湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地土壤碳氮储量分布特征

以湖北二仙岩泥炭藓沼泽湿地不同退化程度的四块典型样地(CK、SM、SP、GA)为研究对象,对其土壤有机碳、氮数量分布及其协同积累特征进行研究。结果表明:不同林型土壤有机碳氮含量随着土层深度的增加而降低,其中0～10 cm土壤有机碳氮含量最高,具有明显的表聚性,且与10～20 cm、20～30 cm、30～40 cm、40～50 cm和50～60 cm土层间存在显著差异(除SP外)。不同退化程度湿地土壤0～60 cm碳储量为54.42～105.06 t·hm~(-2),氮储量为4.84～7.35 t·hm~(-2),分布规律为CKSMGASP,且CK和SM的土壤有机碳氮储量均显著高于GA和SP,说明湿地退化显著降低了湿地土壤有机碳氮储量。在不同林型中土壤有机碳和总氮呈极显著正相关,说明二者具有明显的协同积累特征。研究结果可为中国湿地土壤有机碳储量及区域尺度土壤碳库的进一步研究提供理论参考,建议加强保护区内泥炭藓的保护力度。     

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.     

保护性耕作对玉米农田碳储量的影响

研究了传统耕作和保护性耕作2种方式对玉米农田生态系统各碳库的影响规律,结果表明:与传统耕作方式相比,保护性耕作能有效提高玉米各器官生物量,整株生物量平均提高了2.15倍,各器官有机碳含量平均提高了11.4%,单株碳储量提高了2.56倍;保护性耕作能有效提高0～30 cm各土层有机碳储量,对0～10 cm土层范围内土壤有机碳含量影响程度明显,其碳含量较传统耕作提高近1倍;实施保护性耕作后,玉米农田生态系统各碳库碳储量呈现明显的增加趋势,玉米农田生态系统地上碳库、根系碳库、土壤碳库和总碳库碳储量分别达到了1 431.62 kg/hm2、364.79 kg/hm2、27 667 kg/hm2、29 463.66 kg/hm2,比传统耕作分别提高了263.6%、228.6%、62.7%、68.3%。     

农田营造早竹林后土壤有机碳的变化

对农田营造早竹林后不同年限土壤有机碳变化规律的研究结果表明:(1)竹林3年生时,各层次土壤有机碳含量都呈现下降的趋势,其中表土层(0～30 cm)下降幅度最大;竹林满园后,由于采取了集约经营措施,竹林土壤有机碳含量迅速回升,至9年生时,各层次土壤有机碳含量都超过了农田相应层次水平,但是12年生时竹林各层次土壤有机碳含量又呈现下降趋势.(2)土壤有机碳密度变化和土壤有机碳含量相似,竹林3年生时各层土壤有机碳密度均呈现下降趋势;6年生时,除了0～30 cm土层继续下降外,其余各层次有机碳密度都增加;至9年生时,有机碳密度都超过相应农田各层土壤有机碳的密度;12年生时,各层土壤有机碳密度都呈现下降趋势.(3)3年生竹林土壤有机碳储量下降了近22%;以后土壤有机碳储量均逐渐增加,9年生竹林,土壤有机碳储量要超过农田土壤有机碳的储量;12年生时竹林有机碳储量下降,但是依然高于农田土壤有机碳的储量.     

重庆笋溪河流域土壤有机碳特征及影响因素

为了解三峡库尾地区土壤有机碳的分布特征及影响因素,基于Arc GIS水文分析模块和数字高程模型图将重庆笋溪河流域划分为6个集水区,分别采集“园、林、耕”3种土地利用方式不同土层(0～20和20～40 cm)的土壤,测定有机碳含量并估算储量,采用方差分析、相关性分析和冗余分析探究研究区土壤有机碳的空间分布特征及其与各环境因子之间的响应关系。结果表明:随土层深度增加,土壤有机碳含量和储量均呈下降趋势,不同土层土壤有机碳含量和储量存在显著差异(P<0.05)。园地、林地和耕地0～40 cm的土壤有机碳储量范围分别为16.42～76.67,15.87～74.85和26.35～81.37 t·hm^-2。在20～40 cm土层中,耕地的土壤有机碳储量显著高于园地和林地(P<0.05),表现为耕地>园地>林地。两个土层中土壤有机碳含量和储量均与土壤全氮含量呈极显著正相关(P<0.01),而与其他指标的相关性不显著(P>0.05)。各环境因子对园地、林地和耕地土壤有机碳含量和储量的总解释率分别为86.50%,88.51%和86.13%,均强烈反...     

不同恢复模式对退化高寒沼泽湿地土壤轻重组有机碳的影响

以若尔盖县麦溪乡已实施多年水位提升和植被恢复工程的高寒沼泽湿地为研究对象,分别采集重度退化（HD）湿地、未退化（UD）湿地以及不同恢复模式下湿地各土层（0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm）土壤样品,分析土壤有机碳轻重组分的变化及其与土壤因子的关系。结果表明：不同恢复措施均能造成退化湿地土壤总有机碳含量在各土层之间的空间分异,但补播草种措施不能显著提升各土层总有机碳含量;恢复措施对退化湿地土壤中重组分有机碳和轻组分有机碳含量提升效果不显著。综合RDA分析来看,单一补播草种措施短期内不能根本改善湿地退化状况,水位提升措施能使土壤碳组分结构趋近于未退化湿地,土壤TN是影响土壤有机碳组分的最关键因子,可作为反映高寒沼泽湿地恢复的关键指标。     

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。     

色季拉山西坡高海拔区土壤养分含量及化学计量特征

[目的]探究高寒生态系统土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)含量及化学计量比的垂直分布特征.[方法]以西藏东南部色季拉山西坡海拔4200～4400 m区域为研究区,选择苔草高寒草甸(CAM)、嵩草沼泽化草甸(KSM)、林芝杜鹃灌丛(RTS)和雪山杜鹃灌丛(RAS)4种典型植被类型土壤为研究对象...     

基于机器学习算法的华中天然林土壤有机碳特征与关键影响因子

【目的】比较4种机器学习算法在模拟华中地区3种典型天然林土壤有机碳含量上的表现,筛选最优模型算法,明确影响该地区天然混交林土壤有机碳富集与空间分布的关键气候环境因子,为森林土壤有机碳分布格局研究提供技术参考。【方法】以华中地区3种典型天然林（常绿针叶混交林、落叶阔叶混交林和常绿阔叶混交林）为研究对象,引入4种机器学习算法（支持向量机、人工神经网络中的多层感知器、随机森林和分位数回归森林）,模拟0～60 cm土层土壤有机碳含量,比较模型解释量及表现稳定性,筛选最优模型算法。【结果】4种机器学习算法均能成功模拟天然林0～60 cm土层土壤有机碳含量,多层感知器、随机森林、分位数回归森林模拟结果明显优于支持向量机,其中随机森林模型表现最稳定,决定系数最高达0.620。母质、土壤密度、孔隙度、地理位置、海拔、植被和水分亏损情况等共同影响华中地区天然林0～60 cm土层土壤有机碳含量,但显著影响表层（0～20 cm）、中层（20～40 cm）与深层（40～60 cm）土壤有机碳含量的因子并不一致且影响机制不同。在0～20 cm土层,显著影响因子最复杂,除土壤密度以外,土壤孔隙度、地形、植被和气候...     

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.     

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。     

喀斯特地区不同植被恢复模式幼林生态系统碳储量及其空间分布

研究喀斯特地区4种植被恢复模式幼林生态系统碳含量、碳储量及其空间分布特征。结果表明:不同树种同一器官中的碳含量存在差异;同一树种不同器官中的碳含量也不同,除楸树外,3种树地上部分各器官的碳含量普遍高于地下部分(根);不同树种各器官碳含量的变异系数为0.88%～7.02%;林下灌木层、草本层、死地被物层的平均碳含量分别为309.70～461.02,335.44～569.61和307.01～400.88g·kg-1,植被恢复初期,柏木林地、楸树林地土壤有机碳含量分别比对照地提高了56.37%和33.49%,而花椒林地下降了2.09%;不同林地土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而逐渐下降;4种林分乔木层的碳储量表现为楸树林>车桑子林>花椒林>柏木林;楸树、花椒和柏木林地0～20cm土层碳储量分别为113.061,82.424和126.841t·hm-2,与对照地相比,楸树和柏木林地土壤碳储量分别提高了31.14%和47.13%,而花椒林地却下降了4.39%,车桑子林地0～10cm土层碳储量为50.517t·hm-2;楸树林、花椒林、柏木林和车桑子林生态系统碳储量分别为117.207,84.117,127.919和53...     

长白山高山冻原生态系统碳储量和碳动态研究

本研究分析了长白山高山冻原植被-凋落物-土壤生态系统的碳储量和碳动态.冻原植被中年净储存有机碳约17251 t;凋落物中有机碳储量为15043.1 t,凋落物中有机碳储量空间分布格局：TA＞LA＞MA＞SA＞FA;冻原土壤（0～20 cm）中年均储存有机碳为1054 t·a^-1,土壤中有机碳储量为3.16×10^5 t;每年约有1.4×104 t·a^-1土壤有机碳通过土壤呼吸释放到大气圈.植被-凋落物-土壤系统共储存碳452624 t.长白山高山冻原年均固碳为3146 t·a^-1.     

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。     

海涂围垦区不同林分土壤活性有机碳垂直变化特征

[目的]探索海涂围垦区不同林分土壤有机碳和活性碳组分的垂直分布及其影响机制,为围垦区林分土壤碳库稳定性评价和树种筛选提供科学依据。[方法]以海涂围垦区3种主要林分（美洲黑杨、水杉和银杏）为研究对象,分析0～100 cm深度土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳垂直分布特征及其与土壤理化性质和酶活性的关系。[结果]3种林分土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳含量均随土层深度增加逐渐降低,其中,0～20 cm土层水杉和美洲黑杨林分土壤有机碳含量显著高于银杏林分,20 cm以下土层3种林分之间差异较小;0～60 cm土层水杉林分微生物量碳和溶解性有机碳含量最高,其次为美洲黑杨林分,银杏林分最低,60 cm以下土层3种林分之间差异较小。土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值均随土层深度增加先增大后减小（除银杏林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳比值在各土层之间无显著差异外）,20～60 cm土层3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值较高,总体上,3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值在剖面分布差异较小。冗余分析和相关性分析表明,各...     

小兴安岭北坡森林土壤有机碳储量时空分布格局

通过对2010—2012年小兴安岭北坡森林土壤有机碳密度、碳储量的调查、测算、分析,对小兴安岭北坡森林土壤有机碳储量时空分布格局进行了研究,结果表明：各类型土壤有机碳密度大小顺序为沼泽土〉暗棕壤〉黑土〉草甸土〉白浆土,各土壤类型有机碳密度与年均降水量之间除暗棕壤（P=-0.900,0.01〈ɑ〈0.05）外,均无显著相关性,说明降水量对土壤有机碳密度影响不大;处于寒温带的爱辉区和孙吴县与处于温带季风气候区的4个地区之间土壤有机碳密度未发现普遍规律;土壤碳储量分布规律为暗棕壤〉白浆土〉沼泽土〉草甸土〉黑土。2010—2012年,小兴安岭北坡森林土壤有机碳储量整体呈先减后增趋势,这主要与森林经营导致的森林面积改变有关。     

不同林龄马尾松人工林土壤有机碳特征及其与养分的关系

选择5个不同林龄阶段的马尾松(Pinus massoniana)人工林,研究土壤有机碳的含量、碳储量以及有机碳与氮、磷、钾及pH值之间的关系.结果表明:土壤各层含碳率、碳储量均随林龄的增加而增大,8、12、18、22、30年生林分的碳储量分别为151.62、177.64、201.19、216.19、331.60 t/hm2;同一林龄,不同土壤层含碳率与碳贮量,均随土层深度的增加而减少,表现为:0～20 cm＞ 20～ 40 cm＞40～60cm;有机碳与氮、磷、钾之间均呈现极显著相关,与土壤的pH值相关性不显著.     

莽山土壤有机碳及其空间分布格局

根据标准样地取样和实验室得出的数据及莽山第二次土壤普查资料,估算莽山土壤有机碳的含量和储量。结果表明,土壤有机碳含量大小顺序为:黄棕壤>山地黄壤>红壤>紫色土。莽山土壤有机碳总储量约为3.436×106 t,各类型土壤碳储量从大到小依次为:山地黄壤>黄棕壤>红壤>紫色土>草甸土,莽山主要土壤类型有机碳平均密度为195.35 tC·hm-2。莽山不同土壤类型的有机碳平均密度从大到小依次为:草甸土>黄棕壤>山地黄壤>红壤>紫色土,空间分布在106.85~216.83 tC·hm-2范围内变动。莽山表层土壤(0~20 cm)有机碳密度差异较大,变化范围在41.74~85.67 tC·hm-2之间,面积加权平均值为75.30 tC·hm-2。莽山表层(0~20cm)土壤有机碳储量为1.493×106 t,占莽山土壤有机碳库总碳储量38.55%。     

台湾桤木林草复合模式土壤微生物量碳季节动态

在四川省丹棱县退耕还林地,设置台湾桤木+多花黑麦草(AL)与台湾桤木+扁穗牛鞭草(AH)2种林草模式,以台湾桤木自然模式(AN)为对照,研究土壤有机碳含量以及土壤微生物量碳含量的季节变化.结果表明:随土层深度增加,2种林草模式与对照土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量均呈现下降趋势,在下降幅度上均表现为台湾桤木+扁穗牛鞭草模式较缓慢,对照模式下降最快;3种模式不同土层土壤有机碳含量从春季到冬季随季节变化均呈现“升-降-升”的变化趋势,夏季含量最高,秋季最低,但这种变化趋势在台湾桤木+扁穗牛鞭草模式下0～10和10～20 cm土层表现得并不明显;而3种模式各土层土壤微生物量碳含量则表现出与土壤有机碳季节动态相反的变化趋势,即“降-升-降”的变化趋势,夏季最低,秋季最高;2种林草模式与对照的土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量差异均达到极显著水平(P＜0.01),其大小顺序均表现为台湾桤木+扁穗牛鞭草模式＞台湾桤木+多花黑麦草模式＞对照模式;台湾桤木+扁穗牛鞭草、台湾桤木+多花黑麦草模式下土壤有机碳含量分别是对照模式的1.24 ～ 1.55和1.16～ 1.30倍,土壤微生物量碳含量分别是对照模式的1.50 ～2.95和1.23 ～1.80倍.     

长潭自然保护区不同功能区森林土壤有机碳分布规律

在分析长潭自然保护区不同功能区土壤有机碳分布时,本研究发现,不同功能区土壤有机碳差异显著（P〈0．05）,土壤有机碳含量为实验区〉缓冲区〉核心区;不同功能区各层土壤有机碳含量为：0～50cm土层土壤有机碳含量为实验区〉缓冲区〉核心区．50～100cm土层土壤有机碳含量为缓冲区〉实验区〉核心区,缓冲区土壤有机碳含量变化大于核心区与实验区。