柏木低效林不同改造模式土壤抗冲性能

以四川省德阳市旌阳区低效柏木林改造8年后的5种模式(麻栎+杂交竹模式(LZ)、纯杂交竹模式(CZ)、柏木+桤木+杂交竹模式(BZQ)、柏木+麻栎模式(BL)、柏木+杂交竹模式(BZ))作为研究对象,柏木纯林(CB)作为对照,对柏木低效林不同改造模式的土壤抗冲性能进行研究。结果表明:(1)除LZ外,林分改造显著提高了表层土壤抗冲性能,其大小顺序为BZQ>BZ>CZ>BL>CB>LZ。方差分析显示,BL和CZ以及CZ与BZ之间差异不显著(p>0.05),各模式均与对照差异显著(p<0.05),表明在纯柏木林分中间植其他树种能有效提高林分土壤抗冲性,改造效果以BZQ最优。(2)林分改造显著增加了林分物种多样性,且表现出灌木层>草本层的趋势。灌、草层各物种多样性指数以BZQ相对较高,CZ和LZ相对较低,灌木层各物种多样性指数与抗冲性指标之间均未达到显著相关(p>0.05),草本层各物种多样性指数与抗冲性指标之间均呈显著(p<0.05)甚至极显著(p<0.01)相关。(3)林分改造显著影响土壤微生物以及土壤酶活性。不同模式同一土层表现出BZQ土壤细菌、真菌、放线菌数量最大,蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶、酸性磷酸酶活性最高;CB各微生物数量最少,酶活性最低。不同模式同一土层以及同一模式不同土层间的微生物数量、酶活性表现出显著差异(p<0.05)。抗冲性能与蔗糖酶活性、过氧化氢酶活性、脲酶活性和放线菌数量均呈极显著正相关(p<0.01),与细菌数量和总微生物数量均呈显著正相关(p<0.05)。(4)柏木低效林改造模式中0-10cm土层的细根生物量依次为CZ>BZQ>BZ>CB>BL>LZ,与土壤抗冲性顺序不同,可能是由不同树种的生物学特性所致。     

川南马尾松低效林不同改造措施对土壤碳、氮特征及其碳稳定性的影响

为探明马尾松低效林改造初期土壤碳、氮及碳稳定性变化特征,选取皆伐团状混交和林窗2种改造措施,以马尾松纯林为对照,分析3种模式土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、全氮(TN)、碳氮比(C/N)以及Kos变化。结果表明:(1)SOC、TN、ROC含量均表现出随土层深度的增加而降低的趋势。(2)0—40cm土层,SOC、TN、ROC含量均表现为对照林高于皆伐团状混交和林窗改造,0—20cm土层均表现出对照林小林窗大林窗皆伐团状混交,表明表层SOC、TN、ROC含量随人工干扰面积的增大而减少。(3)人工改造对土壤TN的影响主要表现在0—20cm土层,林窗改造与皆伐团状混交改造改变了土壤C/N的格局,0—20cm土层对照林高于林窗和皆伐团状混交,季节变化不同,林窗与皆伐块状混交含量变化不同。(4)0—20cm土层Kos表现为皆伐团状混交林窗对照,整个生长季节对照林Kos最低,稳定性最差。20—40cm土层有机碳氧化稳定性较0—20cm土层高,呈现由上到下稳定性增加的趋势,表明下层有机碳稳定性高于上层。     

论黄土高原地区低效刺槐林改造问题

在对低产,低质,低效刺槐林进行概念界定的基础上,分析了低效刺槐林形成的主要环境因素和人为因素,提出了不同成因的低效刺槐林更新改造的技术途径。     

辽东山区天然次生栎林土壤有机碳含量及其与理化性质的关系

通过对设置在辽东山区本溪市草河口镇和庄河市仙人洞镇两个典型天然次生栎林(Quercus spp.)样地内的土样进行分层(0—10,10—20,20—30,30—40cm)采集和室内分析,研究了0—40cm土层土壤有机碳、全氮、全磷等含量的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的关系。结果表明:土壤有机碳及全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量的含量均随土层加深而降低,而土壤容重随土层加深而增加,由t检验和方差分析得知,各指标含量在土层间差异均达到5%显著水平;土壤有机碳与粉粒、pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、阳离子交换量间均呈显著正相关(r=0.430 9~0.919 0,n=44,P0.01),与土壤容重、砂粒间均呈显著负相关(r=0.388 3~0.670 6,n=44,P0.01),而与黏粒间无显著相关性;由逐步回归分析得知土壤碱解氮、碳氮比、全钾、pH、全氮与有机碳间关系最为紧密。土壤有机碳与其他理化性质间关系密切,且以全氮、碱解氮、碳氮比、全钾和pH对其影响最大;同时,各指标均具有明显的剖面分布规律。     

低效林改造对土壤理化性质及水源涵养功能的影响

 通过调查分析广西苍梧县低效马尾松、湿地松纯林经采取异龄混交荷木、大叶栎等阔叶树种的改造措施后土壤理化性状及水源涵养功能,表明:1)低效林改造后,林地土壤养分含量得到提高,土壤物理性状得到改善;2)林地土壤水分状况和渗透性能得到显著提高;3)与低效马尾松纯林（2166 t/hm2）和湿地松纯林（2 075 t/hm2）相比,马尾松+荷木、湿地松+荷木和湿地松+大叶栎林地土壤蓄水量显著提高,分别达到2 543、2506和2 483 t/hm2;4)0～20 cm土层土壤理化性状改善幅度大于20～40 cm土层。低效林混交荷木、大叶栎后,改造效果明显,是低效林改造措施之一。     

黄土丘陵区典型草地土壤有机碳及微生物量碳的分布特征

对黄土丘陵区植被恢复中柳枝稷、长芒草和白羊草这3种典型草地土壤有机碳、微生物量碳以及团聚体中有机碳的含量变化和分布特征进行了研究。结果表明,土壤中有机碳、微生物量碳以及不同粒级团聚体中有机碳均集中分布在土壤的表层;不同草地类型下有机碳的含量大小顺序为:柳枝稷草地>长芒草草地>白羊草草地;相同土层深度土壤各粒级团聚体中有机碳的分布表现为2～1mm粒级团聚体中有机碳含量明显高于其它粒级中有机碳的含量;在3种典型草地中,柳枝稷草地土壤中有机碳含量和团聚体中有机碳含量高于长芒草和白羊草草地的含量,柳枝稷草地土壤微生物量碳的含量仅低于长芒草中的含量。     

黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳、氮密度变化特征

探讨了黄土丘陵区退耕种植10～40a的柠条、侧柏及刺槐林地0—60cm不同土层有机碳及全氮密度随退耕年限及在土层分布上的变化特征。结果表明:不同土层相比,退耕栽植柠条、侧柏、刺槐10～40a后0—20cm土层有机碳密度平均比20—60cm增加4.20,6.87,4.46Mg/hm2;0—20cm土层的全氮密度比20—60cm平均增加0.08,0.02,0.07Mg/hm2。与坡耕地比较,0—20cm土层在退耕30a中固碳速率为侧柏[0.33Mg/(hm2·a)]>刺槐[0.28Mg/(hm2·a)]>柠条[0.17Mg/(hm2·a)],固氮速率则为刺槐[0.03Mg/(hm2·a)]>侧柏[0.02Mg/(hm2·a)]>柠条[0.01Mg/(hm2·a)],且碳氮固定速率均显著高于深层土壤。10～30a不同退耕还林地增加的有机碳、氮平均分别有57%和51%来自0—20cm的土层。不同退耕还林地土壤C/N随土层深度的增加而减小。综上,退耕还林土壤表现出显著的提升土壤碳氮的效应,且以侧柏林地固碳能力较佳,刺槐林地固氮效果较好。     

长白山东部4种林分类型土壤有机碳及养分特征研究

以长白山东部长白落叶松天然林、长白落叶松人工林、天然阔叶混交林、天然针阔混交林4种林分类型为研究对象,对比分析了土壤有机碳(SOC)的垂直分布特征,以及与土壤理化性质的相关性.结果表明,4种林分下土壤有机碳含量及其差异程度随土壤深度增加均呈现逐渐减小的趋势.0-60 cm土层土壤有机碳含量大小依次为天然针阔混交林(33.64士17.48 g/kg)＞长白落叶松天然林(25.30±15.09 g/kg)＞天然阔叶混交林(22.13±13.74 g/kg)＞长白落叶松人工林(19.23±12.35 g/kg);天然针阔混交林0-60 cm土壤有机碳密度为21.44±8.31 kg/m2,显著高于其他3种林分类型,长白落叶松人工林最小,为14.29±1.59 kg/m2.对不同土层土壤有机碳和土壤理化性质进行相关分析,结果表明,整个土壤剖面有机碳含量与自然含水率、全N、全P、全K、速效K均呈极显著或显著正相关,与土壤密度呈极显著负相关;不同林分类型土壤有机碳含量和碳密度与全N均呈显著或极显著正相关,与土壤理化性质相关性存在较大差异.     

工程土石混合堆积体坡面植被恢复过程的土壤有机碳演变特征

采用"空间代替时间"的研究方法,研究了喀斯特区不同植被恢复时间(1、2、4、6 a)依坡倾倒而形成的工程土石混合堆积体土壤有机碳与土壤理化性质的变化特征及其互作关系。结果表明:随恢复时间增加,混合堆积体土壤有机碳增加,植物种类总数先增加后减少、且乔灌层植物种类增加而草本层植物减少,坡面的这一变化趋势大于台面;同样,坡面土壤全氮、C/N和全磷含量上升,全钾含量下降、容重降低,而台面土壤的这一变化则刚好相反;土壤有机碳与全氮、C/N显著正相关,与容重、pH负相关,坡面土壤理化性质间相关性弱于台面。前瞻性变量分析结果还表明,台面土壤C/N对有机碳提升的贡献率最高,而坡面全氮贡献最高,因此在土石混合堆积体坡面应优先选择具有固氮作用的豆科类植物栽植。本研究可为喀斯特区工程土石混合堆积体生态修复提供理论支持。     

黄河三角洲低质低效人工刺槐林分类与评价

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,依据树高、胸径、材积、郁闭度、土壤容重、孔隙度、有机质、初始入渗率、稳定入渗率、pH值及含盐量共14个树木形态及土壤理化指标,对黄河三角洲退化人工刺槐林进行分类与评价。结果表明:(1)黄河三角洲人工刺槐林树龄结构较为单一,仅依据以林分生长过程和林分结构为主的低质低效林分类标准不适合该区域退化人工刺槐林,需将树木生长状况及土壤理化性质结合起来进行分类与评价。(2)主成分分析表明,表征低质低效人工刺槐林的因子根据其影响大小排序依次为:土壤容重、孔隙度、林分郁闭度、树木材积、有机质和含盐量。(3)聚类分析表明,林分类型可划分为生长潜力型、轻度低效型、中度低质低效型、极度低质低效型和重度低质低效型5种类型,并依据参数值对其类型特征、产生原因及宜采取的经营措施进行了评价。     

长期外源有机物料添加对川中丘陵区农田土壤养分和有机碳组分的影响

有机肥和秸秆等有机物料添加是调控土壤肥力的重要手段，可促进农田土壤有机碳的数量和质量发生变化。研究选取盐亭紫色土农业生态试验站长期（16a）6种不同施肥处理试验小区，探究两种形式的外源有机物料（猪粪堆肥和秸秆还田）添加对土壤有机碳及总氮、总磷、硝态氮和速效磷养分含量的影响，并基于固态13C核磁共振波谱技术(13C-NMR)分析其对土壤有机碳化学组分的影响。研究发现，添加有机物料可显著增加0~30 cm土壤有机碳和各养分含量；猪粪堆肥施用对土壤总磷、速效磷和硝态氮含量的影响大于秸秆还田。结果还表明两种有机物料添加改变了耕层土壤有机碳化学组成及其稳定性，有机物料添加增加了0~10 cm表层土壤有机碳中烷氧基碳和羧基碳的比例，降低了烷基碳的比例，同时降低了10~20 cm土层羧基碳比例，增加了烷基碳比例。本研究可为区域旱耕地有机碳库稳定性及其碳汇功能评估提供科学依据。     

黄土丘陵区不同坡度下土壤有机碳流失规律研究

通过野外径流小区观测与采样分析,研究了自然降雨条件下坡度对土壤有机碳流失的影响.结果表明:在黄土丘陵区,随着坡度增加(10°～30°),其侵蚀强度(A)变化趋势为:A_20°>A_30°>A_15°>A_10°>A_25°,表明在20°和25°之间存在着临界坡度;土壤有机碳流失的变化趋势与侵蚀强度一致,可见有机碳流失主要受侵蚀强度的影响.土壤侵蚀造成了泥沙中有机碳的富集,其平均富集比为2.27～3.74,且富集比随着侵蚀强度和坡度增大而减小.土壤有机碳流失程度与降雨特征值PI₃₀呈幂函数关系.减少地表径流和土壤侵蚀是降低土壤有机碳流失的关键.     

豫西黄土丘陵区不同土地利用方式土壤团聚体有机碳含量及其矿化特征

以豫西黄土丘陵区阔杂林、刺槐林、灌草地、果园和耕地土壤为对象,应用室内培养法,研究不同土地利用方式对土壤团聚体中有机碳含量及其矿化的影响,结果表明:不同利用方式地之间5mm,2~5mm两个粒级风干团聚体含量无显著差异,阔杂林、刺槐林、灌草地和果园5mm水稳性团聚体含量较耕地均显著提高,刺槐林和灌草地2~5mm水稳性团聚体含量较耕地显著提高;阔杂林、刺槐林、灌草地和果园土壤结构破坏率较耕地均显著降低,不同土地利用方式对团聚体的影响,主要表现在对较大粒级团聚体形成和稳定性的影响上。不同利用方式地均以0.25~2mm团聚体有机碳含量最高;同一利用方式地各粒级团聚体有机碳含量差异较小,但各粒级团聚体对有机碳贡献率差异较大,团聚体对有机碳的贡献率主要取决于团聚体的含量。不同利用方式地5,2~5,0.25~2mm 3个粒级团聚体中,有机碳的累积矿化量和矿化速率均为刺槐林地阔杂林地灌草地果园耕地;各粒级团聚体有机碳矿化速率变化规律基本一致,拟合符合对数函数;团聚体可矿化有机碳的分配比例随粒级减小而变大,大团聚的固碳能力较小团聚体强。     

紫色土丘陵区坡面土壤有机碳含量及储量分布特征

为探明坡耕地土壤有机碳空间分布特征,对紫色土丘陵区坡耕地不同部位土壤有机碳及活性有机碳顺坡和深度分布进行分析。结果表明:坡耕地上坡土层深度仅为22.3cm,中坡和下坡土层深度约为上坡的2.09倍和3.30倍;与上坡比较,中坡和下坡土壤容重下降了0.2和0.04,土壤孔隙度增加了19.82%与3.83%。沿坡从上向下土壤有机碳及活性有机碳储量显著增加,下坡土壤有机碳及活性有机碳储量比上坡和中坡分别增加了674.74%,104.09%和958.51%,267.75%;不同部位土壤有机碳及活性有机碳含量随土层深度增加呈降低趋势,中坡和下坡土壤有机碳及活性有机碳含量的深度分布满足Y=alnX+b对数方程,上坡不符合该方程。坡耕地土壤有机碳与其活性有机碳含量呈极显著正相关。土壤沿坡耕地重新分配影响有机碳空间分布格局。     

湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳密度

通过实测对比分析了湘中丘陵区不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其密度.结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量随土壤深度的增加呈指数函数下降趋势(R2≥0.8184).且水平分布上表现为:经济林地(10.12 g/kg)＞人工林地(9.94 g/kg)＞次生林地(9.11 g/kg)＞坡耕地(7.90 g/kg)＞弃耕地(6.77 g/kg)＞苗圃地(5.95 g/kg);经济林地、人工林地、次生林地土壤有机碳含量与土壤pH值之间存在显著负相关性(p＜0.05),6种不同土地利用方式土壤有机碳含量与全氮含量之间均存在极显著正相关性(p＜0.01),人工林地和次生林地土壤有机碳含量与硝态氮含量之间存在显著的正相关性(p＜0.05).经济林地、弃耕地土壤有机碳含量与碱解氮含量之间存在极显著正相关性(p＜0.01).其它4种利用方式与碱解氮含量之间存在显著正相关性(p＜0.05);6种不同土地利用方式下土壤(0-60 cm)有机碳密度表现为:人工林地(91.57t/hm2)＞经济林地(89.51t/hm2)＞次生林地(83.13 t/hm2)＞坡耕地(72.70 t/hm2)＞弃耕地(58.05 t/hm2)＞苗圃地(43.63 t/hm2),与次生林地相比,苗圃地土壤有机碳的损失量最大.     

不同土地利用方式下第四纪古红土有机碳分布特征研究

以不同土地利用方式下（疏林荒草地、荒草地、林地和耕地）第四纪古红土和埋藏第四纪古红土剖面为研究对象,测定古红土各发生层全土及各粒级团聚体的有机碳含量,比较不同土地利用方式下第四纪古红土剖面及团聚体的有机碳分布特征。结果表明:（1）埋藏古红土有机碳含量较低,随深度分布均一,各粒级团聚体内有机碳含量随团聚体粒径减小而降低;（2）埋藏古红土出露地表后,由于受到人为活动影响,表层全土有机碳及各粒级团聚体有机碳含量均增加,呈现林地 > 耕地 > 疏林荒草地 > 荒草地 > 埋藏古红土的特征,其中,林地显著高于其他土地利用方式,说明林地是古红土分布区的一种较合理的土地利用方式;（3）耕地0 ~ 10 cm土层粒径 > 1 mm和 < 0.25 mm团聚体的有机碳含量均随团聚体粒径减小而逐渐增加,1 ~ 0.25 mm团聚体有机碳含量随团聚体粒径减小逐渐降低。其余土地利用方式下古红土均呈现 > 0.25 mm团聚体的有机碳含量随着团聚体粒径减小而逐渐降低,< 0.25 mm团聚体的有机碳含量随团聚体粒径减小而逐渐增加。     

红壤典型区不同类型土壤有机碳组分构成及空间分异研究

以江西省东乡县为研究区,基于土壤有机碳三库(活性、缓性和惰性碳库)一级动力学理论,通过22个土壤样品的实验室呼吸培养实验,计算了各土壤亚类的碳组分含量及占总有机碳的比例,并借助全县229个采样点获得了东乡县的活性、缓性和惰性有机碳的空间分布图。分析结果表明,淹育、潴育、潜育型水稻土和红壤的活性碳含量分别为0.54、0.72、0.72和0.33 g/kg,分别占其总有机碳含量的2.78%、2.83%、2.91%和2.57%;缓性碳含量分别为7.57、9.79、12.34和4.72 g/kg,分别占总有机碳含量的41.09%、45.25%、46.24%和37.12%;惰性碳含量分别为10.36、11.22、13.49和7.67 g/kg,分别占总有机碳含量的60.31%、56.13%、51.92%和50.67%。在空间分布上,活性、缓性和惰性碳含量均呈现由东南向西北减少趋势。分析表明水稻土各亚类活性和缓性碳含量高于红壤,说明水稻土不仅是该地区固碳的主要类型,也是较大的潜在碳排放源。红壤的惰性碳尽管比例最高,但总有机碳含量较低,其土壤固碳能力有待进一步提高。     

黄土丘陵区纸坊沟小流域土壤有机碳储量研究

通过野外调查和室内分析,研究了黄土丘陵区纸坊沟小流域不同土地利用方式下土壤有机碳的剖面变化特征及土壤有机碳储量。结果表明,该流域各层土壤的有机碳含量为中等变异,土壤有机碳含量随土层深度的增加而减少。0—60 cm土层有机碳储量为4.73×104t,天然草地和林地的储量较高,占总储量的80%。不同土地利用方式下,流域内的土壤有机碳含量差异显著,表现为:天然草地>灌木林地>乔木林地>川坝地>梯田>坡耕地>撂荒地>果园。