黄土高原水蚀风蚀交错带水分和密度对人工草地土壤呼吸的影响

为研究黄土高原水蚀风蚀交错带不同水分与密度处理的人工苜蓿和沙打旺草地土壤呼吸特征,分析了人工草地土壤呼吸对水分和密度的响应及其与环境因子的关系。结果表明：水分增加能够显著促进黄土高原水蚀风蚀交错带人工草地土壤呼吸速率（P〈0.01）,土壤呼吸对不同密度处理的响应特征因草地植被类型不同而异,土壤呼吸速率的季节变化对水分增加和密度响应不敏感。土壤水分是土壤呼吸的限制因子,土壤温度与土壤呼吸速率在6-7月份（旱季后期）相关性不明显,8月份后（雨季）相关性增强。土壤呼吸与表层土壤水分和温度有着显著的耦合关系,加水减弱了苜蓿草地土壤呼吸对水分和温度的依赖,而未改变沙打旺草地土壤呼吸对表层土壤水分和温度的依赖。     

风化煤对晋陕蒙矿区排土场新构土体土壤呼吸的影响

为探讨风化煤添加对晋陕蒙矿区排土场沙黄土及砒砂岩掺混沙黄土等新构土体土壤呼吸特征的影响,该文设置沙黄土、沙黄土+风化煤、沙黄土+风化煤+砒砂岩掺混、沙黄土+砒砂岩掺混的4种新构土体,采用Li-8100土壤呼吸测量系统测定田间土壤呼吸,分析了不同土体重构方式土壤呼吸特征及其与土壤水热因子的相互关系。结果表明：1）风化煤添加后沙黄土+砒砂岩土体与沙黄土土体土壤呼吸速率分别提高了35.2%（P<0.05）和17.1%,沙黄土土壤呼吸日变化为单峰曲线,风化煤添加后日变化呈双峰曲线。2）各土体土壤呼吸与土壤温度均呈极显著的指数函数关系,vant' Huff模型可用来模拟各土体土壤呼吸对土壤温度的响应。3）监测期内土壤含水率整体较高,土壤呼吸与土壤水分具有一定的线性关系,但不显著。土壤呼吸与土壤温度、水分多元线性分析结果也表明,监测期内新构土体土壤呼吸与土壤温度显著相关,与土壤水分相关性不显著,土壤温度可以解释土壤呼吸的大部分变异。综合研究结果表明风化煤促进了新构土体土壤呼吸,提高了碳释放速率,同时也改变了土壤呼吸日变化格局。研究阐明了添加风化煤对矿区新构土体碳通量释放的影响,对评估风化煤添加土体优缺点,估算未来局部碳变化具有积极意义。     

神农架大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤养分特征分析

基于湖北省神农架国家公园大九湖亚高山典型泥炭湿地土壤总有机碳、总氮、总磷、铵态氮、有效磷、速效钾养分含量进行时间(春、夏、秋、冬)和空间(表层15 cm、中层30 cm、底层45 cm)特征分析。结果表明:(1)该区域土壤各样分以及pH、Eh、容重均满足正态分布,其中有效磷、速效钾为中强变异性,均值为31.33,71.2 mg/kg,总有机碳、总磷、铵态氮、pH、Eh、容重为中弱变异性,均值为419.2,1.56 g/kg和67.57 mg/kg, 5.33,104.4,0.155 g/kg,总氮为弱变异性,均值为20.13 g/kg。(2)土壤总有机碳在季节以及深度变化上均不存在显著差异,总氮与总磷在首层与其余2层存在显著差异,在季节上总氮在首层存在季节差异,总磷在首、中层存在显著差异,土壤养分仅速效钾与首层和其余2层存在显著差异。(3)土壤有机碳、总磷、铵态氮与总氮、速效钾、总磷与铵态氮呈显著正相关,总有机碳与土壤容重、有效磷与Eh,pH与Eh呈显著负相关。(4)研究区土壤总有机碳与总氮较高于我国其余泥炭湿地,随着纬度升高土壤有机碳含量呈现降低的趋势。     

喀斯特峡谷不同植被类型土壤的呼吸及其温度敏感性

[目的]了解喀斯特地区植被恢复对土壤碳释放的影响,为精确估计区域土壤碳收支变化提供参考。[方法]以喀斯特峡谷地区典型植被类型(草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林地)为研究对象,采用Li-8100便携式土壤呼吸仪对其土壤呼吸、土壤温度和土壤水分进行定位连续观测,系统研究土壤温度(T)和土壤湿度(W)对土壤呼吸速率(Rs)的影响。[结果](1)草地、稀灌草丛、灌丛和乔木林4种植被类型土壤呼吸均呈单峰型季节动态,土壤呼吸速率的最大值均出现在夏季,最小值出现在冬季,其土壤呼吸速率变化范围分别为0.73~1.21,1.20~1.48,1.54~2.41,1.86~2.95μmol/(m2·s);观测期内,土壤呼吸速率均值分别为1.65,2.76,2.45,3.43μmol/(m2·s)。(2)土壤温度是影响土壤呼吸速率的主导因素,单因素指数模型显示土壤温度对土壤呼吸速率变化的解释能力为72.37%;三次项模型表明土壤水分的贡献率为43.9%。双因素关系模型较好地反映了土壤温度、湿度对土壤呼吸的影响,二者可共同解释土壤呼吸变化的81.5%~91.2%。(3)土壤呼吸的温度敏感性指数Q10值与土壤温度和湿度均呈显著负相关(p0.05)。[结论]4种植被类型土壤呼吸及其温度敏感性同时受土壤温度和水分影响,当土壤含水量过低或过高时,土壤温度的主导作用相对减弱,土壤湿度的影响作用加强。     

不同林龄油松土壤微生物、酶活性和养分特征

对不同林龄油松林根际和非根际土壤养分、酶活性和微生物数量进行了研究。结果表明:(1)油松林的土壤pH处于偏弱酸性,根际和非根际土壤pH随着油松林龄的增长表现出先降低后增加趋势,在成熟林阶段达到最低,不同生长阶段油松根际土壤pH显著低于非根际土壤pH(p0.05)。(2)土壤中根际和非根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,其中幼林、中林和成熟林根际有机碳、全氮、有效磷和有效钾含量显著高于非根际(p0.05),过熟林根际有机碳、全氮、有效钾和有效磷含量与非根际差异并不显著(p0.05)。(3)土壤中根际和非根际土壤酶活性(蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、脲酶活性、过氧化氢酶活性)和微生物群落多样性(物种丰富度指数、均匀度指数、优势度指数、碳源利用指数)呈一致的变化趋势,随着油松林龄的增长表现出先增加后降低趋势,在成熟林阶段达到最大值,其中幼林、中林和成熟林根际土壤酶活性和微生物群落多样性显著高于非根际(p0.05),过熟林根际土壤酶活性和微生物群落多样性与非根际差异并不显著(p0.05)。(4)油松根际土壤微生物总数高于非根际,其中细菌数目所占比例最高,放线菌数目所占比例最低。(5)相关性分析表明,土壤pH与土壤微生物群落功能多样性各指标呈负相关,土壤有机碳和全氮、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、细菌数目、微生物总数与土壤微生物群落功能多样性各指标呈显著的相关性。由此可知,土壤pH对土壤微生物群落功能多样性贡献为负,土壤养分、土壤酶活性和微生物数量对土壤微生物群落功能多样性起到正调节作用,其中土壤有机碳和全氮、蔗糖酶活性、碱性磷酸酶活性、细菌数目和微生物总数是土壤微生物群落多样性的主要影响因子。     

不同土地利用方式对土壤活性有机质的影响

不同土地利用方式会影响土壤碳氮通量的活性有机质储量,以撂荒地、沙棘灌木林、华北落叶松人工林和华北落叶松-白桦-山杨混交林为研究对象,测定土壤容重、持水量、粒径组成、分型维数和pH值,并应用H2SO4两步酸水解法测定了土壤活性和顽固性碳氮的季节变化。结果表明:5年弃耕撂荒地土壤理化特征及不同活性有机质含量最差,而沙棘灌木林和乔木林在土壤物理、化学特征和有机质含量方面均有所提高,尤以混交林土壤质量最佳。有机碳和不同活性碳是撂荒地的2～3倍左右,总氮及不同活性氮提高幅度较小,在1.1～1.5之间。土壤活性碳氮受季节变化较大,其中活性碳季节变化幅度更为显著,同时季节效应因土地利用方式而异。土壤持水量、粘粒和分型维数与顽固性有机质含量间存在显著的相关性,活性碳氮分别与有机碳和总氮显著相关。各监测指标显示在几种不同土地利用方式中,自然次生混交林是最佳土地利用方式。     

土壤水分对水稻土和菜园土有机碳分解的影响

采用培养法研究在不同水分条件下水稻土和菜园土有机碳的分解变化特征。结果表明,不同的土壤类型和不同的水分条件下CO2释放速率的变化趋势都是前期分解速率快,后期分解速率减慢并趋于稳定。低土壤水分含量不利于水稻土和菜园土的有机碳分解,中等土壤水分含量有利于菜园土的有机碳分解,高土壤水分含量有利于水稻土的有机碳分解。对有机碳分解累计量曲线的拟合,幂函数(y=b0*xb1)可以很好的反映这种变化趋势,并且b0和b1与土壤水分含量都有很好的相关性。     

免耕施肥条件下冬小麦季土壤呼吸速率及影响因素

基于连续8年的田间试验,研究分析了不同耕作施肥措施下冬小麦农田土壤呼吸的季节变化及影响因素。结果表明:不同耕作施肥处理可以显著影响土壤呼吸速率,与传统耕作相比,免耕覆盖处理显著降低了旱地农田土壤呼吸速率;而相同耕作处理下,增施有机肥会显著提高土壤呼吸速率,说明翻耕和增施有机肥均会促进土壤呼吸。冬小麦季土壤温度和水分是土壤呼吸的主要影响因素,其中土壤温度可以解释土壤呼吸变化的83.2%~93.7%,土壤水分可以解释44.0%~76.5%,土壤温度对土壤呼吸的影响大于土壤水分;土壤温度对土壤呼吸的影响程度因不同耕作施肥处理而异,翻耕和增施有机肥均会提高土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10)),免耕覆盖条件下减小了土壤呼吸受温度的影响程度。     

岩溶槽谷区黄壤菜地土壤呼吸动态变化及其对肥料施用的响应

采取野外原位观测的方法,监测4种不同处理(裸地、土壤种植蔬菜-不施肥、土壤种植蔬菜-施化肥和土壤种植蔬菜-施用化肥和有机肥)下的菜地在蔬菜生长期间土壤呼吸过程。通过分析土壤呼吸的季节变化和各影响因素之间的关系,探讨岩溶槽谷区黄壤菜地土壤呼吸动态变化及其对肥料施用的响应。结果表明:(1)土壤呼吸呈现季节变化,表现为夏季最高,春季次之,秋冬季最低。在蔬菜生长期间,PCFM、PCF、PNF、NPNF 4个不同处理下土壤呼吸速率表现为PCFMPCFPNFNPNF。(2)土壤温度、土壤溶解性有机碳含量与土壤呼吸速率呈显著正相关(P0.05),土壤硝态氮、土壤含水量与土壤呼吸速率相关性不显著。土壤温度是影响土壤呼吸速率最关键的因子。     

贺兰山西坡不同海拔梯度土壤活性有机碳分布特征及影响因子

研究了贺兰山不同海拔梯度土壤活性有机碳(SAOC)的垂直分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明:SAOC随海拔增加而增加,垂直方向随土层深度的增加呈"T"形分布特征,各海拔间差异均显著(P0.05)。相关性分析表明:不同海拔梯度SAOC与土壤有机碳(SOC)、含水量、全氮、植被盖度和多样性指数呈极显著线性正相关(P0.01),与pH、土壤温度和土壤容重呈极显著线性负相关(P0.01),与年降雨量、年均气温、地上和地下生物量无线性相关性(P0.05);SAOC占总有机碳的比例变化范围在7.9%~12.0%之间,以高寒草甸(AM)所占比例最高,草原化荒漠(DS)最低。偏相关分析显示,影响0-20cm土层SAOC最主要的因子是有机碳、多样性指数、植被盖度和年降水量,影响20-40cm土层SAOC的最主要因子是年降雨量和地下生物量,影响40-60cm土层SAOC最主要的因子是植被盖度和地下生物量,影响60-80cm土层SAOC最主要的因子是pH、含水量和地下生物量。综合分析比较可知,有机碳、多样性指数、植被盖度、年降水量、地下生物量、pH和含水量可能是影响SAOC垂直分异的关键因子,而土壤有机碳、全氮、含水量、植被盖度、pH、土壤容重和温度可能是影响SAOC沿海拔梯度分异的关键因子。     

不同耕作方式下旱作玉米田土壤呼吸及其影响因素

为揭示不同耕作方式对旱作玉米田土壤呼吸的影响,对比研究深松耕、免耕、旋耕和翻耕4种耕作方式下土壤呼吸速率的动态变化及其与土壤水分、温度、有机质、全氮、pH值等的关系。结果表明,夏玉米生长季,4种耕作方式下土壤呼吸速率随生育时期均呈先增加后降低的趋势,平均土壤呼吸速率为深松耕>翻耕>旋耕>免耕;播种前至拔节期土壤温度为翻耕>深松耕>旋耕>免耕,抽雄期至成熟收获期为免耕>旋耕>深松耕>翻耕;各耕作方式下0～20cm层土壤有机质、全氮均逐渐增加,与免耕比较,翻耕有机质和全氮均降低;生育前期土壤pH值波动明显,抽雄期后趋于平缓,土壤pH值平均值为翻耕>旋耕>免耕>深松耕。各影响因素与土壤呼吸速率相关分析表明,深松耕和翻耕土壤水分、温度与土壤呼吸速率呈显著或极显著正相关;有机质与土壤呼吸速率呈负相关,且与深松耕措施下土壤呼吸速率呈显著负相关;除免耕外,其他耕作方式下土壤全氮、pH值与土壤呼吸呈负相关。该研究可为补充完善土壤呼吸排放机理、评估区域碳收支平衡及制定科学有效的土壤碳调控管理措施提供依据。     

退耕还林还草过程中不同土地利用方式土壤呼吸作用及其碳收支评估

采用动态密闭气室法对黄土高原水蚀风蚀交错区9种土地利用方式植物生长季节内（2010年6—10月）土壤呼吸速率及其主要影响因子进行测定,分析不同土地利用方式间土壤呼吸的差异性和土壤呼吸对温度、土壤水分、叶面积指数等因子的响应,对7种土地利用方式土壤碳收支进行了估算。结果表明,植物生长季节内,不同土地利用方式下土壤呼吸速率呈多峰型变化趋势。裸地、农地、梯田农地、苜蓿地、撂荒地、长芒草地、荒草地、沙柳地、沙蒿地的土壤呼吸速率季节变化范围分别为0.18～1.05、0.30～2.08、0.50～1.71、0.53～2.78、0.26～1.08、0.39～1.93、0.30～2.27、0.43～1.43、0.39～1.26μmol·m-2·s-1。9种土地利用方式下土壤呼吸速率均与气温和5、10、15cm地温呈显著相关（P〈0.05）或极显著相关（P〈0.01）,而与0～6cm土壤水分相关性不显著。9种土地利用方式下地温对应的Q10值均表现为15cm地温〉10cm地温〉5cm地温。研究区域内土壤呼吸速率与其地上植被叶面积指数呈极显著线性相关关系（r=0.679,P〈0.01）。     

渭北旱塬区不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响

为了研究不同坡向土地利用类型对土壤性质的影响,以渭北旱塬区5种土地利用类型(不同坡向)为研究对象,系统分析该区不同坡向土地利用类型剖面土壤物理、化学和生物性质的差异。结果表明:(1)除土壤pH和土壤颗粒组成外,5种土地利用类型土壤含水量、总孔隙度、有机质、全氮、微生物量碳和氮含量总体随土层加深呈下降趋势,土壤容重则相反。(2)0-30cm土层,阳坡农用地土壤含水量、黏粒含量和pH最高,粉粒和全氮含量最低;人工草地砂粒和全氮含量最高,黏粒含量最低;人工林地土壤总孔隙度、土壤有机质、微生物量碳和氮含量最高,土壤含水量、土壤容重和pH最低;天然草地土壤容重和粉粒含量最高,总孔隙度和砂粒含量最低;退耕地有机质、微生物量碳和氮含量最低。阴坡农用地土壤含水量、粉粒含量和pH最高,黏粒和全氮含量最低;人工草地土壤容重、黏粒和微生物量氮含量最高,土壤总孔隙度、粉粒、砂粒和有机质含量最低;人工林地有机质含量和微生物量碳含量最高;天然草地土壤总孔隙度、砂粒和全氮含量最高,土壤容重和pH最低;退耕地土壤含水量、微生物量碳和氮含量最低。(3)5种土地利用类型中,土壤容重、细黏粒、粗黏粒、细粉粒、粗砂粒、土壤pH和有机质(退耕地除外)表现为阳坡阴坡,土壤含水量(退耕地和农用地除外)、总孔隙度、粗粉粒、细砂粒、土壤质地粗化度、全氮(人工草地除外)、土壤微生物量碳和氮含量则为阴坡阳坡。     

敦煌市葡萄园土壤呼吸及其组分变化

[目的]分析西北干旱区葡萄园土壤呼吸及其组分变化特征,同时探究其与土壤温湿度的关系,为西北干旱区的土壤碳排放估算及其特色农业发展提供一定的参考.[方法]于2019年6-12月采用LI-8100 A土壤呼吸测量系统和自动气象站观测甘肃省敦煌市南湖绿洲葡萄园的土壤呼吸及环境因子,通过根排除法区分土壤呼吸组分.[结果]①观测...     

连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响

土壤呼吸是整个陆地生态系统碳循环的关键过程之一.以山东大汶河沿岸沙地不同连作代数杨树人工林(1代林、2代林和3代林)为研究对象,利用ACE自动土壤呼吸监测系统(UK),对3种林分一个生长季(4-10月)的土壤呼吸速率及温湿度进行测定,同时采用壕沟法对3种林分的土壤呼吸进行组分分离,并对土壤呼吸及各组分与土壤温湿度的关系进行模型模拟.结果表明:3种林分的土壤呼吸速率(RS)、自养呼吸速率(RA)和异养呼吸速率(RH)的月变化均为明显的单峰格局;生长季内,3种林分RA贡献率月差异明显,平均贡献率为40.04％;RS及其组分与5 cm处土壤温度存在显著指数关系,与土壤体积含水量没有相关性,土壤温度与土壤体积含水量的复合模型对土壤呼吸速率变化解释能力为80％ ～ 94％;3种林分生长季平均土壤呼吸速率分别为3.12、3.08和2.66μmol/(m2·s),3代林RS和RH均显著低于1代林和2代林.连作导致杨树人工林地土壤呼吸速率减弱,土壤理化性质和微生物量的差异是导致林分间土壤呼吸速率差异的主要原因.揭示连作对杨树人工林土壤呼吸及各组分的影响,以及作用机制,为全面探究杨树人工林连作效应及土壤碳循环,提供数据支撑.     

长期定位施肥下黑土呼吸的变化特征及其影响因素

阐明长期不同施肥下的土壤呼吸特征及其影响机制对黑土区固碳减排研究至关重要。该研究基于1990年开始的国家土壤肥力与肥料效益监测网站-吉林省公主岭市黑土监测基地,选取不施肥(CK)、单施氮磷钾肥(NPK)、无机肥配施低量有机肥(NPKM1)、1.5倍的无机肥配施低量有机肥(1.5(NPKM1))、无机肥配施高量有机肥(NPKM2)和无机肥配施秸秆(NPKS)6个处理,明确了长期不同施肥下土壤总呼吸和异养呼吸的季节变化特征,并分析了土壤温度、水分、微生物量碳氮、铵态氮、硝态氮与土壤呼吸和异养呼吸的关系。结果表明:长期有机无机肥配施可以显著提高土壤有机碳、全氮、土壤速效磷、有效钾的含量和土壤活性有机碳库组分含量(P0.05);与不施肥相比,长期有机无机肥配施和无机配施秸秆处理分别显著增加土壤呼吸及异养呼吸碳累积排放量56.32%~86.54%和70.01%~100.93%;根系呼吸对土壤呼吸的整体贡献为23.68%~34.30%;相关分析表明,土壤呼吸速率和异养呼吸速率与土壤温度极显著正相关(P0.01),与土壤含水率呈显著负相关(P0.01),土壤温度可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的42.79%和39.61%;土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮均与土壤呼吸速率和异养呼吸速率极显著相关(P0.01),土壤微生物量碳氮、土壤硝态氮可以分别解释土壤呼吸和异养呼吸变化的78.42%和77.18%,58.33%和56.79%,59.29%和59.14%;土壤铵态氮虽然显著影响土壤呼吸速率(P0.05),可以解释土壤呼吸变化的5.56%,但其对异养呼吸速率的影响不显著。综合来看,微生物量碳对土壤呼吸及异养呼吸的影响最大,而土壤含水率(15%)越高则土壤呼吸越弱;无机配施秸秆处理可以提高土壤碳库组分含量,且作物生育期内土壤呼吸及异养呼吸碳累积释放量均低于等氮量下施用有机肥(NPKM1)的处理,为最佳的农田管理措施。     

滇中不同植物群落对紫色土表层土壤碳、氮累积的影响

通过连续观测2007-2008年滇中飒马场5种植物群落下紫色土表层土壤理化性质及碳、氮含量的旱雨季变化和层次分布特征,以揭示滇中不同植物群落对紫色土碳、氮累积效应的影响.研究结果表明:植物群落对表层土壤有机碳及其组分、全氮含量、pH及容重有显著的影响.云南松林表层土壤(0-20 cm)有机碳贮存量(24.9 t/ha)显著低于次生常绿阔叶林、桉树林和针阔混交林土壤的.不同植物群落表层土壤(0-20 cm)的全氮贮存量之间没有显著的差异.易氧化有机碳含量的变化是引起各植物群落表层土壤有机碳含量的呈现差异的主要原因.旱雨季变化对各土层易氧化有机碳及总有机碳含量、pH有明显的影响.表层土壤有机碳贮量与地表枯落物碳贮量变化特征之间表现出明显的滞后效应,且二者无显著相关性,表明地表枯落物可能不是影响土壤有机碳碳贮量季节变化的主要因素.     

南方稀土矿区水土保持植物根际土壤碳氮及pH特征

选取南方稀土矿区芒萁、宽叶雀稗、枫香和木荷四种典型水土保持植物,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素和有机碳含量特征以及pH的变化。研究表明,根际较非根际土壤全氮、铵态氮和硝态氮平均分别高出79.7%、34.2%和30.7%,土壤有机碳平均高出164.9%,pH平均高出0.13个单位。除pH外,根际土壤与非根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮和有机碳之间均差异显著(p0.05)。四种植物根际土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机碳的含量均较非根际土壤含量高。宽叶雀稗的根际土壤pH大于非根际土壤,而木荷、芒萁和枫香的根际土壤p H与非根际土壤无显著差异。在根际与非根际土壤中,土壤全氮与土壤有机碳之间呈显著正相关,而土壤全氮与土壤铵态氮、土壤全氮与土壤硝态氮之间均无相关性。即稀土矿区四种植物对碳氮主要养分均具有较强的截存效应,可作为稀土矿区生态恢复的主要植物。     

Assessment of Seasonal and Site-Specific Variations in Soil Physical, Chemical and Biological Properties Around Opencast Coal Mines

Coal mining adversely affects soil quality around opencast mines. Therefore, a study was conducted in 2010 and 2011 to assess seasonal and site-specific variations in physical, chemical, and biological properties of soil collected at different distances from mining areas in the Jharia coalfield, India. Throughout the year, the soil in sites near coal mines had a significantly higher bulk density, temperature, electrical conductivity, and sulfate and heavy metal contents and a significantly lower water-holding capacity, porosity, moisture content, pH, and total nitrogen and available phosphorus contents, compared with the soil collected far from the mines. However, biological properties were site-specific and seasonal. Soil microbial biomass carbon (MBC) and nitrogen (MBN), MBC/MBN, and soil respiration were the highest during the rainy season and the lowest in summer, with the minimum values in the soil near coal mines. A soil quality index revealed a significant effect of heavy metal content on soil biological properties in the coal mining areas.     

Drivers of soil respiration and nitrogen mineralization change after litter management at a subtropical Chinese sweetgum tree plantation

Leaf litter decomposition transfers elements from litter to soils that are essential for regulating nutrient cycles in plantation ecosystems, especially carbon and nitrogen. However, soil carbon and nitrogen dynamics in response to tree litter management remains insufficiently researched. We conducted a one-year field experiment at a fast-growing sweetgum tree plantation to evaluate the effects of leaf litter management on soil available nutrients, respiration rate and nitrogen mineralization rate. Three leaf litter treatments were applied, which were: (1) natural input (control); (2) double input and (3) non-input. It was found that the double input treatment increased soil inorganic nitrogen and microbial biomass nitrogen, but had little effect on microbial biomass carbon, dissolved organic carbon or dissolved organic nitrogen compared with natural input. The non-input treatment caused dissolved organic carbon to decrease compared with natural input. The respiration rate increased in the double input treatment, with a positive priming effect observed. Soil net ammonification, nitrification and mineralization rates also increased in the double input treatment in specific seasons. Meanwhile, positive linear relationships between respiration rate and all nitrogen transformation rates were observed for all treatments. Soil temperature was found to be an important prediction factor for predicting the respiration rate and mineralization as seasonal variations, but not for litter-induced fluctuations. Soil water content and mineral nitrogen were the primary drivers of litter-induced change to the respiration rate, whereas mineral nitrogen and microbial biomass were primary drivers of mineralization change. These results suggest that changes in soil nitrogen mineralization rate are strongly associated with the soil respiratory process, resulting in a potentially strong plant–soil feedback mechanism.