植被恢复模式对土壤团聚体和有机碳储量的影响

为探究喀斯特石漠化区不同的植被恢复模式对土壤团聚体稳定性和土壤有机碳储量产生的影响,以高原山地喀斯特石漠化区3种典型植被恢复模式(草地、林草地和林灌草地)下的土壤为研究对象,分别用干筛法和湿筛法研究不同年份、不同处理方法下不同土层的土壤团聚体稳定性和土壤有机碳储量的分布特征。结果表明：在林灌草地的两个土层土壤中平均重量直径(D_mw)和几何平均直径(D_gm)均高于草地和林草地;与2018年的结果相比,2019年各样地的土壤有机碳储量均升高,其中,与草地和林草地相比,林灌草地模式下的土壤有机碳储量显著升高(P<0.05),林灌草地土壤有机碳储量在0～10和10～20 cm土层分别比草地升高了52.52%和37.08%;与湿筛法的结果相比,干筛法能够更好地避免水溶性碳的损失,是表征喀斯特高原山地土壤团聚体稳定性的优选方法。混合种植的植被恢复模式能够提高土壤团聚体的稳定性,促进土壤有机碳的固存,有效维持喀斯特地区生态恢复的土壤质量,具有提高土壤养分储量的巨大潜力。     

土地利用变化对土壤物理组分中有机碳分配的影响

根据宁夏固原地区近 2 5a的历史资料 ,本文将土地利用类型分为 :天然次生林 (山杨、辽东栎、灌木 )、次生林砍伐后形成的牧草地、农田及农田或牧草地形成的人工林 (13a、18a、2 5a华北落叶松 ) ,并应用土壤有机质物理分组方法对这些类型 0～ 110cm土层土壤物理组分中的有机碳 (轻组有机碳与颗粒有机碳 )含量、分配比例及非保护性有机碳分配比例进行了研究。结果表明 :轻组有机碳分配比例 ,几种天然次生林比人工林、牧草地和农田都显著低 ,而人工林、牧草地与农田之间的差异却不显著 ;轻组有机碳含量 ,农田和牧草地比天然次生林分别低 4 6 %和 14 %以上 ,人工林比农田和牧草地分别高 10 0 %和 2 7%以上 ;颗粒有机碳分配比例 ,天然次生林比人工林和农田低 ,牧草地与天然次生林的差异不显著 ;颗粒有机碳含量方面 ,农田和牧草地比天然次生林分别低 38%和 2 5 %以上 ,而人工林比农田和牧草地分别高 79%和 4 7%以上 ;非保护性库中有机碳分配比例方面 ,天然次生林比人工林、农田低。从以上结果可以看出 ,天然林变成农田使土壤有机碳稳定性降低 ,而变成牧草地则影响较小。在农田中造林 ,对土壤有机碳的稳定性影响较小 ,而在牧草地中造林则使土壤有机碳稳定性降低。土地利用变化主要对 0～ 5 0cm土层内的土壤物理     

不同林龄鹅掌楸人工林土壤团聚体及其有机碳状况

[目的]研究鹅掌楸人工林土壤团聚体及其有机碳状况,为合理经营鹅掌楸人工林、促进林业可持续发展提供依据.[方法]以不同林龄鹅掌楸人工林(幼龄林、中龄林、成熟林)土壤为研究对象,通过野外调查和室内分析,测定各粒级土壤团聚体及其有机碳含量,分析土壤团聚体稳定性主要指标即平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD),阐明土壤...     

杉阔异龄复层林对土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的影响

[目的]研究杉木纯林转化为杉木阔叶树异龄复层混交林(简称杉阔复层林)对土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的影响,为杉木人工林结构优化调控和可持续发展提供理论依据。[方法]以浙江开化不同树种构建的杉阔复层林和杉木纯林为研究对象,分析0～20 cm土层水稳性团聚体(WSA)稳定性以及全土和团聚体有机碳(SOC)、总氮(TN)、总磷(TP)和镁(Mg)储量的变化。[结果](1)杉阔复层林和杉木纯林<0.25 mm水稳性团聚体(WSA_{<0.25 mm})占比最高;与杉木纯林相比,复层林均显著增加>5 mm水稳性团聚体(WSA_{>5 mm})比例,同时也显著提高土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),降低了团聚体分形维数(D)。(2)杉阔复层林和杉木纯林不同粒级团聚体中SOC和TN储量变化趋势一致,均为WSA_{>5 mm}、2～5 mm粒径水稳性团聚体(WSA_{2～5 mm})>0.25～2 mm粒径水稳性团聚体(WSA_{0.25～2 mm})>WSA...     

川西亚高山天然次生林不同演替阶段土壤团聚体组成及有机碳分布特征

川西亚高山天然次生林是西南亚高山林区水源涵养林的主要森林类型,在该区域森林生态系统的碳收支上有重要的作用.本文采用干筛法和重铬酸钾氧化-外加热法对不同演替阶段的次生林土壤结构及有机碳分布特征进行了研究,研究发现本区域各演替阶段次生林的土壤团聚性均比较强,大团聚体的含量为冷杉+桦木混交林最高,且大团聚体的形成与有机质含量...     

北亚热带土地利用变化对土壤有机碳垂直分布特征及储量的影响

利用野外调查的方法,研究了北亚热带地区土地利用变化对土壤有机碳的垂直分布特征及储量的影响.研究结果表明:(1)除茶园土壤外,不同林分土壤有机碳含量均以0～10cm土层最大,随着土层深度的增加,含量总体表现为下降的趋势;茶园土壤有机碳含量在0～30cm土层范围内增加,30cm以后表现下降的趋势;(2)次生林转变成农耕地以后土壤有机碳含量平均下降21.1%,而转变成集约经营早竹林后,土壤有机碳含量平均下降近48.5%;1m深度以内,土壤有机碳平均含量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、集约经营毛竹林、马尾松林、农耕地、杉木林和早竹林;(3)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋势和土壤有机碳含量变化趋势基本一致;次生林转变成长期经营的农耕地后,土壤有机碳储量下降22.5%,而转变成长期集约经营早竹林后土壤有机碳储量则下降51.4%9种土地利用类型中,土壤有机碳储量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、马尾松林、农耕地、集约经营毛竹林、杉木林和早竹林.     

豫东南沙地4种人工林土壤团聚体稳定性及有机碳分布研究

为探究林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳分布特性的影响,以豫东南沙地4种典型人工林(桂花、合欢、栾树和女贞)为研究对象,通过野外调查、取土壤样品和室内试验对土壤团聚体和有机碳进行测定、分析。结果表明,①4种林分类型下土壤大团聚体(>0.25mm)含量最高,占林地土壤总团聚体的69.63%%~97.30%,粒径0.25~0.15mm团聚体含量最低,且不同林分类型下各层土壤团聚体的质量分数呈现不同的差异。②表层(0~10cm)土壤团聚体平均质量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)均表现为栾树>合欢>桂花>女贞,分形维数(D)排序则与之相反,变化范围为2.515~1.653,栾树的土壤结构稳定性最强。③随土壤团聚体粒径的减小,4种林分土壤有机碳含量总体上呈现先升后降趋势,土壤剖面上也表现出随土层加深而下降。不同林分类型下,土壤有机碳含量差异性表现为合欢最高,栾树最低,变化范围分别为45.76~7.65和17.78~3.49g/kg。④回归分析表明,女贞林分下土壤大团聚体与有机碳含量相关性最强,土壤有机碳可解释17.5%土壤大团聚体含量的变化。研究得出该地区栾树林下土壤团聚体稳定性较强,合欢林下土壤有机碳含量最高。     

喀斯特森林植被自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1 2 mm、0.5 1 mm团聚体质量百分比(4.74%52.37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%59.98%)均高于0.25 0.5 mm、<0.25 mm团聚体;相同土层中的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0 10 cm土层23.47 55.82 g·kg-1,>20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.57 11.93 g·kg-1)均随植被自然恢复呈增加趋势;同一恢复阶段的相同粒级团聚体土壤有机碳含量(0 10 cm土层23.47 55.82 g·kg-1,>20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.5711.93 g·kg-1)随土层加深呈减少趋势;同一恢复阶段的同一土层团聚体中1 2 mm团聚体中有机碳含量(16.9053.43 g·kg-1)最低但其质量百分比有机碳含量(5.24 22.12 g·kg-1)最高;随植被自然恢复土壤团聚体分形维数在0 10 cm土层(2.01 2.16)呈增加趋势、在>20 cm土层(2.04 2.24)呈减小趋势;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构演化的核心可能是上层土壤细化和下层土壤粗化;喀斯特森林植被自然恢复中土壤结构有所改善;土壤团聚体分形维数可以作为喀斯特植被自然恢复中土壤有机碳质量评价的指标;加强保护喀斯特森林使其自然恢复,既有利于土壤结构的改善与减少侵蚀,也有利于土壤有机碳循环和累积。     

凤阳山不同林分类型表层土壤团聚体有机碳分布特征

以凤阳山自然保护区常绿阔叶林与杉木Cunninghamia lanceolata林、柳杉Cryptomeria fortunei林与针阔混交林0～20 cm土层为研究对象,采用干筛法,研究同一采样点不同林分类型土壤团聚体有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳的变化特征。结果表明:总体上,各林分土壤团聚体内有机碳、易氧化有机碳和稳定态有机碳含量随团聚体粒径变小均呈逐渐升高趋势。常绿阔叶林土壤团聚体有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳分别在0.5～2.0 mm(14.81 g/kg)、0.5～2.0 mm(1 748.28 mg/kg)和<0.5 mm(3.35 g/kg)粒径内最高,杉木林与常绿阔叶林分布规律一致;针阔混交林土壤团聚体有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳分别在<0.5 mm(12.77 g/kg)、2～5 mm (1 724.65 mg/kg)和<0.5 mm(2.88 g/kg)粒径内最高,柳杉林均在<0.5 mm粒径内最高。常绿阔叶林各粒径团聚体内有机碳、易氧化有机碳和稳定态有机碳含量基本高于杉木林同粒径;柳杉林各粒径团聚体内有机碳和稳定态有机碳含量也...     

不同土地利用形式下表土有机碳含量、密度特征的研究

通过对西江流域肇庆三叉顶市区自然保护区典型样地调查,对比分析了林地(针阔混交林、竹林、马尾松林)、农用地（果园、稻田、旱地)与邻近荒地的0～20cm土壤有机碳含量和密度特征及其影响因子。结果表明：（1）有机碳含量大小顺序为林地(20.71±5.24 g kg-1 )> 农用地 (13.50±6.05 g kg-1 ) >荒地(12.87±4.20g kg-1 )。林地比农用地、荒地表土有机碳含量分别高出34.81％和37.86％。林地表土有机碳含量极显著高于农用地和荒地,而农用地和荒地间则无显著差异。表土有机碳密度差异极显著,有机碳密度大小顺序为林地（3.09±0.88 kg m-2）>荒地（2.99±0.93 kg m-2）>农用地（2.28±1.01 kg m-2）。（2）针阔混交林、竹林、马尾松叶林3种林分类型的表土有机碳含量、密度的大小顺序均为针阔混交林>竹林>马尾松林;在有机碳含量方面,针阔混交林与马尾松林有显著差异;3种林分中,针阔混交林、竹林均与荒地有显著差异,而马尾松林与荒地则无显著差异。在有机碳密度方面,针阔混交林）>竹林>马尾松林,针阔混交林与马尾松林有显著差异。（3）3种农用地有机碳含量大小顺序为果园)>稻田>旱地,果园与旱地之间有显著差异,旱地有机碳含量比果园低58.09%,旱地与水稻田之间无显著差异,3者与荒地均无显著差异。有机碳密度顺序有所变化,大小顺序为果园>旱地 >稻田,3者之间均无显著差异,但旱地、水稻田均与荒地有显著差异。（4）土壤氮水平、电导率对林地、农用地土壤碳固定有正效应,而容重则有负效应;而受施肥和耕作等因素影响,农用地的表土有机碳含量还与石砾含量显著负相关;荒地的土壤有机碳含量则仅与容重显著负相关。     

Effects of Land Uses on Soil Organic Carbon and Carbon Pool Management Index

Carbon management index（ICM） is used to evaluate the scientificity of soil management.Soil organic carbon（SOC） and readily oxidized carbon （ROC） contents under Leucaena leucocephala stand, Acacia glauca stand,Acacia auriculiformis stand, Azadirachta indica stand,wasteland and dry cropland were determined and their ICM were calculated.The results showed that the SOC and ROC contents under the 6 land use types were 4.22-5.92 g·kg^-1 and 1.34-2.33 g·kg^-1,respectively.No significant differences in SOC contents among these land uses were observed.The ROC contents under the 4 types of woodland,however,were significantly higher than these under dry cropland or wasteland（P<0.05）. The ROC were high significantly（P<0.001） correlated（R² is 66.3%） with SOC.Compared with wasteland,the ICM ranged from 1.77 to 2.36 under these woodlands,and 0.99 under dry cropland.It is revealed that the litter quantity and land management under these land uses may be the key factors resulting in the variation of ROC.At ecological fragile region of Dry-hot Valley,closure management is useful to sequestrate C in woodland soils.However,the management systems for soil carbon pool under dry cropland are not in a sound way.     

土地利用方式对土壤有机碳和碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数反映土壤管理的科学性.对比研究了干热河谷新银合欢林、苏门答腊金合欢林、大叶相思林、印楝林、荒地和旱耕地土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)含量和土壤碳库管理指数.结果表明:6种土地利用方式下SOC和ROC含量范围分别为4.22～5.92 g·kg-1和1.34～2.33 g·kg-1.各利用方式...     

黄土区人工与天然植被对凋落物量和土壤有机碳变化的影响

在黄土丘陵区选择从耕地、草地、灌木林到乔木林样地,不同样地内设立1 m × 1 m(乔木10 m×10 m)的样方,分析样方内凋落物积累量、碳氮含量、土壤有机碳(SOC)和可溶性碳(DOC)含量变化.结果表明:天然草地、灌木林、乔木林凋落物积累量依次为5.3,12.1和32.4 t·hm-2;但人工灌木林和乔木林的凋落物积累量分别为6.7和11.4 t·hm-2,分别是天然灌木林和乔木林的1/2和1/3.随着植被的恢复,天然植被凋落物的C/N高于人工植被(刺槐林除外).与耕地SOC(4.67 g·kg-1)相比,天然灌木林地SOC提高5.9倍,人工灌木林地提高1.8倍;天然乔木林地提高8.0倍,而人工乔木林地仅提高4.0倍.凋落物积累量与0～20 cm土层土壤有机碳存在显著线性相关关系(R2>0.83),但20 cm以下线性相关关系不显著.凋落物积累量与0～10 cm土壤可溶性碳含量存在显著线性相关关系(R2>0.893),与10～60 cm土层线性相关关系不显著,与80～100 cm土壤可溶性碳存在显著线性负相关关系.     

北亚热带天然次生林群落演替对土壤有机碳的影响

以北亚热带受损天然次生林为研究对象,探讨了植被演替对土壤有机碳的影响。结果表明:(1)不同演替年限常绿阔叶林,土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而减少并最终趋于稳定;土壤有机碳含量均随着演替年限的增加而不断增大,增加幅度在土壤剖面上呈现波动性;演替20 a到演替40 a群落土壤中的有机碳平均含量增加了56.30%(P<0.05)。(2)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋势和土壤有机碳含量变化趋势基本一致:总体上随深度增加而减少,在60 70 cm土层出现波动;不同土壤层次土壤有机碳储量也随着演替年限增加,呈上升趋势,增加幅度在土壤剖面上也呈现出波动性,0 80 cm土层有机碳储量平均增加了56.01%。(3)该地区森林土壤碳储量总体上较低,平均为79.13 t·hm^-2,且0 40 cm土层贮存的碳量比例相对其它地区要大,达到70%以上。(4)两种演替阶段,土壤有机碳含量与全氮、水解氮、速效磷、速效钾、速效钙、速效镁离子的含量均极显著相关。因此,应该加强亚热带森林的保护,促进天然次生林的正向演替,增加森林生态系统有机碳等的截留。     

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。     

林火对北方森林深层土壤有机碳的影响

林火干扰是驱动北方森林生态系统更新、演替以及物质循环的重要生态过程。林火的发生,显著地改变了北方森林地表以及土壤表层生物量和碳密度。然而,我们对林火是否对北方森林深层土壤(40cm以下)这个储量巨大的碳库的影响却缺乏关注。以大兴安岭呼中林区2010年火烧迹地为研究对象,并以相邻同等立地条件的未过火区为对照,通过样地调查、实验室分析,对林火对北方森林深层土壤碳密度的影响以及其与驱动因子的关系做了分析。结果显示:火烧迹地土壤有机碳随深度的分布规律与未火烧对照样地有显著差异,其深层土壤有机碳含量与碳密度显著低于未火烧区(n=56,P0.001);火烧迹地深层土壤有机碳中微生物量碳含量、易氧化有机碳含量显著高于未火烧迹地(n=56,P0.01),而土壤碳氮比、可溶性有机碳含量显著低于未火烧样地(n=56,P0.01);火烧迹地深层土壤含水量显著低于未火烧样地(n=56,P0.001),而土壤温度和p H值则显著高于未火烧迹地(n=56,P0.001)。由此可见,林火显著地降低了北方森林深层土壤有机碳的化学稳定性,并使土壤温度增加,促进了土壤微生物的生长,最终导致了深层土壤有机碳分解加速,储量下降。     

贵州省栎类土壤发生层特征及对土壤有机碳密度的影响

采用野外实地调查和室内实验分析相结合的方法,以贵州栎类林地为对象,研究分析栎类林地土壤发生层特征和土壤有机碳密度特征以及发生层对有机碳密度的影响。结果表明:1)随着海拔不断上升,贵州省内栎类林地土壤发生层分布特征显著,且土壤发生层受外界气候影响显著性不断增加。2)随着土层深度增加,遵义和铜仁有机碳含量呈现下降趋势,土壤容重呈现不断上升趋势,且遵义有机碳密度变动幅度剧烈;黔南和黔西南有机碳密度变化趋势复杂,土壤容重变化呈现上升趋势。3)随着海拔上升,有机碳密度整体呈现上升趋势,其中黔西南样地海拔最低,土壤有机碳密度含量最低;遵义样地海拔最高,且土壤有机碳密度最高。4)Pearson指数和显著性指数研究表明,栎类林地有机碳密度与土壤发生层呈现一定相关性,但相关性不显著。     

林火干扰对森林土壤活性有机碳影响的研究

土壤活性有机碳作为森林土壤有机碳的活跃成分,在凋落物分解和土壤碳循环中发挥着重要作用。林火干扰通过改变土壤底物的数量和理化性质进而影响土壤活性有机碳,因而阐明林火干扰对土壤活性有机碳的影响是开展森林碳循环研究的基础。文中以6种土壤活性有机碳为研究对象,分别阐述林火干扰对土壤活性有机碳影响的研究进展。针对目前研究现状及存在问题,认为应进一步深化探究林火干扰后土壤微生物活性变化机制对土壤活性有机碳的影响,揭示土壤碳库平衡的影响机理;加强林火干扰后C-N耦合循环特征的研究;深入研究林火干扰后影响土壤活性有机碳的内在因素和外在因素的相互作用,综合评价林火干扰对土壤活性有机碳的短期与长期影响;加强林火干扰—土壤碳库—全球气候变化的交互关系研究,深入探讨林火干扰与土壤活性有机碳的相互作用关系及影响机理。     

重度火干扰下不同恢复年限对土壤有机碳的影响

自然火干扰作为泰加林中最主要的自然干扰,是促进泰加林土壤碳循环的主要方式。为探讨火干扰对土壤有机碳的影响,以新疆喀纳斯地区重度火烧不同恢复年限的泰加林火烧迹地为研究对象,研究比较在重度火干扰下,火烧后不同恢复年限对土壤有机碳含量及碳储量的影响。结果表明:在不同恢复年限的同一土层中,只有火烧后52年的火烧迹地土壤有机碳含量与未火烧对照土壤存在显著差异(P0.05),且不同恢复年限的0~10cm土层中的土壤有机碳含量均大于10~25cm土壤中的有机碳含量;不同恢复年限的火烧迹地中土壤碳储量均与对照土壤存在显著差异(P0.05)。本研究表明重度火干扰对土壤有机碳的影响较为持久。     

生草对桃园土壤有机碳及微生物多样性的影响

为探讨生草栽培对桃园土壤有机碳及微生物功能多样性的影响,在浙江省嘉兴市水蜜桃园设置栽培黑麦草、白三叶、紫花苜蓿及清耕试验。结果表明,与清耕相比,种植黑麦草、白三叶、紫花苜蓿后土壤有机碳含量分别提高21.1%、31.6%、25.0%(P<0.05),增加的部分以羰基碳为主;园地土壤微生物量碳、水溶性有机碳含量提高53.7%~130.4%、59.27%~80.3%(P<0.05);3种生草的土壤微生物活性(SMA)显著高于清耕,微生物Shannon指数(H)和均匀度指数(E)也表现为白三叶和紫花苜蓿处理显著高于清耕。综上,生草栽培可增加桃园土壤有机碳含量,提升土壤微生物功能多样性,其中以栽植白三叶效果为佳。