三峡库区消落带不同淹水期土壤可溶性碳氮的研究

以位于涪陵区珍溪镇王家沟的三峡库区消落带不同淹水期土壤为研究对象,设置180 m高程为永不淹水对照点,175m(短期淹水,90d),165m(中期淹水,175d)和155m(长期淹水,260d)高程消落区内不同淹水期取样点,研究消落带不同淹水期土壤可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)的变化特征.结果表明,对照点土壤有机碳(SOC)及全氮(TN)均无明显的季节变化,而短期淹水则表现为春夏季显著高于秋冬季(p0.05);对照点和短期淹水的DOC及DON季节变化明显,DOC表现为春夏季显著高于秋冬季(p0.05),而DON则表现为冬夏季高于春秋季(p0.05).在相同时间段内(2011年5月22日至2011年9月3日),与对照点相比,中短期淹水的SOC质量分数显著增加(p0.05),而长期淹水处的SOC,TN,DOC及DON均显著降低(p0.05),表明消落带高程越低,淹水时间越长,越容易造成土壤碳氮及可溶性碳氮的损失.消落带3个淹水期的DOC分配比及SOC/TN与对照点相比差异不明显,中长期淹水的DON分配比显著低于对照点(p0.05),而DOC/DON则显著高于对照点(p0.05),表明淹水对土壤有机碳氮矿化作用和土壤有机碳的周转速率不明显,但中长期淹水抑制土壤氮周转速率和可溶性氮的矿化作用.相关分析表明,土壤可溶性碳氮主要受SOC、TN、土壤湿度、地下5cm温度以及pH的影响和调控.     

三峡水库不同高程消落区水分变化对土壤有机碳的影响

以位于重庆市涪陵区珍溪镇的三峡典型消落区为研究区,紫色土和水稻土为供试培养土壤,在研究区内按7个高程(152,157,162,167,172,177和182 m)实地布设培养试验;同时,多点、分层采集研究区内不同高程段(150～155,155～160,160～165,165～170,170～175,175～180和180～185 m)的剖面(0～40 cm)土样,探讨三峡水库不同高程消落区水分变化对土壤有机碳(SOC)的影响.结果表明,两种供试土壤在研究区不同高程点位实地培养1 a后,其SOC质量分数相较于培养前均有所降低;其中,水稻土在高程152 m处的减少量最大,其显著大于非消落区的177 m和182 m高程;紫色土在152 m和157 m高程处的总有机碳变化量(ΔT_(SOC))均显著大于172,177和182 m高程(p0.05),但两高程间无明显差异,由此可见,与≥177 m的高程段相比,消落区低高程段(152 m)的水分环境更有利于培养土壤SOC分解;此外,实地培养1 a后,在152 m高程下两种培养土壤的老碳损失量(ΔL_(SOC))均较大,水稻土和紫色土在该高程下的老碳损失比例分别为14.33%和40.22%,且两种土壤的ΔL_(SOC)与ΔT_(SOC)间均存在明显的正相关.这表明,老碳损失是导致消落区152 m高程段培养SOC损失量较高的主要原因.另外,结合不同高程原位土壤有机碳分布特征,得出三峡水库消落区在160～165 m高程段的碳汇效应最强.     

三峡库区消落带紫色土颗粒分形的空间分异特征

为探讨消落带水位消涨对土壤团粒结构和土壤抗侵蚀能力的影响,选取三峡库区童庄河消落带紫色土,以从未淹没的样地作为对照,应用分形理论研究消落带不同海拔梯度紫色土分形特征以及与土壤营养的相关关系。结果表明:不同海拔梯度的土壤粒径分布中,粉粒含量占主导地位。然而分形维数(D)与黏粒之间具有极显著的的正相关性,这意味着黏粒的变化对分形维数的分异起了决定性的作用。在消落带区域,土壤颗粒的分形维数和黏粒含量是淹没中等持续时间的区域(155~165 m)最大,且与从未淹没的对照样地(175 m以上)之间无显著性的差异;其次是淹没时间较短区域(165~175 m);淹没时间较长区域(145~155 m)最低。相关性分析结果表明,土壤颗粒的分形维数与黏粒含量及其土壤营养之间都具有极显著的正相关性。这些结果意味着消落带淹没持续时间较长区域受淹水扰动相对最强烈,土壤质量退化最严重。     

三峡库区消落带香附子对水陆生境变化的响应

在三峡水库巫山段消落带植被建设试验示范区,按照海拔梯度设置监测样带,定位观测香附子的形态性状、种群密度及种群生物量变化,并揭示其对消落带水陆生境变化的生态适应性及形成机制,结果表明:消落带中浅水位区(海拔155～170 m)香附子的植株高度、叶片长度等均显著高于深水位区(海拔155 m以下)和未淹区(海拔170 m以上...     

落水初期三峡库区人工恢复消落带植物群落特征

[目的]明确三峡库区不同人工恢复消落带植物群落分布随水位高程的变化特征,为三峡库区消落带人工植被恢复提供理论依据。[方法]选取三峡库区水田坝、香溪河口、万古寺、汉丰湖、石宝镇和渠口镇6处典型人工植被修复消落带,分别于高程145～155、155～165和165～175 m区域进行植物群落调查。[结果]随着水位升高,植物生物量增大,个体数量分布趋于均匀,生物多样性增高,植物优势情况趋于不明显。对比6处人工恢复消落带,发现在消落带中下部,石宝镇和香溪河口生物多样性较高;在消落带上部,汉丰湖生物多样性较高。[结论]从消落带生物多样性出发,搭配对应人工恢复措施应对长期、反复淹没的逆境条件适应性较强,可为三峡消落带的人工恢复提供一定的科学依据。     

三峡支流消落带表层沉积物氮矿化动力学参数估算

为揭示干湿循环过程对消落带沉积物氮矿化动力学特征的影响,以三峡典型支流——澎溪河为例,分别于上、下游两个水文断面采集170 m(高)和150 m(低)水位高程消落带的表层(0~15 cm)沉积物样品。采用厌氧培养法测定其净氮矿化速率,应用One-pool、Two-pool、Special和有效积温(EATM)四种模型拟合氮矿化过程并建立估算方程。结果表明,沉积物总碳、总氮、碳氮比、有机质、粘粒、粉粒和铵态氮含量随高程降低而增加,而沉积物总磷、砂砾、硝态氮趋势相反(P0.05)。低、高水位高程氮矿化最优拟合模型分别为One-pool和Special,其中易矿化速率常数(kd)分别为0.17、0.12 d-1,易矿化势(fd)分别为4.05%和4.71%。另外,fd与总碳、总氮、碳氮比、有机质、铵态氮、粉粒呈显著负相关,与硝态氮和砂砾呈显著正相关(P0.05),而kd相反,且两参数可用有机质和碳氮比进行估算。     

不同植被恢复模式下三峡库区万州段消落带土壤养分及其空间分布特征

消落带植被状况与水位消涨是影响土壤养分及其分布的重要因子。本文以三峡库区万州段消落带为研究地点,通过对人工和自然恢复样地沿海拔梯度对土壤进行取样和分析,揭示了不同恢复模式下消落带土壤养分及其空间分布特征。研究结果表明,植被恢复模式对土壤养分有显著影响,人工恢复样地消落带主要土壤养分含量总体高于自然恢复样地,显示人工恢复能有效促进土壤养分在植物群落中的积累;在库区反季节水位消涨的作用下,人工恢复地消落带土壤养分沿海拔梯度呈先增加后减少的空间分布格局,土壤养分含量在消落带中部(海拔165 m)达到最高值,而自然恢复地土壤有机质和全氮的空间分布则随海拔梯度增加而增加,以消落带上部(海拔175 m)的值最高。土壤养分的空间分布格局源自于不同海拔梯度的消落带受水位消涨扰动程度以及植被恢复状况的差异,植被恢复模式对土壤养分的空间分布仍有一定影响。今后应在消落带上部进一步引种适宜的乔灌木物种,不断提高消落带植被对土壤养分的固持能力。     

长江江津段消落区维管植物空间分布及其稳定性影响因素探讨

三峡水库建成后,在三峡水库现行的水位调度模式下,位于库尾上游的长江江津段的水文特征在夏半年汛 期有所变化,使得消落区受汛期水淹的时间和深度有所加大,从而引起自然消落区的植物空间分布和种类组成发 生改变.2012年汛期5月及汛后11月采用样带样方法对长江江津段中游的石栏子(上游)、上渡口(中游)、芦蒿坝 (下游)3个样地的194~197m,197~200m 消落区及200m 以上非消落区维管植物进行调查发现:消落区有维管 植物61种,其中194~197m 高程带37种,197~200m 高程带57种,多为草本植物;200m 以上非消落区高程乔 木、灌木、草本植物56种;消落区的植物的稳定性受水淹、航运、淘沙金、挖河沙等因素共同影响.     

基于中国土壤系统分类土纲的河北省土壤有机碳和氮含量与密度对比分析

区域土壤有机碳、氮含量调查在构建全球土壤碳、氮循环的认识中具有重要作用。以河北省实地调查和试验数据为基础,根据162个典型土壤剖面的数据,分析1 m土体中不同土纲的土壤有机碳、氮含量和密度差异及其原因。结果表明,(1)不同诊断表层、诊断特性土壤的有机碳、氮含量及密度值差异显著(P<0.05),有机表层、草毡表层和暗沃表层明显高于其他诊断表层,具有有机土壤物质诊断特性和均腐殖质诊断特性的土壤有机碳、氮含量高于其他土壤。(2)不同土纲的土壤有机碳含量和密度均以0～25.0 cm土层最高,呈现出较明显的表聚现象。1 m土体中,有机土、均腐土和潜育土有机碳含量和密度均显著高于其他土纲(P<0.05)。(3)不同土纲的土壤全氮含量和密度随剖面深度的增加而减少,1 m土体中,有机土、均腐土全氮含量和密度均显著高于其他土纲(P<0.05)。(4)河北省不同土纲1 m土体中土壤C/N介于10～20,有机土、潜育土和均腐土C/N较高,有利于有机碳、氮的累积。河北省不同土纲的土壤有机碳、氮含量、密度和C/N存在一定差异,土纲类型的确定有助于了解土壤有机碳、氮的性质,为合理利用土壤提供关键...     

广东罗浮山土壤有机碳储量与组分垂直分布特征

对广东罗浮山不同海拔有代表性的10个土壤采样点进行剖面挖掘,采集0~20 cm、20~40cm、40~60 cm、60~80 cm土层的土壤样品,采用化学分析方法对土壤有机碳(SOC)含量、土壤活性有机碳(POXC)含量、土壤有机碳的各组分含量及土壤基本理化指标进行分析,探讨罗浮山不同海拔各土壤剖面有机碳储量及组分的垂直分布规律。结果表明:罗浮山土壤有机碳和活性有机碳均集中分布在0~40 cm深度的土壤中,且0~20 cm SOC含量及储量与海拔呈显著正相关;随着海拔的升高,SOC含量及储量、POXC含量以及土壤有机碳各组分含量均呈增加趋势;随土层深度增加,SOC含量及储量、POXC含量、CF1和CF2含量均呈降低趋势,而CF3和CF4含量则反之;POXC含量、土壤有机碳各组分含量与SOC含量均呈极显著相关,增加SOC积累是提高SOC各组分含量的主要途径。     

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

武功山退化草甸养分分布格局及相关性

以江西省武功山山地草甸为研究对象,分析不同海拔高度(1 600~1 900 m)、不同土壤深度(0~20 cm、20~40 cm)、不同退化程度草甸下土壤养分分布特征以及有机碳、土壤其他养分间的相关关系,结果表明:(1)武功山不同土壤养分相同海拔不同土层间整体差异显著,呈现出表聚性特征,相同土层不同海拔间整体呈垂直分布规律;(2)土壤有机碳与土壤全氮、碱解氮和速效钾之间存在极显著正相关。土壤有机碳与土壤全磷、速效磷和p H值间则无明显的相关性。明确了武功山山地草甸土壤不同海拔间有机碳和各养分间的分布规律,揭示了土壤有机碳与其他土壤养分间的相关关系,研究结果为武功山山地草甸的植被和生态修复提供了理论依据。     

暖温带-亚热带过渡区鸡公山落叶栎林和松栎混交林 土壤有机碳空间分布特征

河南省鸡公山位于暖温带-亚热带过渡区,落叶栎类栓皮栎(Quercus variabilis Blume.)和麻栎(Q.acu-tissima Carr.)混交林和马尾松(Pinus massoniana Lamb)栎类混交林是该区域的2种典型林分类型。分别在海拔200、400和600 m的落叶栎林和松栎混交林中设置样地,比较土壤有机碳(SOC)含量和碳密度的变化。结果表明,随着海拔升高,2种类型林分的土壤有机碳含量和密度显著增加(P0.05);在200和400 m海拔高度上,松栎混交林分土壤有机碳密度高于落叶栎林。在600 m海拔高度上,落叶栎林土壤有机碳密度高于松栎混交林。对于各个海拔高度林分来说,土壤有机碳含量和密度随着土壤深度增加而降低,0～20 cm土层有机碳密度对剖面总有机碳贡献率为77%～93%。这些结果揭示该地区森林土壤有机碳分布特点,也为当地碳汇林业的经营提供了依据。     

三峡库区消落带不同高程柳树林地养分特征

在三峡库区消落带设置固定监测样地,研究消落带不同水位高程土壤氮磷钾含量、pH值、微生物生物量碳含量和有机质含量的变化特征.结果表明:受三峡库区不同水位影响,消落带172水位高程到173,174水位高程,土壤养分评价得分降低,土层的速效氮含量下降27.53%~50.33%,速效钾含量下降21.53%~23.25%,速效磷含量增加169.00%~436.68%,土壤有机质含量下降20.44%~58.16%,全磷含量基增加38.98%~45.05%,全钾含量下降4.89%~9.65%,微生物量碳降低37.09%~77.45%,pH值降低6.97%~8.07%.相关分析发现,水位高程与有机质含量、速效氮含量、速效磷含量、微生物碳含量极显著相关(p<0.01),与pH、全磷、全钾显著相关(p<0.05).     

三峡水库蓄水对库区弃耕地土壤7种金属元素质量分数的影响

为探究淹水对三峡库区土壤金属元素质量分数的影响,以典型消落带中的弃耕地为研究区域,于2009年和2013年,研究不同海拔(145~155,155~165,165~175 m),不同深度(0~5,5~10,10~20 cm)土壤的重金属(铜、铁、锌、锰),碱性金属(钙、镁、钠)分布特征及与pH值的相互关系,旨在为该地区生态恢复提供科学理论依据。研究发现:2009年145~165 m土壤4种重金属质量分数为10~20 cm层最高,2013年为0~5 cm层质量分数最高,钙质量分数的最高值均出现在10~20 cm层;经历过4个淹水周期后,2013年165~175 m高程土壤铜、铁、锌和锰质量分数依次为0.065,59.37,0.068和0.069 g·kg~(-1),其质量分数比2009年分别增加了50.75%,18.84%,27.46%,27.44%。淹水导致钙、锰质量分数增多,钠质量分数减少,其中钠质量分数变化幅度最大,随着海拔的升高,2013年较2009年分别减低了60.02%,60.09%和59.82%;另外,除钠与pH值呈极显著负相关(r=-0.615,P0.01)之外,所测金属指标均与pH值呈正相关。淹水不仅导致不同年份土壤金属的分布特征不完全相同,还导致土壤铜、铁、锌、锰、钙、镁等的累积及钠的流失。     

农田土壤碳氮及其与气象因子的关系

为揭示土壤碳氮受外界环境因子的影响,基于辽宁省51个农业气象站的代表性,分析了土壤有机碳和全氮的剖面分布及其与气象因子、地理因子的关系.结果表明,土壤表层(0～20 cm)有机碳和全氮含量总体高于土壤下层(20～40 cm);不同土层土壤有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的影响程度不同.土壤表层有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的显著或极显著影响(P<0.05,P<0.01);土壤下层有机碳和全氮均与年平均气温呈显著负相关(P<0.01),而与年降水量不成显著相关.经度与土壤表层有机碳和土壤下层全氮呈显著正相关(P<0.05),而纬度和海拔不影响土壤有机碳和全氮.不同土层有机碳、全氮与气象因子的回归方程为农田生态系统的碳收支评估及养分循环提供基础资料.     

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。     

川西亚高山-高山土壤表层有机碳及活性组分沿海拔梯度的变化

青藏高原东缘亚高山-高山地带土壤碳被认为是我国重要的土壤碳库,作为高海拔低温生态系统,土壤碳对土壤暖化的响应可能也更加敏感。该区域亚高山森林一般分布在海拔3200 m以上,上缘接高山树线和灌丛草地,土壤有机碳含量高。海拔梯度上变化的土壤环境因子是主要土壤温度,海拔梯度上高寒土壤有机碳及活性有机碳组的分布格局,可体现海拔梯度上温度因子对土壤碳动态的影响。对沿海拔3200 m(亚高山针叶林)、3340 m(亚高山针叶林)、3540 m(亚高山针叶林)、3670 m(亚高山针叶林)、3740 m(亚高山针叶林)、3850 m(高山林线)、3940 m(高山树线)、4120 m(高山草地)的土壤表层(0-20 cm)有机碳和活性有机碳组分含量进行分析,结果表明在该海拔范围内,表层土壤总有机碳含量随着海拔的升高而增加,显示高海拔有利于土壤碳的固存;土壤活性有机碳组分中,颗粒态有机碳含量及其占总有机碳比例与海拔呈显著正相关,在海拔最高的4120 m含量和占有机碳总量比例分别达到50.81 g/kg和56.52%。在该海拔范围内海拔越高颗粒态有机碳占有机碳比例越高,显示高海拔土壤有机碳更多以土壤颗粒态碳形式贮存。微生物量碳、水溶性碳、轻组分有机碳与海拔高度没有明显的相关性,表明这些活性有机碳组分受海拔因素影响不大;易氧化有机碳含量与海拔高度显著正相关。因此,颗粒态有机碳含量及其比例可作为高海拔地带土壤活性有机碳库动态的特征指标,表征高海拔地带土壤有机碳动态与贮量受温度影响的指标。     

江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律

目的土壤类型、土壤层次及植被类型是土壤有机碳分布格局的重要影响因素,而海拔是对大尺度水热环境条件的再分配,涵盖了土壤类型和植被类型在小尺度上的剧烈变化信息,因而研究不同海拔梯度上土壤有机碳的变异规律对森林生态系统碳汇管理具有重要的意义。方法本研究选择九连山境内不同海拔高度(179~1 430 m)的森林土壤为研究对象,通过分析植被类型、土壤类型、和不同层次的有机碳含量与碳储量等,揭示不同海拔高度有机碳的垂直分布规律及影响因素。结果土壤的前3层(0~40 cm)有机碳含量随着海拔的升高而呈现线性增大的趋势,而第4层(40~60 cm)和第5层(60~100 cm)则随着海拔的升高而逐渐的降低,土壤碳储量与海拔梯度的趋势与土壤有机碳与海拔梯度的趋势基本一致,但总碳储量与海拔梯度的趋势则呈先降低后升高的U形趋势;草甸土的前3层土壤有机碳含量和储量往往高于红壤和黄壤,并且随海拔升高,土壤类型从红壤、黄壤至草甸土的变化过程中,前2层(0~20 cm)有机碳含量和碳储量均存在逐渐上升,而其他层次则无显著差异;高海拔的杜鹃林和高山草甸表层土壤有机碳含量和碳储量往往高于较低海拔的其他植被类型,而高山草甸和次生阔叶林的0~100 cm总碳储量较高。结论土壤表层和植被类型的变化可能是导致九连山不同海拔梯度土壤有机碳变异规律的主要原因。在全球气候变暖的情形下,高海拔地区的表层土壤可能随着温度的上升而增加碳排放。      

元阳梯田土壤碳氮的垂直分布特性

 对元阳梯田3个海拔梯度［高海拔（1615~1682m）、中海拔（1532~1555m）和低海拔（1445~1468m）］表层土壤（0~30cm）碳氮组分的含量现状与分布特征进行了研究。结果表明：元阳梯田表层土壤有机碳（TOC）总体达到二级水平,而土壤全氮（TN）、pH值和微生物量碳氮(MBC,MBN)含量较低,土壤溶解性有机碳氮（DOC,DON）含量及其占土壤有机碳、全氮的比值较高,土壤易氧化碳（ROC）和轻组碳氮（LFC,LFN）含量处于中等水平。上述指标均呈现出随海拔的下降而降低的趋势,且元阳梯田土壤DOC,DON,ROC,LFC和LFN与梯田海拔之间呈显著正相关关系（P<005）。元阳梯田土壤TOC,TN,MBC,MBN及NH+4 N含量在3个海拔梯度之间均没有显著差异性;而土壤pH值、DON,ROC,LFC和LFN含量均在高海拔梯度显著高于低海拔梯度（P<005）