荒漠草原不同种植年限人工柠条林土壤碳氮磷化学计量特征

以荒漠草原不同林龄(9 a,17 a,27 a)人工柠条林为对象,研究不同土层深度以及柠条灌丛不同部位的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、全氮(total nitrogen,TN)和全磷(total phosphorus,TP)含量及其生态化学计量特征变化规律.结果表明:不同林龄柠条灌丛各部位SOC和TN含量在垂直剖面上的分布具有统计学上的极显著差异(P0.01);灌丛各部位SOC、TN含量均随林龄增加逐渐增大,且随土层加深逐渐减小,具有明显的表聚性,灌丛各部位均表现为内部边缘外部;随着柠条林龄的增长,灌丛各部位土壤TP含量呈逐渐增加的趋势.随着林龄的增长,灌丛各部位土壤C/N均呈现逐渐降低的趋势;而土壤C/P在灌丛内部和边缘呈现先降低后增加的趋势,而在灌丛外部呈现逐渐增加的趋势;土壤N/P在灌丛内部和外部呈现逐渐增加的趋势,而在灌丛边缘呈现先降低后增加的趋势.随着土层深度的增加,土壤C/N呈逐渐增加的趋势,而C/P和N/P整体上呈先降低后增加的趋势.N/P与TP呈极显著负相关,而与TN和C/P呈极显著正相关.可见,人工柠条林在生长过程中土壤养分呈现明显的表聚性,柠条灌丛出现肥岛效应;由于柠条在生长过程中受到诸多因素的影响,还需加强植被与土壤生态系统N/P化学计量特征,土壤N、P养分限制和植被养分适应特征相互关系的研究.     

荒漠草原不同沙化草地柠条灌丛表层土壤固碳研究

为系统认识荒漠草原柠条灌丛灌草植被长期影响下土壤有机碳演变规律,以天然草地(T1)、灰钙土草地(T2)、结皮草地(T3)、固定沙丘草地(T4)、半固定沙丘草地(T5)、流动沙丘草地(T6)6个不同沙化梯度草地为研究对象,分析大中小3个冠幅尺度灌丛内外土壤的固碳效应。结果表明:(1)各沙化梯度草地柠条(灌丛内外)比较:土壤总有机碳(TOC)含量在流动沙丘草地最低(P0.01),在天然草地最高(P0.01)。灌丛内活性有机碳(AOC)含量在结皮草地最高(P0.01),灌丛内结皮的存在对AOC的固定起到了重要作用。(2)各沙化梯度草地大中小柠条灌丛比较:灌丛内部,总体上中等冠幅灌丛TOC、AOC、惰性有机碳(NOC)含量最高(P0.01),柠条灌丛发育中期是柠条草地土壤有机碳积累的一个拐点,也是灌丛内部"肥岛效应"最集中的体现;灌丛外部、结皮草地和流动沙丘草地的小灌丛TOC、NOC含量极显著高于大灌丛,活性有机碳的变化规律与之相反。研究认为:随着柠条灌丛的发育,土壤固碳先增加后降低,在中等冠幅尺度下固碳效益最显著。柠条灌丛土壤固碳效应可能是灌木和地表结皮的综合作用。     

白龙江干旱河谷自然恢复灌丛群落的土壤碳氮储量

【目的】研究白龙江干旱河谷灌丛自然恢复过程中土壤有机碳和全氮储量的动态特征。【方法】在甘肃舟曲白龙江干旱河谷自然恢复灌丛群落中布设样地,开展群落调查和土壤分层取样,采用环刀法测量土壤容重、采用重铬酸钾外加热法测定土壤有机碳含量,用半微量凯氏法测定土壤全氮含量。【结果】随着灌丛群落自然恢复时间的增长,土壤有机碳储量、全氮储量明显增加。土壤有机碳储量从恢复5a时的58.18Mg/hm2,经82.48Mg/hm2(8a)、127.24Mg/hm2(15a),逐步增加到原生阶段的213.41Mg/hm2;全氮储量从4.42Mg/hm2(5a),经5.75Mg/hm2(8a)、6.59Mg/hm2(15a),增加到原生阶段的11.85Mg/hm2;土壤碳氮比在5a、8a、15a、原生阶段分别为13.15、14.35、19.31、18.00。【结论】随着干旱河谷灌丛群落的自然恢复,其土壤结构改善明显,有机碳储量和全氮储量增加明显,干旱河谷灌丛群落土壤储碳潜力较大。     

长期耕作对新疆绿洲农田土壤颗粒中有机碳和全氮含量的影响

【目的】土壤颗粒中有机碳和全氮是土壤有机碳和全氮的重要组成部分,研究长期耕作对农田土壤颗粒组分中有机碳和全氮组分含量和比例变化的影响,有助于揭示不同耕作年限下土壤有机碳和全氮的固存与周转规律,可为区域农田土壤培肥和固碳减排提供科学依据。【方法】以天山南北3个典型绿洲（兰州湾镇、31团、普惠农场）长期耕作农田土壤为研究对象,采用土壤颗粒分级法,研究不同耕作年限（0、5、10、15、20年）下3个典型绿洲农田土壤有机碳和全氮的变化规律,分析长期耕作对不同颗粒组分中有机碳和全氮含量的影响。【结果】（1）长期耕作增加了土壤有机碳和全氮的积累,并随耕作时间的延长而趋于平稳。与未耕作土壤相比,耕作0—5 a间,土壤有机碳、全氮含量增加迅速,兰州湾镇、普惠农场和31团土壤有机碳含量分别提高了76.4%、286.2%和145.6%,土壤全氮含量提高了14.7%、58.9%和75.0%,耕作5 a后,增速趋于平缓。（2）耕作提高了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量,砂粒中有机碳含量表现为先增加后下降的趋势,与未耕作土壤相比,兰州湾、31团和普惠农场在耕作10—15 a间达到峰值,随后下降;耕作20 a后土壤砂粒中有机碳含量分别增加了0.63、0.89和1.56 g·kg^-1。而粉粒和黏粒中有机碳含量随耕作时间延长表现为持续增加,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场粉粒和黏粒中有机碳含量分别增加了0.42-2.39、2.64-3.39、1.36-2.72 g·kg^-1。耕作年限对不同颗粒组分中全氮含量的影响比较复杂,砂粒中全氮含量表现为随耕作时间呈现逐渐增加的趋势,耕作20 a后,兰州湾、31团和普惠农场砂粒中全氮含量分别增加了0.24、0.40和0.29 g·kg^-1;粉粒中全氮含量随耕作时间呈现先下降（0—10 a）,而后（10—20 a）上升的趋势,而黏粒中全氮含量则表现为相反的趋势,耕作0—10 a间快速增加,耕作10 a后开始下降。（3）不同颗粒组分中,粉粒中有机碳和全氮含量占比最大,分别在43.3%—56.1%和30.2%—72.2%之间。耕作改变了不同颗粒组分中有机碳和全氮含量在土壤有机碳和全氮中的分配比例,耕作0—10 a 间,砂粒中有机碳分配比例逐渐增加,10—20 a间呈降低趋势,砂粒中全氮比例分配则随耕作时间表现出递增趋势,耕作20 a间,兰州湾、31团和普惠农场,砂粒中全氮分配比例分别增加了14.8%、19.8%和29.0%。（4）耕作提高了土壤碳氮比,耕作0—5 a间,土壤中碳氮比迅速提高40.3%—142.9%,5 a后,碳氮比变化不明显,同时,改变了不同颗粒组分中碳氮比,耕作0—10 a,砂粒中的碳氮比最高,10 a后,粉粒中碳氮比最高。【结论】耕作增加了新疆绿洲农田土壤有机碳和全氮含量,改变了不同颗粒组分中土壤有机碳和全氮含量和占比,有助于土壤有机碳和全氮的累积,其中粉粒中的有机碳和全氮是该地区土壤固持有机碳和全氮的主体。     

庞泉沟流域土壤粒径分形维数特征

对庞泉沟流域不同海拔人工油松(Pinus tabulaeformis)林、天然油松林、人工华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林、天然华北落叶松林、油松-辽东栎(Quercus wutaishansea)混交林、山杨(Populus davidiana)林、白桦(Betula platyphylla)林、云杉(Picea asperata)-华北落叶松混交林等林种10个典型林分共39份土壤样品的质地、分形维数以及土壤养分进行了研究。结果表明:研究区的土壤质地主要砂质壤土、粉砂壤土、壤质砂土及砂土,其比例分别为46.15%、25.64%、23.08%、5.13%。流域内砂粒、粉粒和黏粒含量平均值分别为62.34%、36.58%、1.08%,粉粒和黏粒变异程度高于砂粒。分形维数介于1.773 3~2.778 9,均值为2.509 0,标准差为0.192 5,土壤质地越粗,土壤粒径分形维数越小。土壤粒径分形维数与土壤砂粒含量呈极显著负相关关系(P0.01),与粉粒含量和黏粒含量均呈极显著正相关关系(P0.01)。流域内不同林分土壤pH值在6.25~8.09,天然林土壤表层有机质、全氮、速效钾含量显著高于人工林,碱解氮含量人工林显著高于天然林,所有林分土壤表层均缺乏有效磷。土壤粒径分形维数与pH呈极显著正相关关系(P0.01),与有机质呈极显著负相关关系(P0.01),与全氮、碱解氮、速效钾呈显著负相关关系(P0.05),与有效磷相关性不显著。分形维数越大,土壤pH越大,土壤肥力越小。因此,土壤粒径分形维数可以作为判断庞泉沟流域土壤质地差异与土壤养分差异的重要指标。     

灌草立体配置对退化草地土壤水分和养分的影响

【目的】比较灌草立体配置模式下3种不同生境的土壤水分、养分和植物根系相关参数的差异,探究灌草立体配置30年对退化草地土壤水分和养分以及植物根系的影响,为黄土高原水土保持和生态恢复提供理论依据。【方法】以位于黄土高原云雾山国家草原自然保护区种植30年的人工柠条和野山桃搭配灌丛带样地为研究对象,采集灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部不同土层的土样和植物根系,比较3种位置下土壤水分、养分含量和植物根系特征的差异,并分析了根长与土壤水分和养分含量的相关性。【结果】在0～80 cm土层,灌丛带内部的土壤含水量明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在0～80 cm土层,随着土层深度增加,灌丛带3个位置土壤全氮、碱解氮和有机碳含量均呈下降趋势,而全磷含量变化不明显;在同一土层,灌丛带内部的全氮、碱解氮和有机碳含量均明显高于灌丛带边缘和灌丛带外部。在灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部3个位置,植物根系生物量呈减小的趋势。从垂直分布来看,灌丛带内部、灌丛带边缘和灌丛带外部0～15 cm土层的植物根系生物量分别占0～40 cm土层植物根系生物量的90.86%,90.79%,92.91%,说明植物根系生物量主要集中分布于0～15 cm土层。3个取样位置中,灌丛带内部植物根长、根表面积和根体积均最大。相关性分析表明,灌丛带植物根长与0～20 cm土层的土壤含水量,0～40 cm土层土壤有机碳和全氮、0～80 cm土层碱解氮均呈显著或极显著正相关。【结论】在黄土高原退化草地上进行灌草立体配置可以促进植物根系生长,提高土壤水分和养分含量,有利于退化草地的恢复。     

民勤白刺灌丛沙堆演替过程中土壤粒径分形特征

通过野外采样与室内分析相结合,研究白刺灌丛沙堆在演替过程中土壤粒度与分形维数特征,分形维数与土壤粒级及土壤理化性质的关系。结果表明:1）民勤不同演替阶段白刺灌丛沙堆土壤均以细砂（46.71%～64.06%）为主;土壤分形维数变化为1.665～2.242,在白刺灌丛沙堆演替过程中分形维数呈现先升高后降低的趋势,衰退阶段达到最大值。2）分形维数与黏粒、粉粒、极细砂呈极显著正相关（P＜0.01）,与中砂呈极显著负相关（P＜0.01）,说明黏粉粒、极细砂含量越多,土壤分形维数越高。3）分形维数与有机质、全氮含量呈极显著正相关（P＜0.01）,与速效磷含量呈显著正相关（P＜0.05）,土壤分形维数可以用来评价土壤的养分状况。研究结果可为荒漠灌丛发挥防风固沙和土壤保育功能的定量化评价提供科学依据。     

黄土高原不同地貌类型区农田土壤有机碳与其他理化属性的关系

【目的】以黄土高原不同地貌气候类型区农田土壤为研究对象,研究农田土壤有机碳与其他理化属性的关系,探讨影响有机碳的土壤因子,为区域农田土壤固碳影响因素及固碳现状评估提供理论依据。【方法】采用多专题数据图综合分析方法,考虑土地利用、种植制度、地形地貌、土壤类型等将黄土高原地区划分为5个地貌类型区,在每个地貌类型区选取一个典型县,结合"联合单元布点法"进行样点布设,运用逐步线性回归模型、回归树模型和相关性分析研究不同地貌类型区农田土壤有机碳与其他理化属性的关系。【结果】1)不同地貌类型区农田土壤有机碳与pH、砂粒含量呈显著负相关关系,与粉粒含量、全氮、全钾呈显著正相关关系,该相关性受气候和管理措施影响较小;与体积质量、黏粒含量呈负相关,与全磷、有效磷、速效钾呈正相关,该相关性受气候和管理措施影响较大。农田土壤有机碳与黏粒含量的相关关系和黏粒含量有关,当黏粒含量为20%~25%,有机碳与黏粒的相关性较高;当黏粒含量大于30%时,有机碳与黏粒呈负相关趋势。2)区域尺度上,全氮、体积质量、全磷是影响农田土壤有机碳含量的重要因子;在各个地貌类型区中,全氮是影响农田土壤有机碳含量的重要因子。关中平原区、渭北高塬区、丘陵沟壑区、银川平原区、浅山丘陵区有机碳处于最高水平时的全氮阈值分别为1.39,0.95,1.33,1.38,1.64g/kg,有机碳处于低级水平的全氮阈值分别为0.97,0.59,0.86,0.76,1.06g/kg。【结论】黄土高原不同地貌类型区农田土壤有机碳与其他理化属性的相关性存在较大差异,且受气候和管理措施影响的程度不同。整体来看,全氮是影响黄土高原全区及各县域农田土壤有机碳的重要因子。     

青土湖干涸湖底2种典型固沙植物群落土壤粒径分布分形特征与养分关系研究

以石羊河流域下游青土湖干涸湖底人工梭梭林和白刺灌丛沙包土壤为研究对象,通过分析2种植物群落5种立地条件土壤粒径分布和分形特征及其与土壤养分的关系,揭示了湖底2种典型植物群落土壤粒度的分布特征。结果表明:1）研究区固沙植被0~10 cm土壤颗粒以细砂粒为主,没有粗砂粒,其中白刺灌丛沙包表层极细砂含量、土壤颗粒物分形维数较梭梭林和对照区高。2）土壤颗粒分形维数与各粒级颗粒百分含量的关系差异较大,分形维数与黏粒、极细砂含量呈显著正相关,与细砂、中砂含量呈显著负相关,但是与粉粒含量关系不显著。土壤颗粒分形维数越大,土壤所含的细粒物质越多。3）土壤分形维数D值、黏粒、粉粒含量与有机质（SOM）、全N（TN）呈正相关性,土壤颗粒物的分形维数越大、土壤黏粒、粉粒含量越高,则土壤有机质、全N含量越高。综合分析,固定白刺灌丛表层土壤沙化程度相对较低,其他类型风蚀严重,因此,应积极采取生物措施和工程措施开展生态修复防治风蚀和盐尘暴的发生。     

黄土丘陵区不同恢复年限退耕林地土壤碳氮差异及其影响因素

【目的】研究黄土丘陵区不同退耕年限林地有机碳及全氮的差异性,分析全氮及有机碳与环境和土壤因子的关系,为该区域生态恢复与土壤质量评价提供科学参考。【方法】结合野外调查和室内分析,运用统计分析及冗余分析方法(RDA),以耕地(CL)为对照,对黄土丘陵区退耕种植25,35,40年的柠条(Caragana korshinskii Lam.,CK)、刺槐(Robinia pseudoacacia L.,RP)林地(以下分别用CK25a、CK35a、CK40a、RP25a、RP35a、RP40a表示)为研究对象,分别采集各样地0~10,10~20,20~30cm土层的土样,研究0~30cm土层有机碳、全氮含量及有机碳密度、全氮密度、微生物生物量碳、微生物生物量氮随退耕年限的变化特征,最后分析了土壤有机碳、全氮含量及有机碳密度、全氮密度与环境因子、土壤因子的关系。【结果】与耕地相比,不同退耕年限刺槐、柠条林地0~30cm土层土壤有机碳、全氮、微生物生物量碳、微生物生物量氮含量及有机碳密度、全氮密度显著增加,在0~30cm土层,有机碳、全氮、微生物生物量碳和微生物生物量氮含量由大到小依次为RP40aRP35aRP25aCL;有机碳密度从高到低依次为CK35aCK40aCK25aCL;全氮密度由大到小依次是CK35aCK25aCK40aCL。对于不同退耕年限的刺槐和柠条林地,环境因子中的植被盖度、退耕年限、坡度均与土壤有机碳、全氮及有机碳密度、全氮密度呈正相关,坡向、海拔、土壤体积质量、pH均与其呈负相关。而土壤因子中的微生物生物量碳、微生物生物量氮、总孔隙度均与有机碳、全氮及有机碳密度、全氮密度呈正相关,土壤体积质量、pH均与其呈负相关。【结论】土壤有机碳及全氮含量变化与退耕年限、植被盖度、坡度及土壤因子存在密切关系,且植被恢复使土壤质量得到了极大改良。     

不同林龄栓皮栎林下土壤颗粒分形及养分特征研究

运用土壤粒径组分质量分布原理与分形理论,通过野外调查与室内试验分析,对太行山南麓地区4种林龄栓皮栎林下土壤粒径分形特征与养分特征进行研究。结果表明,1)不同林龄栓皮栎土壤颗粒质量分布差异明显,随栓皮栎林龄增加,黏粒、粉粒含量呈上升趋势,沙粒含量随林龄增加而减少;2)4种林龄栓皮栎林下0~40cm土壤粒径分形维数D在1.35~2.61之间,均值为2.14,其分形维数与土壤黏粒、粉粒含量呈正相关关系,与沙粒含量呈负相关关系;3)不同林龄栓皮栎的土壤理化性质存在差异,速效磷与有机质含量40 a生高于10 a生,全氮含量差异不明显,土壤中全氮、速效磷、有机质含量均与分形维数D呈正相关关系。     

荒漠草原不同土壤类型柠条根际土壤养分与土壤颗粒分布特征研究

以宁夏盐池县3种典型土壤灰钙土、红黏土和风沙土为对象,研究柠条根际及非根际土壤的养分、颗粒组成及分布特征,并探讨土壤养分与土壤颗粒组成之间的相关性。结果表明,不同土壤类型柠条根际土壤的颗粒组成差异明显,灰钙土中粉粒含量最高为45.95%,红黏土、风沙土依次递减,风沙土中细砂含量最高为61%,红黏土、灰钙土依次递减;土壤pH值在不同土壤类型中差异不显著(P>0.05),红黏土根际中有机碳含量分别比灰钙土和风沙土高1.29、2.12g·kg^-1,灰钙土中全氮含量分别比红黏土、风沙土高0.07、0.19g·kg^-1,差异显著(P<0.05),柠条在不同土壤类型中对土壤养分的富集率不同,风沙土中有机碳、全氮的富集率分别是红黏土的6.82、1.00倍,红黏土中速效磷的富集率分别是灰钙土和风沙土的2.69、10.38倍。土壤有机碳、全氮、全磷、碱解氮与黏、粉粒含量极显著正相关(P<0.01),与细砂、中砂含量极显著负相关(P<0.01)。由此可见,不同土壤类型影响柠条根际养分的富集率,风沙土中能够富集更多的养分,红黏土对速效养分的富集作用更强,土壤中的粉粒、细砂含量与土壤养分含量的相关性最大。     

辽宁省老秃顶子不同林分类型土壤有机碳储量和碳氮垂直分布特征

以老秃顶子毛榛子灌丛、岳桦林、云冷杉与枫桦混交林、落叶阔叶林4种典型林分为对象,研究不同林分土壤有机碳质量分数和全氮质量分数的垂直分布特征及其与其它土壤基本属性(土壤m(碳)∶m(氮)、全磷质量分数、全钾质量分数、密度和p H值)的相关关系。结果表明:不同林分的土壤有机碳、全氮质量分数都随着剖面深度的增加有明显的降低,且不同土壤层次间呈现显著性差异。不同林分土壤有机碳和全氮质量分数平均值分别在23.45~46.98、1.42~2.91 g/kg,其中云冷杉、枫桦混交林的土壤有机碳和全氮质量分数最高,分别为46.98、2.91g/kg。各林分土壤m(碳)∶m(氮)平均值从大到小依次为岳桦林带、云冷杉与枫桦混交林、落叶阔叶林、毛榛子灌丛带;各林分0≤h50 cm土层土壤有机碳储量从大到小依次为云冷杉与枫桦混交林、毛榛子灌丛带、岳桦林带、落叶阔叶林带,分别为96.36、89.73、81.93和66.16 t/hm2。与土壤有机碳质量分数呈显著负相关的为土壤密度,呈极显著负相关的为土壤p H值,没有显著相关性的为土壤m(碳)∶m(氮)、全磷质量分数、全钾质量分数。     

浑善达克沙地不同龄级沙柳灌丛土壤有机碳研究

[目的]研究浑善达克沙地不同龄级人工沙柳灌丛土壤有机碳分布规律,为进一步研究干旱区群落演替过程中碳收支以及生态恢复过程中的植被类型选择提供科学依据。[方法]对浑善达克沙地不同龄级(2、4、6、8 a)人工沙柳灌丛土壤p H、容重、有机碳、碳密度进行研究。[结果]土壤p H在7.34~7.60,且与土壤有机碳的变化无明显相关性。同一龄级植被垂直分布上,表层土壤容重较底层低,与土壤有机碳含量的变化呈负相关。土壤有机碳在0.44~1.10 g/kg,不同龄级沙柳灌丛不同土层土壤有机碳含量均随林龄的增加出现先减低后升高的趋势,同一龄级沙柳灌丛不同土层的土壤有机碳含量无明显的变化规律。表层土壤碳密度随着龄级的增大呈先降低后增加的趋势。8 a沙柳灌丛土壤碳密度最高,为9.59 kg/m~2;随着土层的加深土壤碳密度不断增大。[结论]沙柳灌丛对沙地植被恢复、土壤碳库有重要作用。     

毛乌素沙地不同植被类型的土壤颗粒分形与土壤碳氮变化特征

为了探讨不同植被类型的土壤碳氮特征,测定了毛乌素沙地不同植被群落土壤0~10、10~20和20~60 cm土层土壤有机质、全氮及土壤颗粒组成的动态变化,并分析了土壤颗粒组成中沙粒、极细沙和黏粉粒质量分数变化与土壤有机质和全氮质量分数间的关系。结果表明,固沙植被的建植显著提高土壤有机质和全氮质量分数,而不同植被类型对土壤有机质和全氮质量分数的影响差异主要发生在土壤表层(0~10 cm),深层差异不显著。而同一植被类型土壤有机质和全氮质量分数随土层加深呈下降趋势,表现出垂直方向的变异。其中樟子松样地对表层土壤有机质和全氮质量分数含量影响最大,具有明显表聚性,随土层加深土壤有机质和全氮质量分数含量下降最为显著,而沙柳+油蒿+杨柴样地和沙地柏+油蒿样地土壤有机质、全氮质量分数随土层加深无显著变化。固沙植被的建植显著提高土壤黏粉粒(0.05 mm)和极细沙(0.05~0.10 mm)质量分数,而显著降低了沙粒质量分数(0.1~1.0 mm),不同植被类型样地各层土壤极细沙和黏粉粒质量分数由大到小依次为樟子松样地、沙地柏油蒿样地、沙柳油蒿杨柴样地,而沙粒质量分数与之相反。同一植被类型样地,随土层加深沙粒平均质量分数均呈增加趋势,极细沙和黏粉粒质量分数则呈降低趋势。土壤颗粒组成与土壤有机质、全氮质量分数间相关性表明,土壤中黏粉粒和极细沙粒质量分数分别与土壤有机质和全氮质量分数呈显著正相关,而沙粒质量分数却与土壤有机质和全氮质量分数呈显著负相关(p0.01)。     

基于Meta-analysis的中国干旱半干旱区土地利用变化的土壤碳氮效应研究

通过整合分析方法,对中国干旱、半干旱区农田、林地、灌丛和草地4种土地利用方式下地表土壤有机碳、氮含量进行了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对表土碳、氮含量影响显著;草地转化为农田将降低土壤有机碳、全氮含量（-60.9%和-54.3%）,草地转化为林地将导致土壤有机碳、全氮含量的降低（-21.5%和-31.3%）;草地转化为灌木林地将增加土壤有机碳含量（＋33.6%）和降低土壤全氮含量（-5.9%）。可见,受人类活动干扰最为强烈的农田的土壤有机碳、全氮含量最低,而草地、灌木林地具有较好的土壤肥力和土壤质量保持功能。因此,开展灌草植被恢复和农田弃耕（自然恢复）可有效改善土壤肥力和增加土壤碳、氮存贮     

胡杨、梭梭“肥岛”土壤颗粒分形特征

研究了胡杨和梭梭"肥岛"土壤颗粒分形维数在空间上的变化特征,以及分形维数与土壤性状的关系.结果表明,胡杨"肥岛"颗粒分形维数冠幅内略小于冠幅外,表明胡杨冠幅内土壤质地比冠幅外土壤质地略粗;梭梭"肥岛"颗粒分形维数冠幅内大于冠幅外,表明梭梭冠幅内土壤质地比冠幅外土壤质地细.胡杨和梭梭"肥岛"土壤颗粒大小分形维数与砂粒(＞2.00 mm)含量呈显著的线性负相关,而与粉粒(2.00～0.05 mm)、粘粒(<0.05 mm)含量呈极显著的线性正相关(P＜0.01).土壤颗粒分形维数可作为评价荒漠灌木"肥岛"土壤的定量指标之一,但分形维数与有机质和总盐没有显著的线性关系.     

不同植被覆盖方式对土壤活性有机碳及腐殖质的影响

【目的】探讨不同植被覆盖方式对土壤有机碳和腐殖质组分的影响,为湖南衡阳不同植被恢复措施的生态效益评价提供依据。【方法】以研究区不同植被覆盖模式（自然恢复草地、人工恢复草地、灌丛草本混交地、灌丛地和乔木灌丛混交地）土壤作为研究对象,分析表层(0～10 cm)与亚表层(10～20 cm)土壤理化性质、土壤活性有机碳组分和土壤腐殖质组分的特征。【结果】①自然恢复草地土壤pH显著高于其他植被覆盖方式,自然恢复草地和灌丛地土壤体积质量显著高于其他植被覆盖方式,土壤有机碳、碱解氮和速效磷含量则以人工恢复草地和灌丛草本混交地显著高于其他植被覆盖方式,速效钾含量在不同植被覆盖方式间差异不显著。②人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤微生物生物量碳、胡敏酸、富里酸、胡敏素含量及胡敏酸/土壤有机碳、胡敏酸/富里酸显著高于其他植被覆盖方式(P＜0.05)。③人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤易氧化有机碳、土壤微生物熵与土壤有机碳活度显著低于其他植被覆盖方式(P＜0.05)。④除速效钾外,土壤微生物生物量碳、土壤易氧化有机碳、土壤微生物熵和土壤有机碳活度均与土壤腐殖质组分以及土壤理化性质存在密切的相关性。【结论】人工恢复草地与灌丛草本混交地的土壤有机碳稳定性较强,土壤腐殖化度和腐殖质聚合度更高,更有利于土壤碳的积累与土壤肥力的提高。     

山西太岳山不同林龄油松林土壤有机碳稳定性的变化特征

【目的】分析不同林龄油松林土壤有机碳及其组分的变化特征,为揭示维持油松林土壤有机碳稳定性的生物学机理提供理论依据。【方法】以山西太岳山林区40,80和110年生的油松林为研究对象,测定不同林龄油松林土壤有机碳及其组分（高氧化活性有机碳（F1）、中氧化活性有机碳（F2）、低氧化活性有机碳（F3）、稳定有机碳（F4））含量、pH、全氮含量、全磷含量、阳离子交换量、土壤酶活性和土壤粒径分布,分析不同林龄油松林土壤有机碳的稳定性和土壤理化性质的变化特征。【结果】土壤有机碳含量随林龄的增加而增大。难被氧化分解的有机碳组分（F3和F4）占总有机碳的70%以上,且所占比例随林龄的增大而增高;易被氧化分解的有机碳组分（F1和F2）占总有机碳的30%以下,随林龄的增大占比总体降低。40,80和110年生油松林在0~10 cm土层土壤有机碳的稳定系数分别为2.69,5.77和6.60,在10~20 cm土层分别为3.42,5.90和6.36。随着林龄的增加,土壤全氮含量、阳离子交换量、β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性呈增大趋势;在0~10 cm土层,土壤黏粒和粉粒含量呈降低趋势,土壤砂粒含量呈增大趋势。地表凋落物现存量与土壤有机碳含量呈显著的正相关关系,与F4呈极显著正相关关系,影响土壤总有机碳的积累与稳定。逐步回归分析结果显示,F1主要受全氮、阳离子交换量、粉粒含量、砂粒含量和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F2主要受pH和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F3主要受粉粒含量、β-1,4-葡萄糖苷酶活性和纤维二糖水解酶活性的综合影响;F4主要受pH、全氮、黏粒含量、粉粒含量和砂粒含量的综合影响;总有机碳主要受pH、全氮、全磷和阳离子交换量的综合影响。【结论】当油松林林龄为40~110年时,随林龄的增加,土壤理化性状和生物学性状均得到改善,林龄越高,土壤有机碳固持能力越强,土壤有机碳库越稳定。     

氮添加对高寒草甸土壤团聚体分布及其碳氮含量的影响

  目的  探讨不同氮添加条件下土壤团聚体分布及其碳氮含量的响应特征,以期为氮沉降背景下高寒草甸土壤固碳机制提供数据支撑。  方法  于2014年在青藏高原高寒草甸建立长期氮素添加平台,采取完全随机区组试验设计,设置0 g/（m2·a）（N0,对照）、2 g/（m2·a）（N2）、4 g/（m2·a）（N4）、8 g/（m2·a）（N8）、16 g/（m2·a）（N16）、32 g/（m2·a）（N32）6个水平氮素添加控制试验。通过湿筛法获得大团聚体（0.25 ~ 2 mm）、微团聚体（0.053 ~ 0.25 mm）和黏粉粒（< 0.053 mm）,并测定各粒级土壤团聚体有机碳和全氮含量。  结果  该高寒草甸土壤大团聚体质量百分比（79%）显著高于黏粉粒（13%）和微团聚体（8%）（P < 0.05）,各粒级团聚体质量百分比在不同氮添加处理下差异不显著（P > 0.05）,氮添加未显著改变土壤团聚体平均质量直径（P > 0.05）,这可能由于氮添加不仅提高了根系生物量,也降低了土壤微生物活性。氮添加降低了大团聚体和微团聚体有机碳含量,而增加了黏粉粒有机碳含量（P > 0.05）。相比于对照,氮添加使得微团聚体和黏粉粒全氮含量分别降低了2%和12%（P > 0.05）。氮添加显著降低了各粒级土壤团聚体C/N（P < 0.05）。  结论  不同粒级土壤团聚体C/N比值下降,表明未来持续氮沉降可能会加速高寒草甸土壤有机碳矿化。