不同间伐强度对杉木人工林土壤呼吸速率的短期影响

【目的】比较不同间伐强度下杉木Cunninghamia lanceolata人工林土壤呼吸速率,解释影响土壤呼吸速率的主要因子,为森林经营及碳汇管理提供科学依据。【方法】采用随机区组设计,设置对照(间伐0%)、中度间伐(间伐45%)、重度间伐(间伐70%) 3种间伐处理,采用静态箱-气象色谱法对杉木人工林土壤呼吸速率进行短期原位监测。【结果】间伐显著增加了杉木林土壤呼吸速率(P<0.05),与对照相比,中度和重度间伐的土壤呼吸速率分别增加了23.30%和44.94%。土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈显著指数相关,而与土壤含水量无关。不同间伐处理下,土壤呼吸温度敏感性系数(Q₁₀)为1.77～2.16,对照处理下Q₁₀最高,间伐降低了杉木林土壤呼吸的温度敏感性。杉木人工林土壤呼吸速率与土壤水溶性有机碳、微生物生物量碳和易氧化有机碳呈显著正相关(P<0.01)。【结论】间伐初期,间伐对杉木林土壤呼吸速率有促进作用,且随着间伐强度的增加而增加。土壤温度是土壤呼吸速率变化的主要影响因子,土壤活性有机碳是重要因子。图3表5参44     

桉树人工林对土壤理化性质的影响

桉树是我国引种最为广泛的树种之一,具有巨大的经济效益和社会效益,但是近年来关于桉树人工林降低土壤肥力、破坏生态环境的相关研究报道越来越多,与此同时,也有不少研究认为,科学管理下的桉树人工林不仅解决了国内木材的需求,在一定程度上还提高了土壤肥力。本文简要综述了桉树种植对土壤物理性质、化学性质的影响,拟为今后桉树可持续发展研究提供依据。     

洞庭湖区滩地不同土地利用类型土壤呼吸动态

土壤呼吸受到多种生物和非生物因素的影响,基于洞庭湖区滩地3种不同土地利用方式和不同时间尺度,分析土壤呼吸动态变化及与环境影响因子的关系,有助于深入了解滩地土壤呼吸变化的机理及精确推算碳的排放。采用LI-8100气体分析仪对洞庭湖区滩地芦苇地、农田、杨树林地土壤呼吸动态进行野外测定,分析不同土地利用类型土壤呼吸速率的日变化和季节变化,并对土壤呼吸速率与近地表温度、0～5 cm土壤含水量、0～5 cm土壤温度、空气湿度等环境因子之间的关系进行相关性分析。结果表明：3种土地利用类型土壤呼吸速率的季节和日变化比较明显,其动态均表现为单峰型,高峰值出现时间存在差异,而最低值大致出现在凌晨5：00;不同土地利用类型土壤呼吸作用强弱表现为芦苇地〉杨树林地〉农田;3种土地利用类型土壤呼吸速率均与近地表温度、0～5 cm土壤含水量、0～5 cm土壤温度极显著相关（P〈0.01）;杨树林地土壤呼吸速率与空气湿度呈极显著相关。总之,土壤呼吸主要受到温度和0～5 cm土壤含水量的协同作用。图2表3参11     

雷州半岛3种速生人工林下土壤生态化学计量特征

为探讨雷州半岛3种常见人工林尾巨桉Eucalyptus urophylla × Eucalyptus grandis林,赤桉Eucalyptus camaldulensis林及湿加松Pinus elliottii × Pinus caribaea林0~60 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷和全钾及其化学计量学特征的变化规律,在雷州半岛内,选取8年生尾巨桉林、8年生赤桉林和15年生湿加松林,分别在各林分内设置3块样地,采用5点法分层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷和全钾,并计算不同元素之间的计量比。结果显示:3种人工林0~60 cm土壤有机碳、全氮质量分数未产生显著差异;赤桉林下土壤全磷质量分数显著低于湿加松林,但尾巨桉林下土壤全磷质量分数与湿加松林未产生显著差异;全钾质量分数表现为湿加松林>赤桉林>尾巨桉林,桉树林下土壤全钾质量分数显著低于湿加松林（P < 0.05）,导致林下土壤碳钾比、氮钾比、磷钾比均显著高于湿加松林。3种人工林土壤有机碳及全氮质量分数随土层深度增加而显著下降（P < 0.05）,碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比均对土层深度呈降低趋势,且表层土壤（0~20 cm）比值均显著高于下2层土壤（P < 0.05）,但碳氮比、磷钾比随土层深度的变化没有一致规律;3种人工林下土壤碳磷比均小于200.00,且氮磷比低于全国平均值,说明研究区内氮质量分数相对缺乏。相关性分析表明:土壤有机碳和土壤全氮极显著正相关（P < 0.01）,相关系数达0.925,土壤全磷和全钾及全氮相关性不显著（P>0.05）。该试验区内3种人工林生长均受氮元素限制。建议雷州半岛桉树林及松树林培育过程中,注意对不同营养元素的平衡施肥,防止地力衰退问题的出现。     

富民县6种桉树人工林地表土壤主要养分分析

测定了云南省富民县6种桉树人工林和云南松人工林(对照)地表(0²0 cm)土壤的N、P、K养分含量。结果显示:①桉树人工林地的土壤肥力较云南松林地低,除全磷含量与云南松林地相当外,土壤有机质、全氮、水解氮、全钾速效磷、速效钾含量均低于云南松的含量水平。②桉树人工林地土壤主要养分含量较低。6种桉树林地土壤有机质含量以较缺(4级)为主、全氮和水解性氮含量水平中等、全磷较为丰富、速效磷含量多处于中等水平、全钾和速效钾都较为缺乏。     

集约经营雷竹林土壤磷素的时空变化

2006年,在雷竹Phyllostachys praecox主产区浙江省临安市三口镇,选取集约经营下不同栽植年限(1,5,10,15 a)的雷竹林以及与未栽雷竹的邻近水田(0 a)采集土样,旨在分析集约经营雷竹林土壤磷素随雷竹栽植年限和剖面深度的时空变化规律,以便为雷竹林土壤的可持续利用提供依据。研究表明:雷竹林土壤磷素随栽植年限增长而增加。0,1,5,10和15 a的10~20 cm土层全磷质量分数分别是0.39,0.58,0.58,0.85和1.57 g.kg-1;有机磷质量分数为130.16,179.83,183.61,209.46和262.79 mg.kg-1;有效磷为6.78,17.41,33.49,100.64和326.36 mg.kg-1。土壤中的全磷和有机磷随着栽植年限的增长而稳步上升;速效磷则随着栽植年限的增加而急剧上升。但有机磷占全磷的比例较小并随着栽植年限的增加而更趋下降,表明累积的磷素主要来自大多数还没有被利用而残留的无机磷肥,有机覆盖物对土壤磷素累积的贡献不大。雷竹林土壤全磷、有机磷和有效磷在剖面深度上的分布总体上是随深度的加深而逐渐减少:即表层(0~10 cm)>亚表层(10~20 cm)>底层(20~40 cm)。然而在10 a以前,土壤全磷呈现两头高而中间低的分布态势,1~15 a的土壤有效磷和有机磷均呈现从表层到底层逐渐减少的趋势,其幅度随着栽植年限的增加而扩大。集约经营模式虽然有较高的经济效益,但土壤中大量磷素的累积既是资源的浪费又对环境具有潜在的威胁,应调整施肥措施和配方。图3参20     

不同土地利用方式土壤呼吸速率动态研究进展

陆地生态系统土壤呼吸是全球碳循环的重要过程之一,陆地土壤碳库的微小变化将直接影响全球碳平衡,并对大气CO_2浓度造成大的扰动。森林、草地及农田三大生态系统土壤碳库作为陆地生态系统土壤碳库的重要组成部分,是决定未来土壤碳源、汇动态的关键部分。综述了不同土地利用方式的土壤呼吸测定方法及土壤呼吸动态,并结合目前不同空间尺度及生态系统土壤呼吸的研究现状,提出未来研究中应加强不同测定方法所得结果间的比较,以及复杂环境条件下土壤呼吸模型的研究与尺度扩展应用。     

牧草间作对桉树人工林下土壤酶活性的影响

[目的]研究牧草间作对桉树人工林下土壤酶活性的影响。[方法]试验地内以桉树人工林林龄2年为第一代林,选用5种牧草种植区的土壤样品作为人工林地间供试材料,行带内杂草地土样作为对照,采用随机区组设计,在每个区组中选3个取样点,每个取样点挖剖面,测定土壤含水量、蔗糖酶、过氧化物酶和脲酶活性。[结果]桉树人工林地间作牧草以后,有效提高了林下土壤含水量;蔗糖酶活性测定中糖蜜草样地的蔗糖酶活性提高幅度最大,达到73．92％;网脉臂形草样地的次之,为46．85％;脲酶活性测定中网脉臂形草样地的脲酶活性提高到19．11％,GC1581柱花草和糖蜜草样地的也有显著提高,分别是10．07％和8．43％。[结论]牧草间作能有效改善桉树人工林地土壤理化性状,提高土壤肥力,有效减缓土壤衰退。     

不同坡位桉树人工林生长和土壤理化性质比较

[目的]了解不同立地条件下桉树人工林木生长和林地土壤肥力的差异。[方法]以2年生桉树人工林为研究对象,对不同坡位桉树林木生长和土壤物理性质、化学性质进行了分析比较。[结果]桉树人工林林下土壤普遍呈酸性,表层土壤酸性强于深层土壤;随着坡位的降低,林木生长状况和土壤理化性质逐渐好转,呈正相关趋势,同一坡位表层土壤肥力状况优于深层土壤。整体来看,造林地土壤肥力处于偏低水平,氮、磷缺乏严重。[结论]今后在营建桉树人工林时,优先选择山坡中、下部立地条件较好的造林地造林,对于山坡上部土壤养分较缺乏的地块,造林后应加大施肥量,适当补充微量元素,以保证林木的正常生长发育。     

桉树人工混交林林分生长与土壤养分研究

【目的】研究桉树人工混交林中各树种的生长状况、蓄积量和土壤养分含量,探索适于桉树生长的最佳混交模式。【方法】在广东省雷州半岛,选择尾巨桉(DH32-29)分别与团花、马占相思、湿加松混交的试验林和桉树纯林为研究对象,采用随机抽样法测定各树种的胸径、树高、枝下高和冠幅;并在各样地四角以及中心设5个土壤采样点,采集表层0～20 cm的土壤,测定试验林地土壤pH及有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾、有效硼含量。【结果】(1)团花、马占相思、湿加松均可促进桉树胸径、树高和单株材积生长,促进作用大小表现为马占相思团花湿加松;4个林分间桉树胸径存在显著差异,树高、枝下高、冠幅和单株材积均存在极显著差异。(2)团花和马占相思的平均胸径、平均冠幅和平均单株材积皆大于同一林分内的桉树,而湿加松的平均胸径、平均树高、平均冠幅和平均单株材积均远小于同一林分内的桉树。(3)各类型混交林中,桉树的单位面积蓄积量大小为桉树湿加松混交林桉树马占相思混交林桉树团花混交林,混交树种的单位面积蓄积量大小为团花马占相思湿加松,总的单位面积蓄积量则以桉树马占相思混交林最大,桉树团花混交林次之。(4)桉树与团花混交后,林地土壤pH及有机质、碱解氮、速效钾含量均极显著高于桉树纯林地;桉树与马占相思混交后,林地有机质、碱解氮、全钾和速效钾含量显著或极显著高于桉树纯林地;桉树与湿加松混交后,林地仅土壤pH和全磷含量显著或极显著高于桉树纯林地。【结论】桉树与马占相思混交后,桉树的胸径、树高、单株材积生长最好,林分整体蓄积最大,林地表层土壤养分含量最高,林分质量最好,林分结构最稳定。     

三种温带树种叶片呼吸的时间动态及其影响因子

为认知叶片呼吸(RL)的季节变化格局及其影响因子,以东北东部山区3个主要树种(红松Pinus koraiensis、樟子松P.sylvestris var.mongolica和白桦Betula platyphylla)为对象,采用红外气体分析法在2011年生长季(常绿树4月至10月;落叶树6月至9月)测定了自然条件下叶片气体交换及其相关生理特征的季节变化,探索了RL与空气温度(Tair)和相关叶片特征之间的关系.结果表明:红松和樟子松基于叶面积的RL(RL-area)表现为生长季初期和末期较大,而白桦RL-area则随生长季进程而逐渐减小.在生长季中,RL-area与叶片总光合之比的时间动态明显.红松、樟子松RL-area与Tair关系显著,而白桦RL-area与Tair关系不显著;但3种树种基于叶质量的RL(RL-mass)与Tair均呈显著的指数函数关系.叶片特征(包括可溶性糖、淀粉、氮、比叶面积等参数)也有明显的季节变化.影响RL的叶片特征参数因树种而异,其中可溶性糖浓度对3种树种的RL均有显著影响.可见,RL的季节变化格局受树木的生长节律、温度和叶片特征的联合控制.     

华北落叶松人工林地土壤养分与土壤酶的季节变化及关系

以秦岭地区幼中龄林（5,10,20年生）华北落叶松Larix principis-rupprechtii人工林地土壤为研究对象,在林木生长季节（5-10月）每月中旬采集表层（0~20 cm）土壤样品,通过测定不同物候期的土壤速效养分质量分数与土壤酶活性,研究分析两者的物候季节动态特征及相互关系,旨在发现华北落叶松人工林地土壤肥力最低的时期并为人工林的合理施肥提供基础理论指导。结果表明:3种林龄人工林（5,10,20年生）土壤速效养分（速效氮、速效磷）质量分数在整个生长季节内变化规律趋于一致,在林木生长旺盛期土壤速效氮和速效磷质量分数最低,土壤速效氮质量分数最低值分别为29.49,19.96和47.32 mg·kg-1;土壤速效磷质量分数最低值分别为2.31,2.79和1.60 mg·kg-1。3种龄林人工林（5,10,20年生）土壤酶（脲酶、转化酶、磷酸酶、过氧化氢酶）活性在整个生长季节内变化规律基本相同,由萌芽展叶初期到落叶末期土壤脲酶活性和转化酶活性呈逐渐上升趋势,土壤脲酶活性最低值分别为0.33,0.25和0.15 mg·g-1;土壤转化酶活性最低值分别为40.82,41.91和22.25 mg·g-1。从生长旺盛初期到落叶期土壤磷酸酶活性呈缓慢下降趋势,土壤磷酸酶活性最低值分别为0.16,0.13和0.22 mg·g-1;在生长旺盛初期土壤过氧化氢酶活性最低,土壤过氧化氢酶活性最低值分别为1.39,1.44和2.68 mL·g-1。与幼龄林（5年生,10年生）相比,中龄林（20年生）土壤速效磷质量分数显著下降（P<0.05）。土壤速效养分与土壤酶相关性密切,说明土壤酶可以较好地反映土壤肥力状况。因此,土壤肥力由萌芽展叶期到生长旺盛期出现下降而到落叶期有上升趋势,且由幼龄林到中龄林土壤肥力有下降趋势,应在生长旺盛期对中龄林林地进行适当施肥。图2表3参38     

土壤呼吸各组分的区分研究进展

气候变暖影响着全球碳循环的整个过程,土壤呼吸是全球碳循环的一个重要环节,它主要分为异养呼吸和自养呼吸两种。本文通过对国内外土壤呼吸各组分区分相关文献的查阅、整理、归纳,总结了几种土壤组分区分的方法,主要包括组分法、根排除法、壕沟法、林隙法、凋落物移除法和同位素法等多种方法,也详细介绍了每种方法的原理以及优缺点,为在以后的试验中建立良好的理论基础。     

沙门氏菌在福建省主要土壤中的存活动态及其影响因子研究

沙门氏菌是引发土壤生物污染和食源性疾病爆发的首要病原菌。以福建省几种主要土壤为研究对象,研究沙门氏菌在土壤中的存活动态及其主控因子,为评估福建省土壤中沙门氏菌存活可能导致的环境和生态风险提供科学依据。结果表明:(1)土壤中沙门氏菌的存活数量随时间均呈现出逐步下降的趋势,通过Weibul单指数模型计算得出沙门氏菌在水稻土中存活最长,且沙门氏菌在不同土壤中的存活时间顺序为:水稻土潮土滨海风沙土紫色土红壤黄壤;(2)土壤p H与土壤有机质含量是影响沙门氏菌在福建农业土壤中的存活的主控因子。可见沙门氏菌在福建省6种主要土壤中的存活时间较长,均有污染农作物和地下水的风险。     

河南省生境质量时空演变特征及影响因素

为评估和分析河南省生境质量及其时空演变特征,基于1980—2018年5期土地利用数据,采用InVEST模型和Moran＇s I指数,并借助地理探测器模型揭示驱动生境质量时空分异的影响因素。结果表明：（1）河南省生境质量整体处于中等水平。1980—2018年平均生境质量由0.420 9下降为0.401 0,生境退化度从0.117 1上升至0.149 4,省域内生境质量整体呈下降趋势。（2）生境质量较高的区域集中于省域西南部山地丘陵区,空间上呈现“西高东低、南高北低”的分布特征,生境退化热点区集中于中东部城镇建设用地。（3）生境质量和生境退化Moran＇s I指数均表现出正空间自相关,但空间聚集性逐年下降。（4）土地利用类型是驱动生境质量变化的主导因素,解释力（q值）达96.87%。任意两个因子的交互作用对生境质量空间分异影响均大于单因子的作用,土地利用与NDVI、高程、降水、坡度、气温和夜晚灯光强度的交互作用结果均大于0.97。     

不同林龄橡胶林土壤呼吸速率的变化及其与水热因子的关系

为探明不同林龄橡胶林土壤呼吸速率(Rs)的变化特征及其与水热因子的关系,以云南省景洪市3个不同林龄(2年幼林、7年成林、30年老林)的橡胶林为对象,连续2年,每月定期原位测定地表5 cm土壤呼吸速率(Rs)、土壤温度(Ts)和土壤湿度(Ms)的变化特征.结果表明:3个不同林龄橡胶林的Rs均有显著差异(P<0.05),2...     

我国作物秸秆资源时空变化特征及其影响因素分析

厘清农作物秸秆的时空变化特征,对秸秆资源高效利用和国家种植结构调整的宏观决策具有重要参考意义。本研究基于国家统计年鉴资料,整理了我国近20年(1999—2018)31个省(直辖市、自治区)的作物产量及草谷比,分析了农作物播种面积和秸秆资源量的时空分布特征,探讨其关键影响因素。结果表明,我国水稻、小麦、玉米和大豆的秸秆量占全国秸秆资源总量的82.3%~88.3%,而谷子、油料作物、经济作物等其它作物的秸秆资源占比11.7%~17.7%。不同秸秆资源的主要分布区域差异较大,水稻、小麦和大豆秸秆资源分别主要分布在长江中下游、华北和东北地区;玉米秸秆资源主要分布在华北和东北地区。近20年来水稻播种面积占比基本稳定在25%左右;小麦播种面积从1999年的23.1%降低到2018年的18.7%,但玉米播种面积从1999年的20.8%增加到2018年的32.5%。水稻、玉米和大豆的秸秆资源量主要受播种面积的影响,但小麦秸秆资源量变化受其影响较小。因此,在优化秸秆资源高效利用时,应该充分考虑东北、华北和长江中下游地区种植结构调整与秸秆资源利用技术推广。     

鹤山3种人工林土壤N_2O浓度的时间和空间变异

用特制的不锈钢采气管及气相色谱仪对鹤山3种人工林土壤不同深度N2O浓度进行了原位采样及分析.结果表明:3种人工林土壤剖面N2O浓度具有较大的时空变异.马占相思林土层N2O浓度的顺序为15cm<30cm<45cm<60cm土层;荷木林和松林各土层的浓度顺序为30cm<15cm<45cm<60cm土层.对3种人工林整个观测期间相同深度N2O浓度的月平均值进行比较,15、30、45cm3个土层的高低顺序均为荷木林<马占相思林<松林,60cm土层则是马占相思林<荷木林<松林.在季节变化方面,马占相思林和荷木林有相似的变化趋势,以雨热充足的8月份较高,到11月份又有上升的趋势.松林N2O的季节变化趋势则是5、6月份以及8、9月份浓度较高.     

北京市植被指数变化与影响因素分析

利用MODIS归一化植被指数(NDVI)数据分析了北京市2001—2010年植被覆盖的时空变化特征,并从气候因子和人类活动两个方面分析影响植被覆盖变化的因素。北京市近10年的植被覆盖变化大致可分为两个阶段:2001—2003年植被覆盖小幅度下降时期;2004—2010年植被覆盖上升时期。空间上植被覆盖变化则存在显著差异:怀柔、密云北部和延庆东北部的林地和部分草地,以及西南地区即门头沟和房山地区的林地植被覆盖显著提高;植被覆盖显著下降地区分布较为特殊,昌平、延庆、顺义、大兴和房山的东部地区,以海淀、朝阳、城市中心为圆心的外围向四周延伸。研究表明,植被覆盖变化是气候因素和人类活动共同作用的结果。北京市近10年气温和降水量总体都呈现增加趋势,分别以每10年0409 ℃和每年156 mm的速度增加,植被覆盖与降水的关系更为密切,月际水平的相关程度明显高于年际水平的相关程度。人类活动也是影响植被覆盖变化的重要因素,土地利用类型的改变、农业生产水平的提高以及植被建设的管理对植被覆盖都有不同程度的影响。