2的中龄林径阶都接近正态分布。在相同林龄及立地条件下,随着林分密度的增大,叶面积指数增加,透光度降低,林下植物多样性指数和均匀度指数减少。     

陇东黄土高原不同林龄刺槐林土壤碳通量及其组分特征

基于红外气体分析技术,对陇东黄土高原田家沟水土保持科技示范园不同林龄(12,14,15,18a)刺槐林土壤碳通量进行定位监测,同时以荒草地为对照,分析土壤碳通量日、季变化及组分特征。结果表明:不同林龄刺槐林土壤碳通量日变化差异显著(P0.01),日变化趋势表现为昼高夜低的单峰曲线,13:00—15:00达到最大值,最小值出现在2:00—5:00;不同季节间土壤碳通量差异显著(P0.01),具体表现为夏季春季秋季冬季,夏季土壤碳通量为冬季的8.78~20.32倍;刺槐林春季土壤碳通量以自养呼吸为主,夏、秋两季以异养呼吸为主,冬季自、异养呼吸贡献率基本一样,荒草地春、夏、秋3季以异养呼吸为主,冬季与林地表现一致;刺槐林年土壤CO_2排放量随林龄增加而增加,年排放量2 069.63~4 590.35g/m~2,荒草地土壤CO_2年排放量2 806.27g/m~2,低于18a刺槐林,高于其余各林龄。研究结果为陇东黄土高原刺槐人工林土壤的固碳效应及经营措施提供依据。     

不同干扰措施下黄土丘陵区人工刺槐林生长结构及土壤理化性质分析

为合理经营管理人工刺槐林,提高其稳定性,通过野外调查与室内分析相结合的方法,对不同干扰措施下林龄为30a左右的刺槐×柠条,刺槐×油松,刺槐×连翘等3种混交林中刺槐与33龄刺槐纯林的生长指标、土壤理化性质及林下植物多样性进行了分析。结果表明,不同的抚育管理方式对混交林和纯林中刺槐乔木的密度影响较小,刺槐通过无性繁殖自我修复,密度均维持在1 000～1 500株/hm2;纯林中乔木蓄积量显著高于3种混交林;纯林径阶主要分布在8～16cm,占样地内刺槐的79.31%,混交林主要分布在2～12cm,占样地内刺槐的82.58%左右;纯林内刺槐胸径与其树冠的投影面积相关系数r=0.385,混交林内的刺槐为r=0.735,混交林内刺槐树形结构好于纯林;纯林对土壤容重、有机质的改善作用差于混交林,混交林中以刺槐×柠条林改善土壤容重作用最显著,纯林和混交林在0—5cm土层的有机质含量平均值分别为15.50,15.19g/kg,5—60cm土层有机质含量平均值混交林较纯林高70.6%;纯林林下草本层多样性指数高于混交林,但丰富度指数、均匀度指数均低于混交林。     

晋西黄土丘陵区坡面刺槐林地土壤水分研究

 为研究晋西黄土丘陵区刺槐林分土壤水分状况,通过2年的定位观测,标定了该地区刺槐林分土壤水分特征曲线,探讨了刺槐林分土壤水分的空间变化规律及其影响因子。结果表明:刺槐林分利用土壤水分范围较广,其林分可以栽植在峁顶、阳坡及半阳坡等处;12年刺槐林分密度低于2250株/hm²时,林地土壤水分可以在生长季末得到补充,而超过2250株/hm²时,林地土壤水分得不到补充,林分在翌年的部分月份处于水分亏缺状况,限制了林木的生长;月降水量、蒸发量是影响林地土壤水分的主要气象因子,郁闭度、胸径、林分生产量等因子是影响刺槐林分土壤水分的植被因素。     

陕北黄土区人工刺槐林地土壤水势特征

为了研究黄土区人工林地土壤水分特征曲线及土壤水势特征,以陕北黄土区人工刺槐林地为研究对象,利用中子水分仪和中国科学院地理科学与资源研究所设计的负压计,对其2015年4月1日—2015年10月31日0—200cm土层的土壤含水量和土壤水势进行了连续观测,并运用灰关联法分析了表层(0—40cm)、中层(50—120cm)、深层(130—200cm)及4—10月土壤水势灰关联度。结果表明:(1)陕北黄土区人工刺槐林地各土层土壤水分特征曲线可用Gardner模型幂函数方程θ=aS-b进行拟合,拟合参数a值大小为表层土壤(0.103 8)中层土壤(0.094 4)深层土壤(0.086 0);b值大小为表层土壤(0.284)中层土壤(0.291)深层土壤(0.298)。(2)通过土壤水分特征曲线求得人工刺槐林地土壤水分常数,田间持水量和凋萎系数的平均值分别为25.53%和8.42%,最大有效水范围平均达17.11%。通常用土壤水吸力为0.1 MPa时,比水容量值来表征土壤供水能力,人工刺槐林地该值的大小表现为表层土壤(56.73%)中层土壤(53.74%)深层土壤(50.84%)。(3)人工刺槐林地土壤水势垂直空间分布表现为表层土壤水势从-0.21 MPa逐层增加到-0.08 MPa,中层土壤水势动态波动较大,整体呈下降趋势,深层土壤水势稳定在-1.14 MPa附近。灰关联度分析得出R12(0.899 8)R23(0.711 5)R13(0.702 8),人工刺槐林地土壤水势表层与中层关系较为密切,深层与中层关系次之,表层与深层关系最差。(4)人工刺槐林地0—200cm土层土壤水势,4—6月呈下降趋势,7—8月显著上升,9—10月再次下降。从各月土壤水势灰关联度来看,R_(10)(0.868 9)R_(05)(0.806 7)R_(09)(0.780 4)R_(07)(0.676 3)R_(06)(0.654 8)R_(08)(0.611 4),人工刺槐林地土壤水势10月,5月,9月变化态势与4月关联度较高;土壤水势7月,6月,8月与4月关联度较差。     

华北低山丘陵区绿豆和玉米农田土壤呼吸动态研究

不同作物覆被下的土壤呼吸研究是农田生态系统碳循环的重要研究内容.基于气体红外分析技术,2006年对华北低山丘陵区绿豆和玉米农田的土壤呼吸进行观测,并分析两种农田生态系统土壤呼吸的日动态和季节变化特征及其影响机制.结果表明,绿豆全生育期(7月15日-10月3日)的平均土壤呼吸速率为2.11 μmol·m-2·s-1,显著大于玉米的1.90μmol·m-2·s-1(P＜0.05).两种植被覆盖下的土壤呼吸均呈现明显的季节变化规律,最大值均出现在8月9日,玉米土壤呼吸的季节变化振幅大于绿豆.统计分析表明,土壤温度是绿豆和玉米生态系统土壤呼吸动态变化的主要影响因子,van't Hoff模型和Arrhenius模型模拟的决定系数均超过0.73,土壤呼吸与土壤水分的相关关系不明显.绿豆和玉米土壤呼吸的温度敏感性指数Q10分别为3.31和2.16,Arrhenius模型模拟效果略优于van't Hoff模型,玉米土壤的活化能(79.41kJ·mo1-1)大于绿豆土壤(55.72kJ·mol-1).     

太行山丘陵区刺槐人工林主要养分元素分配及循环特征

为了解刺槐人工林养分循环特征,以太行山丘陵区刺槐人工林为研究对象,采用样地标准木收获法,对其生物量和养分循环进行研究。结果表明：1）刺槐林乔木层总生物量为39.87 t/hm^2,各器官生物量排序为树干〉树根〉树皮〉树枝〉树叶,树干所占生物量比例最大,叶生物量最小。2）3种元素在各器官中含量表现出较大差异,在树干、树根和树皮中的含量大小排序是N〉Ca〉P,枝、叶中含量排序为Ca〉N〉P。3）各器官营养元素积累量、年存留量分配关系为树干〉树叶〉树枝〉树根〉树皮,林分3种营养元素积累量为633.20 kg/hm^2,积累量和年存留量大小排序为Ca〉N〉P,Ca积累量最多（368.36 kg/hm^2）,P最少（18.19 kg/hm^2）,N居中（276.65 kg/hm^2）。4）凋落物营养元素年归还量为286.52 kg/hm^2,3种营养元素年归还量大小排序为Ca〉N〉P,Ca最高（196.48 kg/hm^2）,分别是N和P的2.31倍和40.26倍。5）刺槐人工林吸收系数排序为N〉P〉Ca,富集系数为N〉P〉Ca,刺槐对N吸收系数、富集系数均高于P、Ca,利用系数、循环系数排序是Ca〉N〉P,Ca周转时间最短（1.87 a）,P最长（3.73 a）,N居中（3.25 a）。