闽西毛竹林不同施肥处理下土壤有机碳含量垂直分布与季节动态

【目的】以期更全面反映毛竹林地培肥机制,为毛竹林科学经营提供依据,也为森林生态系统碳平衡估算与模拟提供基础数据。【方法】在永安天宝岩国家自然保护区,选取生长良好、具有代表性的典型毛竹纯林,采用随机区组设计,共设置18块20 m×20 m样地,包括6个处理:施5年毛竹专用肥(Ⅰ),施5年氮、磷、钾配方肥(Ⅱ),施5年有机肥(Ⅲ),施1年毛竹专用肥(Ⅳ),施1年有机肥(Ⅴ)和不施肥(Ⅵ),探讨不同施肥措施毛竹林土壤有机碳含量、垂直分布格局、季节动态变化及土壤有机碳含量影响因子。【结果】不同施肥处理毛竹林0~100 cm土层有机碳平均含量无显著差异,分别为11.39,9.83,10.49,10.34,9.83和11.20 g·kg~(-1);施肥显著降低0~20 cm表层土壤有机碳含量,与不施肥毛竹林(Ⅵ)相比施肥毛竹林(Ⅰ-Ⅴ)表层0~10 cm有机碳含量分别降低9.05%,27.33%,28.84%,18.92%和25.37%,10~20 cm有机碳含量分别降低1.25%,23.68%,23.47%,20.48%和18.61%;随着土层深度增加,施肥正效应得以体现,毛竹林(Ⅰ-Ⅴ)80~100 cm土层有机碳含量提高2.72%~37.14%;毛竹林(Ⅰ-Ⅵ)土壤有机碳含量均随土层深度增加呈现降低趋势,碳含量标准误差亦随土层深度增加而不断减小,表明深层土壤有机碳更为稳定;毛竹林(Ⅰ-Ⅵ)土壤剖面有机碳含量无显著季节变化,但表现出秋冬季有机碳含量大于春夏季的趋势,不同季节下毛竹林(Ⅰ-Ⅵ)0~100 cm土层有机碳加权平均值分别为10.86~12.33,8.98~10.38,10.14~11.32,9.66~11.29,9.19~10.24和10.40~12.23 g·kg~(-1);土壤有机碳含量与土壤全N含量、全P含量、水解N含量、有效P含量和速效K含量极显著正相关(P0.01),而与土壤密度和pH值极显著负相关(P0.01)。【结论】毛竹林短期施肥未显著改变土壤层有机碳平均含量,但导致浅层土壤有机碳含量显著下降,深层土壤有机碳含量小幅上升,然而随土壤深度增加而降低的垂直分布格局未变化;施肥或不施肥情况下土壤剖面有机碳含量均无显著的季节动态变化,取样时间对土壤有机碳含量估计的影响甚微;毛竹林施肥虽能显著提高竹林生产力,但施肥过程和高强度采伐却破坏原有竹林结构,不利于表层土壤有机碳的积累和贮存,因此毛竹林经营中应尽量减少土壤扰动,及时合理补充矿质营养元素,适当挖笋与采伐,使土壤有机碳含量保持较高水平,以利于维持毛竹林地长期生产力。     

不同种植密度对台湾桤木人工林土壤有机碳含量的影响

森林土壤碳库是陆地碳库的重要组成,受到众多环境因素的影响。通过对不同种植密度(2 m×2 m、2 m×3 m和4 m×2 m)台湾桤木(Alnus formosana)人工林(2015年4月种植)土壤有机碳及相关环境因子的测定,研究种植密度对土壤有机碳含量的影响。结果表明,2019年的土壤有机碳含量小于2017年,但其空间变异高于2017年。2017年种植密度间土壤有机碳含量差异不显著,2019年土壤有机碳含量随种植密度减小呈增大趋势,且种植密度间差异显著。2017年土壤有机碳含量与土壤含水量、土壤全氮和有效氮含量呈极显著正相关,2019年土壤有机碳含量与林木冠幅大小呈极显著正相关。林木幼小时,土壤有机碳含量主要受抚育施肥的影响,而林分进入快速生长期后,种植密度通过影响林木生长、林木冠幅和土壤呼吸等因子影响土壤有机碳含量,表现为低密度种植会提高单木生物量和土壤有机碳含量。     

不同经营措施对毛竹林土壤有机碳的影响

【目的】毛竹在森林应对气候变化中发挥重要的作用,研究竹林不同经营措施的影响,进而了解植被生物量碳库及影响土壤碳库的状况。【方法】利用两因素随机区组设计,排除地形因子等影响,选取施肥和采伐留养方式2个因素,研究不同经营措施对毛竹林各土层2010—2013年土壤有机碳含量和贮量变化影响。【结果】1)不同经营措施0~10 cm层土壤有机碳含量变化最大,介于-0.52%(±0.62%)~0.75%±(0.44%)之间,其中A2B3(中等施肥弱度采伐)与A1B1(大量施肥强度采伐)土壤有机碳含量变化量差异极显著(P<0.01);2)中等施肥0~50 cm土壤有机碳贮量增量分别是大量施肥和不施肥的3.61倍和5.05倍,大量施肥和中等施肥0~10 cm层土壤有机碳贮量变化差异显著(P<0.05);3)弱度采伐0~50 cm土壤有机碳贮量增量分别是强度采伐和中度采伐的5.51倍和1.63倍,强度采伐和弱度采伐0~10 cm层土壤有机碳贮量变化差异显著(P<0.05);4)不同经营措施0~50 cm土壤有机碳贮量变化介于-15.56(±10.21)~53.15(±37.81)t C·hm-2之间,其中A2B3(中等施肥弱度采伐)与A1B1(大量施肥强度采伐)土壤有机碳贮量变化差异极显著(P<0.01);5)结合效应图得出结论,A2B3(中等施肥弱度采伐)的经营方案对0~50 cm土壤有机碳含量和贮量的积累效果最佳,而A1B1(大量施肥强度采伐)的经营方案最不利于0~50 cm土壤有机碳含量和贮量的积累。【结论】大量施肥强度采伐方式虽然可以保证竹材的大量输出,却会破坏原有的竹林生态结构,同时对土壤碳含量和贮量的影响尤为不利,从毛竹林生态系统碳汇积累角度考虑,并不是最可取的竹林经营方式。同时经营过程中,不同经营措施不仅会对土壤碳库产生影响,更会显著改变植被碳库状况,并伴随着碳排放和碳泄漏问题,这都将成为我们今后研究经营对竹林生态系统碳综合影响的各个因素和环节。     

喀斯特洼地土壤有机碳分布特征及影响因素

为揭示沉积在洼地不同位置土壤有机碳含量的分布特征和相关影响因素,以西南喀斯特典型小流域内洼地底部、落水洞不同部位土壤为研究对象,采集0~150 cm土壤剖面的土样,测定相关理化性质指标,分析土壤有机碳含量随空间位置的变化特征,并探讨土壤有机碳含量与理化性质的相关性。结果表明:落水洞、洼地底部土壤有机碳含量与土壤有机碳储量均为表层最高,呈表聚化现象;落水洞、洼地底部土壤有机碳含量与全氮含量均呈显著正相关,而与土壤含水率相关性不显著(P>0.05);落水洞土壤有机碳含量平均值大于洼地底部土壤有机碳含量平均值,土壤有机碳含量与土壤容重、总孔隙度分别呈极显著负相关、极显著正相关(P<0.01),与土壤pH值相关性不显著,表明落水洞土壤有机碳含量变化主要受土壤容重、总孔隙度等物理性质影响显著;洼地底部土壤有机碳含量变异系数大于落水洞土壤有机碳含量变异系数,土壤有机碳含量与土壤pH值呈显著的负相关关系(P<0.05),与土壤容重、总孔隙度相关性不显著,表明洼地底部土壤有机碳含量的分布特征主要受土壤pH值的影响。     

不同施肥雷竹林土壤水溶性有机碳动态变化

为了解目前生产上不同施肥习惯对土壤活性有机碳产生的影响，从2002年8月至2003年4月动态采集了各施肥处理土壤样品，用岛津TOC-VcPH有机碳分析仪测定了土壤水溶性有机碳含量。结果表明：不同施肥处理土壤水溶性有机碳含量均表现出8、10月最高，12月开始降低，次年2月降至低谷，而4月又上升的变化规律。试验全过程中，3个有机无机肥混合施用处理土壤水溶性有机碳含量始终高于3个单施化肥处理，并且差异达显著水平，并随着有机肥用量的增加，土壤水溶性有机碳含量也显著增加。所有施肥处理土壤水溶性有机碳含量均是覆盖区高于未覆盖区，覆盖区平均是未覆盖区的1．56倍。土壤水溶性有机碳含量与土壤总有机碳含量存在极显著相关性，与土壤水解氮相关性也达显著水平。     

湘中丘陵区毛竹纯林、毛竹-杉木混交林土壤有机碳垂直分布与季节动态

研究湘中丘陵区毛竹纯林、毛竹-杉木混交林土壤总有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、热水浸提有机碳(HWC)、水溶性有机碳(WSOC)和易氧化态碳(ROC)含量的垂直分布、季节动态及其土壤环境影响因子.结果表明:不同季节土壤SOC,MBC,HWC,WSOC和ROC含量均随土壤深度增加而下降,0～60 cm土层SOC和WSOC平均含量以1月最高,MBC平均含量以7月最高,ROC平均含量10月最高,毛竹纯林7月、毛竹-杉木混交林1月土壤平均HWC含量最高;与毛竹纯林相比,毛竹-杉木混交林不同形式活性有机碳含量及所占比例均较高,但稳定性较差;温度、湿度与WSOC含量极显著负相关(P＜0.01),而与MBC含量极显著正相关(P＜0.01);降低土壤密度,改善土壤通气持水性能,有利于增加土壤有机碳含量;有机质含量与SOC,MBC和HWC含量极显著正相关(P＜0.01),与ROC含量显著正相关(P＜0.05);土壤全氮、有效磷含量与SOC含量及全氮含量与MBC含量极显著正相关(P＜0.01);水解氮、全磷、全钾含量与SOC和MBC含量,速效钾含量与SOC含量,有效磷含量与MBC含量显著正相关(P＜0.05);细菌、放线菌数量增加有利于毛竹林土壤有机碳的积累,而真菌数量的增加不利于土壤有机碳的稳定;过氧化氢酶较其他酶与土壤有机碳含量关系更密切,与SOC和ROC含量极显著正相关(P＜0.01).     

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...     

中亚热带天然林改造成人工林后土壤呼吸的变化特征

【目的】研究中亚热带常绿阔叶林(天然林)改造成人工林后土壤碳排放量的变化及主要影响因子,为评估森林类型转换对土壤碳排放的影响提供科学依据。【方法】在福建农林大学西芹教学林场的常绿阔叶林及由其改造而来的38年生闽楠人工林与35年生杉木人工林中分别设置4块20 m×20 m样地,利用Li-8100土壤碳通量观测系统于2014年9月—2016年9月进行定点观测,并同期观测土壤温度、含水量、有机碳含量(SOC)、微生物生物量碳含量(MBC)、可溶性有机碳含量(DOC)、0～20 cm土层细根生物量和年凋落物量及凋落物碳氮比(C/N)。【结果】常绿阔叶林改造成闽楠(38年后)和杉木人工林(35年后),年均土壤碳排放通量由16. 22显著降为12. 71和4. 83 tC·hm^-2a^-1,分别减少21. 60%和70. 20%;各林分类型的土壤呼吸温度敏感性Q¹⁰值表现为常绿阔叶林(1. 97)<闽楠人工林(2. 03)<杉木人工林(2. 91),转换为杉木人工林后,Q¹⁰值显著升高(P<0. 05);土壤温度能分别解释常绿阔叶林、闽楠人工林与杉木人工林土壤呼吸速率变化的89. 70%、88. 50%和87. 90%,土壤呼吸速率和土壤含水量相关不显著(P>0. 05);土壤呼吸速率和SOC、MBC、DOC、年凋落物量及0～20 cm土层细根生物量均极显著正相关(P<0. 01);土壤呼吸温度敏感性指数Q¹⁰值和凋落物C/N极显著正相关(P<0. 01),而与年均土壤呼吸速率及MBC极显著负相关(P<0. 01);进一步分析发现土壤MBC和SOC含量是影响土壤呼吸速率的2个最重要因子,而凋落物C/N在影响土壤呼吸温度敏感性中的贡献最大。【结论】中亚热带地区常绿阔叶林改造成闽楠(38年)或杉木(35年)人工林后,土壤碳排放通量显著降低。林分类型转换后树种组成和林分结构发生改变,凋落物数量、质量及细根生物量显著降低,土壤SOC和MBC含量显著下降可共同导致土壤呼吸通量的下降。土壤温度是3种林分类型土壤呼吸季节变化的主导因素,而土壤总有机碳库和土壤微生物量碳库的差异是不同林分之间土壤呼吸差异的主导因素,凋落物C/N对土壤呼吸的Q¹⁰影响最大。为提高模型预测森林类型转换影响土壤碳排放的精度,应综合考虑土壤有机碳库、易变性有机碳库及底物质量的变化。     

莽山3种主要林分类型土壤有机碳分布规律

为了研究莽山地区3种林分类型土壤有机碳的分布特征,于2013年7月在莽山国家森林公园选择3种不同林分类型不同海拔的9个样地,采集0~100 cm剖面土样,分析土壤有机碳含量和土壤全氮全磷等各肥力指标,研究其土壤有机碳垂直分布特征和与土壤理化性质指标的相关性。结果表明:(1)不同林分土壤有机碳含量及密度的大小顺序为常绿阔叶林针阔混交林针叶林。(2)不同海拔样地有机碳含量及密度差异显著,且随着海拔的升高而增加,在针叶林和针阔混交林中,高海拔地区有机碳含量显著高于低海拔地区。(3)土壤有机碳含量随剖面增加而降低。对于0~20 cm土层,针叶林有机碳含量频率分布较分散,其次是针阔混交林,常绿阔叶林含量分布相对较集中。且各土层有机碳含量均主要分布在0~50 g·kg-1的范围内。(4)除森林类型的影响外,坡度、坡向和坡位等地形地貌因素也会显著影响森林土壤的有机碳含量,样地Z1有机碳含量显著高于同林分类型其它样地,可能就是受坡度坡位等因素的影响。(5)3种林分类型土壤有机碳含量与土壤不同理化指标间均存在不同的相关性。常绿阔叶林土壤有机碳含量有效镁、全氮含量在0.01水平极显著相关。针叶林土壤有机碳含量与有效镁、全氮和容重在0.01水平极显著相关。针阔混交林土壤有机碳含量与氨氮、有效镁、全氮、全磷以及容重在0.01水平极显著相关,与p H在0.05水平显著相关。     

长期排水造林对云贵高原亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响

探究排水造林对亚热带泥炭藓沼泽土壤理化性质的影响，为科学保护与恢复该类型湿地提供理论基础。选择贵州娘娘山湿地天然泥炭藓沼泽为对照样地，选择经立地条件相似的泥炭藓沼泽排水造林20年形成的柳杉林为处理样地，比较二者表层(0～10cm)土壤理化性质的差异。主要结果：1)泥炭藓沼泽土壤总碳含量、总氮含量、pH、碳与磷质量比(C∶P)、氮与磷质量比(N∶P)、速效钾含量、硝态氮含量、铵态氮含量、土壤质量含水量显著高于柳杉林土壤相应的指标值(P<0.05);泥炭藓沼泽土壤容重显著低于柳杉林土壤容重；2)主成分分析显示，长期营造柳杉林后土壤理化性质总体已发生明显分异；3)土壤总碳含量与总氮含量呈极显著正相关(P<0.01),且二者与C∶P,N∶P,速效钾含量、硝态氮含量、质量含水量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤容重呈极显著负相关(P<0.01),C∶P,N∶P,铵态氮含量、硝态氮含量、速效钾含量两两之间呈极显著正相关(P<0.01)或显著正相关(P<0.05);土壤质量含水量与容重呈极显著负相关(P<0.01)。总之，泥炭藓沼泽长期营造柳杉林后，表层...