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_(0.25 mm),而不同粒级团聚体中TP和Mg储量差异较小。(3)全土和团聚体有机碳及养分储量主要受5 mm粒径团聚体有机碳(SOC_(A5 mm))、2～5 mm粒径团聚体总氮(TN_(A2～5 mm))含量以及土壤pH的影响;团聚体稳定性主要受WSA_(5 mm)、土壤pH以及2～5 mm粒径团聚体有机碳(SOC_(A2～5 mm))含量的影响。(4)复层林不同伴生树种对团聚体组分、稳定性、土壤有机碳及养分储量有重要影响,主成分分析(PCA)发现,杉木纯林引入紫楠(杉木+紫楠)后显著影响全土和团聚体磷镁储量以及MWD和GMD;杉木纯林引入红茴香(杉木+红茴香)后显著影响全土和团聚体碳氮储量。[结论]杉阔异龄复层林的构建有利于改善杉木纯林土壤理化性质,尤以乔木阔叶树种紫楠和红茴香引入,对杉木纯林土壤团聚体稳定性和有机碳及养分储量的改善效果更佳。     

不同土地利用类型下川西亚高山土壤活性有机碳研究

采用常规方法,测定、分析了川西亚高山5种不同土地利用类型的土壤活性有机碳含量,结果显示土壤有机碳含量均是上层大于下层。在0～10cm土层土壤总有机碳含量表现为灌木林地落叶松林地退耕还林地云杉林地农田;10～20cm土层土壤总有机碳含量表现为灌木林地落叶松林地云杉林地退耕还林地农田。上下层平均值来看灌木林地有机碳含量最高为79.86g.kg-1,是云杉林地的2.85倍,是落叶松林地的1.49倍,是退耕还林地的1.62倍,是农田的3.34倍,表现为灌木林地落叶松林地退耕还林地云杉林地农田。上下层土壤微生物生物量碳含量均表现为灌木林地落叶松林地退耕还林地云杉林地农田;上下层土壤水溶性有机碳含量均表现为落叶松林地灌木林地云杉林地退耕还林地农田。     

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。     

柳杉人工林皆伐后初期土壤有机碳和微生物量碳动态

本文研究了华西雨屏区柳杉人工林皆伐后1年内土壤有机碳和微生物量碳动态。结果表明:柳杉人工林皆伐林地土壤平均有机碳含量比对照(未皆伐林地)减小2.01 gC.kg-1,但差异不显著,而土壤平均有机碳储量及微生物量碳分别比对照减少20.97 tC.hm-2、6.68 mg.kg-1(P0.05);皆伐林地土壤有机碳含量及微生物量碳均随季节的变化而逐渐降低,但有机碳储量随季节的变化无明显减少趋势;皆伐林地土壤四季的有机碳含量、碳储量和微生物量碳差异不显著。皆伐对柳杉人工林土壤有机碳储量的影响主要表现在0~20 cm土层(P0.05);皆伐林地和对照在0~40 cm土层的微生物量碳和有机碳含量都表现出显著相关性(P0.05),但对照的相关性高于皆伐林地。总之,柳杉人工林转变为采伐迹地后,其初期土壤有机碳储量和微生物量碳都明显减少。     

落叶松人工林、皆伐迹地及农田土壤碳及肥力的差异

采集东北地区落叶松人工林、皆伐迹地和农田不同深度土壤进行分析,以便确定森林皆伐、农田化过程中土壤碳及肥力变化及其垂直剖面差异。结果表明:1)4个地点林地0~20 cm土层有机碳储量平均为93.0 t·hm-2,显著高于农田57%和皆伐地24%,而深层(20~80 cm)农田土壤有碳储量均值大多高于林地和皆伐迹地(P<0.05),但是后二者差异大多不显著;无机碳较有机碳低3个数量级,且与有机碳变化趋势相反,但对土壤碳收支影响较小。2)农田0~20 cm土壤全氮和碱解氮储量分别较林地低52%和65%(P<0.05),较皆伐迹地低30%和86%(P<0.05),但深层呈农田高于林地与皆伐迹地的趋势;农田0~20 cm土壤全钾储量高于林地39%(P<0.05),深层差异呈变小趋势;不同土层及不同处理方式之间土壤全磷储量均未产生显著变化。3)农田0~20 cm土壤密度显著高于林地(27%)(P<0.05)和皆伐迹地(15%)(P<0.05),但是深层差异不显著;不同土层林地、皆伐迹地和农田土壤pH值和电导率差异均未达到显著水平(P>0.05)。综合来看,不同处理对土壤的影响表层大于深层且差异明显,多数指标在农田、林地、皆伐迹地间变化趋势表层与深层不同甚至相反。     

托克托县不同土地利用类型土壤有机碳和碳密度分布

对内蒙古托克托县4种典型土地利用类型土壤50 cm剖面各层的土壤含水率、土壤容重和有机碳含量进行测定,研究了该地区土壤有机碳(SOC)和有机碳密度(SOCD)分布特征。结果表明,4种土地利用类型的SOC含量和SOCD均为表层较高,沿土壤剖面垂直变化总体呈下降的趋势。农田、枸杞林和草地3种土地利用类型土壤表层0~20 cm各层SOC含量和SOCD均高于底层,防护林地表层0~30 cm各层SOC含量高于底层。土地利用类型对SOC和SOCD有一定的影响,4种不同土地利用类型的SOC含量和SOCD从高到低依次为草地防护林枸杞林农田。草地、防护林和枸杞林对土壤有机碳的贮存优于农田地。     

中亚热带不同树种对土壤团聚体组成及其碳、氮含量的影响

【目的】分析中亚热带不同树种、土层、粒级及其交互作用对土壤团聚体粒级组成及其碳、氮含量、储量及碳氮比的早期影响,揭示种植不同树种对土壤团聚体组成及其碳、氮含量的影响,以期为中亚热带地区造林和营林中合理选择树种提供科学依据。【方法】通过随机区组设计,于2012年2月在土壤发育和经营历史相同的林地上建立了中亚热带地区常见树种同质园。2019年8月测定各树种不同土层(0～10、10～20、20～30、30～40和40～50 cm)不同粒级(>2、1～2、0.25～1和0.053～0.25 mm)团聚体的质量百分含量、有机碳和全氮含量、储量及碳氮比。【结果】1)各土层团聚体均以>2 mm粒级为主,且>2 mm粒级团聚体的质量百分含量随土层加深而降低,并在木荷、米槠和杜英土壤中较高,而1～2 mm粒级团聚体的质量百分含量则在马尾松林土壤中最高;2)各粒级团聚体的有机碳含量随土层加深而降低,各土层团聚体的有机碳含量则随粒级减小呈先增后减的趋势,其中,0～10 cm土层团聚体的有机碳含量以1～2 mm粒级最高,而20～30、30～40和40～50 cm土层团聚体的有机碳含量则均以0...     

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),阐明土壤团聚体有机碳及其贡献率状况。【结果】不同林龄鹅掌楸人工林的土壤团聚体组成各不相同,但均以大团聚体(> 0.25 mm)为主,含量为54.98%~84.90%,且成熟林的大团聚体含量较幼龄林、中龄林分别显著提高了17.84%、25.52%;土壤团聚体稳定性指标:平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均以成熟林的最大、幼龄林其次、中龄林最小,并且土壤团聚体稳定性指标存在明显垂直分布特征,随土层加深呈下降趋势;土壤团聚体有机碳含量及有机碳贡献率都以大团聚体中为最高;随着林龄增加,成熟林土壤团聚体有机碳含量显著高于幼龄林、中龄林,且于各林龄内,各粒级团聚体有机碳含量随土层加深呈下降趋势;土壤大团聚体有机碳贡献率随鹅掌楸林龄增加显著增大,并于成熟林土层达到80%;土壤团聚体与土壤团聚体有机碳含量相互联系,相辅相成。【结论】随鹅掌楸人工林的林龄增加,土壤大团聚体组成、团聚体稳定性、团聚体有机碳含量及土壤大团聚体有机碳贡献率总体呈增加趋势。     

土地利用方式变化对湘中丘陵区土壤碳氮含量的影响

对湘中丘陵区水田、旱地、农田、撂荒地和林地5种土地利用方式下土壤碳氮含量垂直分布特征进行比较分析。结果表明:5种土地利用方式下,土壤有机碳含量的空间垂直分布基本随着土层深度的增加而降低,水田的土壤全氮、有机碳平均含量、土壤容重均值均高于旱地土壤,水田土壤全氮含量、有机碳含量、土壤容重分别为2.03%、3.89 g/kg、1.20 g/cm~3;农田土壤的有机碳、全氮含量、碳氮比均高于撂荒地土壤的;水田转化为林地后,土壤全氮含量和有机碳含量分别比水田土壤低212.00%和80.80%,而土壤容重比水田的高7.69%,但林地土壤的容重高于农田;农田撂荒后,土壤的全氮含量变化规律呈现随土层深度增加而减少的趋势,最高值出现在0~5 cm土层,为0.314%,最低值出现在30~35 cm土层,为0.052%。     

深圳丘陵地带不同植被类型森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征研究

研究森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征,对摸清森林土壤结构形成及其碳稳定机制有重要科学意义。本研究以深圳市丘陵地带针叶林、阔叶人工林和次生阔叶林等3种不同植被类型、70个调查点森林土壤为研究对象,各调查点按0~10 cm和＞10~30 cm剖面进行采样,对土壤有机碳组分和团聚体含量进行分析。结果表明,3种植被类型表层土壤（0~10 cm）的有机质（OM）和全氮（TN）含量存在显著差异（P＜0.05）,而亚表层土壤（＞10~30 cm）养分间的差异均未达到显著水平。不同植被类型土壤各有机碳组分均存在差异,表层土壤有机碳组分均高于亚表层,且以活性有机碳含量最高。此外,不同植被类型表层土壤间的差异主要体现在微团聚体上（＜0.25 mm）,亚表层土壤则主要体现在微团聚体和1~2 mm团聚体上。除表层土壤电导率（EC）与惰性有机碳间的相关性外,两层土壤的EC、OM和TN含量与4种有机碳组分均呈极显著正相关（P＜0.001）;＞10 mm团聚体对有机碳矿化有显著正向调控,＞2~5 mm团聚体则表现为显著负影响。由此认为,3种植被类型间土壤养分和有机碳组分含量存在差异,且表层土壤的含量总是高于亚表层;不同土壤团聚体间的差异主要体现在微团聚体上;土壤养分含量是调节有机碳矿化的关键因子。