黄土高原人工刺槐林土壤有机碳动态监测研究

生态林建设是黄土高原生态环境恢复的重要内容,探讨生态林恢复过程中土壤有机碳密度(SOCD)的变化规律,对该地区生态林恢复的生态效益评估具有重要的理论价值.以黄土高原刺槐(Robinia pseudoacacia)人工林为研究对象,探讨了SOCD的动态变化特征.结果表明,在研究区0～80 cm土层范围内,无论是刺槐幼林(8 a,4.27 kg·m-2)还是中龄林(26 a,4.09 kg·m-2)与荒地(4.53 kg·m-2)相比,土壤SOCD均有降低,分别减少了5.74和9.71,说明黄土高原刺槐造林不能提高土壤SOCD;刺槐人工荒山造林对土壤SOCD的垂直分布影响明显,表现为在0～10 cm SOCD有显著提高,并分别提高了22.88和33.05,在10～30 cm范围内显著降低,并分别降低了40.69和45.52,而在30～80 cm的土壤层范围内差异不显著.     

黄土高原油松人工林幼林生态系统碳汇研究

为定量评价黄土高原人工林的固碳能力,采用固定样地方法以油松人工林幼林(6 a)和对照荒地为研究对象,比较两种地类生态系统中土壤、植物各部分和凋落物层的有机碳密度和碳储量变化。结果表明:荒地在0~80 cm土层土壤有机碳密度为5.086 kg.m-2,油松林为5.840 kg.m-2,与荒地相比增加了14.83%;油松人工林地植物地上部分、根系有机碳密度与荒地相比分别增加了123.31%、4.93%;凋落物有机碳密度无明显变化;油松人工林生态系统有机碳密度平均每年增加22.94%,说明黄土高原营造油松人工林具有明显的碳增汇效应。     

兴安落叶松人工林土壤碳密度分布特征研究

【目的】分析不同人工更新造林方式下兴安落叶松林土壤碳密度分布特征,为研究地区人工林生态系统碳汇管理及造林实践提供理论依据。【方法】2015年7-8月,以内蒙古大兴安岭林区不同人工更新造林方式(荒山荒地、水湿地、火烧迹地)和林龄(幼龄林、中龄林)的兴安落叶松林人工林为研究对象,通过野外调查与室内分析相结合的方法,对兴安落叶松幼龄林和中龄林0~40cm土层土壤有机碳、碳密度以及分布特征进行比较研究。【结果】不同人工更新造林方式下,幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤有机碳含量分别为26.84~105.42,30.26~101.81g/kg,土壤有机碳主要集中在0~20cm土层,其所占比例在63%以上,均随着土层的加深而降低;幼龄林和中龄林落叶松各土层土壤碳密度分别为23.80~106.98,34.84~89.48t/hm~2,也随着土层的加深而降低,0~20cm土层碳密度占土壤总碳密度的60%以上,呈现表层聚集现象。幼龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度(0~40cm土层)分别为火烧迹地(258.98t/hm~2)荒山荒地(249.24t/hm~2)水湿地(238.12t/hm~2),中龄林不同人工更新造林方式土壤总碳密度分别为荒山荒地(263.92t/hm~2)火烧迹地(253.83t/hm~2)水湿地(249.44t/hm~2),且不同更新造林方式之间差异均显著。【结论】不同人工更新造林方式下,兴安落叶松人工林土壤有机碳含量及碳密度存在明显差异,在未来研究区造林实践中,建议选择火烧迹地、荒山荒地造林,对于水湿地应以保护和保护性利用为主,并且减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破环。     

东北过伐林区蒙古栎天然林土壤有机碳研究

森林土壤有机碳库在维持森林立地生产力以及全球碳平衡过程中起着重要作用。本研究以东北过伐林区蒙古栎天然林为对象,研究不同层次(0~20 cm、20~40 cm和40~60 cm)的土壤有机碳含量和有机碳密度、及其与其他土壤特性的关系。结果表明:(1)蒙古栎林土壤有机碳含量均值为31.48 g.kg-1,0~60 cm土壤剖面有机碳密度为15.76 kg.m-2;土壤有机碳含量和碳密度均随土壤深度增加而显著减少;(2)0~20 cm土层中,除全P和有效P的含量略低,土壤养分含量均较丰富。随着土壤深度的增加,土壤养分含量降低,其在不同土层间的差异显著或极显著(除pH和全K以外),并且土壤养分变异系数均有不同程度的差异;(3)在0~20 cm,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤pH呈显著正相关,与土壤全N、全P和速效K呈极显著正相关;就0~60 cm土壤剖面而言,土壤有机碳含量与土壤密度呈显著负相关,土壤有机碳含量和碳密度均与土壤全N、全P、有效P和速效K呈极显著正相关。     

干旱河谷区土壤有机碳及其质量分配特征

[目的]研究干旱河谷区土地利用变化对土壤有机碳及碳库质量的影响。[方法]选取岷江上游干旱河谷区8种典型土地利用类型,即人工纯林、退耕荒坡、农用地、经济作物林、灌木林、人工混交林、次生林和天然林地,对其0~100 cm土层土壤有机碳、碳库质量及其分配特征进行分析。[结果]土壤有机碳及密度均随土层增加而递减,但因植被类型的差异和人类干扰活动的影响,递减程度有所不同。总体而言,土壤有机碳及其密度退耕荒地、农用地和经济作物林地均显著低于其他土地利用类型,而退耕荒地、农用地和经济作物林之间无显著差异,各土地利用类型土壤有机碳密度均值在1.35~3. 03 kg/m2,平均以经济作物林最低(1.35 kg/m2),以灌木林最高(3. 03 kg/m2);从有机碳密度及其变异系数看,表层土壤变异程度最高,10~40 cm各层间变异程度相对表层较低但变异波动大,40~100cm土层变异程度又有所上升,表明碳密度差异主要取决于土壤厚度;从碳库质量看,非保护性碳库表现出与有机碳及其密度一致递减规律,但在0~40 cm土层各土地利用类型非保护碳库均呈快速下降趋势,尤其在0~20 cm土层,除农用地呈小幅上升外,其他土地利用类型土壤轻组有机碳在该层均大幅度降低,变化幅度最大的是人工纯林(78.45%),最小为经济作物林(7.28%)。在60 cm土层以下,轻组有机碳含量差异很小,灌木林地则在整个剖面中碳库质量最低。[结论]该研究为我国干旱河谷区科学调整土地利用方式、增强土壤碳吸存能力提供参考。     

土地利用方式对荒漠土壤有机碳和养分含量的影响

以未开垦荒漠土壤为对照,研究土地利用方式对荒漠土壤有机碳、全氮和速效磷含量的影响.结果表明,与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地土壤总有机碳含量在0-20 cm土层深度分别增加了32%-68%和27%-136%,但是苜蓿地仅在0-10 cm土层增加了48%.在0-20 cm土层深度,玉米地颗粒有机碳含量增加了143%-167%,而苜蓿地和刺槐苗圃地则仅在0-10 cm土层分别增加了217%和550%.在0-30 cm土层深度,玉米地和刺槐苗圃地矿物结合态土壤有机碳含量与未开垦荒地之间差异不显著,而苜蓿地则显著低于未开垦荒地.不同土地利用方式之间矿物结合态有机碳含量的这种变化主要是由于土壤粘粒含量的变化所引起(r=0.69,P<0.01).玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤全氮含量分别增加了61%和64%,而苜蓿地全氮含量变化不大;玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤速效磷含量变化不显著,而苜蓿地则降低了80%.     

华南地区几种典型人工林土壤有机碳密度及其与土壤物理性质的关系

【目的】探讨华南地区桉树Eucalyptus urophylla人工林等4种林分土壤有机碳积累特征,为森林土壤碳库管理提供理论依据。【方法】以桉树、杉木Cunninghamia lanceolata、马尾松Pinus massoniana人工林以及经济林的0~100 cm土层土壤为研究对象,对比分析了4种林分类型的土壤有机碳含量和有机碳密度及其垂直分布特征,并进一步分析土壤有机碳与土壤容重、孔隙度等物理性质的相关性。【结果】4种林分0~100 cm土层土壤有机碳含量为8.52~11.84 g·kg~(–1),有机碳密度为2.22~3.04 kg·m~(–2);经济林的土壤有机碳含量和密度显著高于其他林分,而桉树人工林与杉木、马尾松人工林之间差异不显著;不同林分和不同土层深度之间有机碳含量和密度均表现出中度的变异特征。土壤有机碳含量和密度均随着土层深度的增加而减小,0~40 cm土层的有机碳密度占整个剖面的50%以上。有机碳密度(y)与有机碳含量(x)的拟合曲线决定系数和斜率均随着土层深度的增加呈现递增趋势。有机碳含量和密度均与土壤容重呈极显著负相关,有机碳含量与毛管持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、非毛管孔隙度和土壤通气孔隙度呈极显著正相关,有机碳密度仅与毛管孔隙度和非毛管孔隙度呈极显著正相关。【结论】与杉木和马尾松人工林比,桉树人工林并未显著减弱土壤有机碳的积累效果,有机碳分布主要集中在土壤表层,土壤容重、毛管孔隙度和通气孔隙度极显著影响林地土壤有机碳积累。     

黄花甸子流域人工林土壤有机碳密度分布特征

【目的】分析内蒙古黄花甸子流域不同人工林土壤有机碳密度分布特征,为该地区人工林生态系统的碳汇管理提供理论依据。【方法】以内蒙古赤峰市敖汉旗黄花甸子流域内山杏×油松混交林、山杏林、小叶杨林、柠条林4种典型人工林为研究对象,选取典型样区,探讨了0~100cm土层不同林分土壤有机碳密度的变化。【结果】4种林分土壤平均有机碳密度为0.85~1.07kg/m2;土壤有机碳密度呈现出混交林明显高于纯林,乔木林明显高于灌木林的特征,土壤平均有机碳密度由大到小表现为山杏×油松混交林山杏林小叶杨林柠条林。土壤有机碳富集在0~20cm土层中,并随土层深度的增加,土壤有机碳密度明显降低。【结论】在研究区的造林实践中,建议增加混交林造林面积,减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破坏。     

不同密度长白落叶松天然林土壤有机碳及养分特征

以吉林省金仓林场不同密度的长白落叶松(Larix olgensis)天然林为对象,运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,结合实验室测定结果探讨土壤有机碳的分布特征及其与其他土壤性质的关系。结果表明:长白落叶松天然林土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随土壤深度增加而显著减少,土壤有机碳平均质量分数为26.46 g.kg-1;0<土壤深度(h)≤60 cm土层中有机碳密度为18.63 kg.m-2;0相似文献   

江西省典型森林类型土壤碳贮量 及碳汇能力研究

基于全国林业碳汇监测与计量体系的建立袁采用野外调查尧取样和室内实验分析相结合的方法袁研究了江西省4 种森林类型土壤碳贮量及碳汇能力分布特征袁结果表明院4种森林类型土壤有机碳含量与有机碳密度表现出 相似的规律袁从大到小依次为阔叶林跃杉木林跃针阔混交林跃松木林袁森林土壤平均有机碳密度15.69渊依10.28冤kg/m2袁低于我国森林土壤有机碳密度19.36 kg/m2的平均水平袁其中阔叶林的土壤有机碳密度最大袁其平均碳密度分别是另外3 种森林类型的1.2耀1.8 倍曰4 种森林类型土壤有机碳密度尧土壤有机碳含量及其差异程度均随土壤深度的增加而减少袁0耀30 cm 土层土壤有机碳密度分别占整个剖面的50%左右袁0耀10 cm 土层土壤有机碳含量为10耀30 cm 土层的 1.7~2.3 倍袁为30耀100 cm 土层的3~4 倍曰森林土壤碳贮量占整个森林生态系统总碳贮量的73.72%~79.08%袁在森林生态系统碳循环中具有重要的地位和作用遥     

模拟氮沉降对油松林土壤有机碳和全氮的影响

本文通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林土壤有机碳和全氮对外源氮添加的响应过程与机制。从2009至2011年,氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2·a),N0),低氮(50 kg/(hm2·a),N1),中氮(100 kg/(hm2·a),N2)和高氮(150 kg/(hm2·a),N3)。利用土钻法研究油松人工林和天然林不同土壤深度土壤有机碳和全氮对模拟氮沉降的响应。结果表明,氮沉降降低了人工林和天然林不同土层深度有机碳含量,有机碳含量下降幅度随氮沉降量的增加而增大,且表层土壤(0~20 cm)下降幅度大于深层土壤(20~40 cm,40~60 cm)。天然林表层土壤有机碳下降幅度大于人工林。氮沉降显著增加了人工林表层土壤全氮含量(P0.05),但对天然林表层土壤全氮含量无显著影响(P0.05)。      

城市香樟群落类型对土壤有机碳氮的影响

以上海城市人工绿地为研究对象,比较研究不同香樟群落类型土壤有机碳(SOC)、全氮(TSN)含量和垂直分布特征。结果表明:(1)各类型香樟群落显著影响0~40cm土层平均SOC(P0.05),其中0~20cm土层SOC变化范围在10.77~26.87g/kg,20~40cm土层变化范围在6.60~12.87g/kg,均表现为乔灌草结构的香樟混交林群落(MF)地被覆盖的香樟纯林群落(PF)土壤裸露的香樟纯林群落(BF);(2)0~40cm土层土壤TSN和C/N因群落类型而异,变化趋势与SOC相同,但差异性并不如SOC明显,总体而言碳素增加速度高于氮素;(3)群落叶凋落量与土壤有机碳和全氮分别显著正相关,R2达到0.9483和0.7176。混交林叶凋落量对土壤有机碳和全氮的增加效应大于纯林,提高了114.90%。研究表明,群落通过地上凋落物的输入和地下空间根系周转而影响SOC和TSN,城市配置香樟群落时,应考虑多树种混交,多层次搭配,增加地上和地下有机物输入量,提高土壤SOC含量,增强土壤碳汇能力。     

重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响

为了揭示重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳(SOC)和黑碳(BC)的影响,本文选取大兴安岭落叶松天然林重度火烧迹地为研究对象,并以未火烧落叶松天然林为对照,进行相关研究。结果表明:1)重度火烧明显增加表层土壤有机碳和黑碳含量。和对照样地相比,重度火烧迹地0~5 cm层全土有机碳增加了41.56%,黑碳增加了123.69%,黑碳含量增加显著(P0.05)。2)重度火烧明显增加了0~5 cm层的5 mm和0.25 mm团聚体比例,降低了0.25~5 mm团聚体比例。3)对照样地相比,重度火烧显著提高了0~5 cm土层内的5 mm和0.053 mm团聚体有机碳含量(P0.05),增幅达177.6%和127.27%。而0.25~2 mm团聚体有机碳含量在3个土层内较对照均有不同程度的降低。2种林地类型各粒径团聚体有机碳含量表现为随粒径增大而增加,随土层深度的增加而降低的趋势。4)团聚体中黑碳含量的分布规律与有机碳相似。重度火烧迹地0~5 cm层的5 mm、2~5 mm、0.053~0.25 mm、0.053 mm团聚体黑碳含量分别增加了4.92、4.19、1.06、0.44 g/kg,与对照之间的差异均达显著水平(P0.05);5)2种林地土壤团聚体BC/SOC比值在0.05~0.41之间,且重度火烧显著增加了BC/SOC比值(P0.05)。相关分析表明,各粒径团聚体有机碳和黑碳含量显著线性相关。      

桂东南低山区柳杉人工林生态系统碳储量分配特征

[目的]对南亚热带低山区柳杉人工林碳汇进行研究。[方法]研究广西国营六万林场低山区的31年生柳杉人工林生态系统碳素含量、碳储量及其空间分配特征。[结果](1)柳杉人工林不同器官平均碳素含量变化在498.5～530.3 g/kg,其含量排列为:叶子枯枝树干根蔸枝条细根干皮中根粗根;碳素含量随土壤深度的增加而逐渐减少。(2)低山区柳杉人工林的生态系统碳储量为393.651 t/hm2,其中植被层碳储量占生态系统碳储量的29.22%,而0～100 cm土壤层占70.78%。31年生柳杉人工林年净固碳量估算为3.709 t/(hm2.a),其中乔木层的年净固碳量为3.537 t/(hm2.a)。(3)0～20 cm土壤表层碳储量为132.418 t/hm2,比植被层的碳储量还高。[结论]加强低山区的植被保护,减少表层土壤的水土流失,可有效保持南亚热带低山区土壤对碳的长期吸存和维持。     

纳帕海不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

[目的]探讨纳帕海区域土壤有机碳(SOC)在不同土地利用方式下的剖面分布特征及其与土壤含水量、容重的相关关系,为该区域合理高效利用土地资源提供科学依据。[方法]对猪拱地、农田、灌丛和森林4种土地利用类型的SOC分布特征进行研究。[结果]0~50 cm土层深度内,SOC含量由高到低依次为农田(26.43 g/kg)、猪拱地(20.95 g/kg)、灌丛(20.16 g/kg)、森林(17.25 g/kg);猪拱地、农田、灌丛和森林均为0~10 cm土层SOC含量最高,是主要的碳储层,分别占0~50 cm土层的37.42%、28.07%、49.81%和30.10%,随土壤深度的加深,SOC含量呈减少趋势;SOC密度与SOC储量呈基本一致的变化趋势;各样地表层SOC与土壤含水量呈显著正相关(R~2=0.50,P0.05),与土壤容重呈极显著负相关(R~2=0.60,P0.01)。[结论]不同土地利用类型其SOC含量在垂直方向上的分布不同,湿地的退化会不同程度地导致SOC流失,表层SOC含量很大程度上受土壤含水量和土壤容重的制约。     

西双版纳橡胶林土壤有机碳分布特征研究

针对西双版纳勐腊县境内不同林龄橡胶林的土壤有机碳含量,分析其在时间和空间尺度上的分布情况。结果表明：10、20、30 a橡胶林土壤有机碳含量分别为9.51～10.88、7.36～7.88、8.78～9.31 g.kg-1,各林龄有机碳储量10 a＞30 a＞20 a。橡胶林土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,10 a龄橡胶林在0-45 cm土层中的土壤有机碳含量随深度变化差异显著,其他2个林龄橡胶林土壤有机碳含量在各土层间差异不显著。不同林龄橡胶林土壤有机碳含量在同一土层中差异显著,但均主要分布于0-30 cm土层中,特别是0-15 cm土层。不同林龄土壤有机碳总储量为47.50～66.41 t·hm-2,其在不同土层间以及不同林龄间的变化趋势与土壤有机碳含量变化趋势相近。将西双版纳与海南儋州橡胶林土壤有机碳分布特征进行对比,前者各个林龄橡胶林土壤有机碳总量均大于后者,但后者橡胶林土壤有机碳随深度增加的变异趋势比前者更明显。     

海南西部不同林龄橡胶人工林生态系统土壤有机碳库及其影响因素分析

该研究通过对海南西部不同林龄橡胶人工林土壤剖面进行有机碳含量实测,估算土壤有机碳储量,结果表明4种不同林龄橡胶人工林生态系统土壤有机碳含量为6.20～14.36 g/kg;橡胶人工林土壤有机碳碳含量随土壤层的增深而逐渐减少,除33 a胶林0～60cm各层土壤有机碳含量差异显著外,其他同一林龄橡胶人工林不同土壤层间差异不显著,不同林龄橡胶人工林在同一土壤层间有机碳含量差异显著,土壤有机碳集中于0～30 cm土壤层;5、10、19和33 a橡胶人工林生态系统土壤有机碳储量分别为76.85、74.48、81.74和85.31 t/hm2。气候条件、土壤质地、凋落物量累积与分解、林龄大小和胶林经营管理是影响橡胶人工林土壤有机碳蓄积的主导因子。     

长期保护性耕作对黄土高原旱作农田土壤碳含量及转化酶活性的影响

【目的】探究黄土高原旱作农田粮草轮作系统长期保护性耕作对土壤碳含量、碳转化酶活性的影响,为旱作农田土壤固碳和农业可持续发展提供科学依据。【方法】基于甘肃庆阳草地农业生态系统国家野外科学观测研究站开展的长期保护性耕作试验（开始于2001年）,分析传统耕作（T）、免耕（NT）、传统耕作+秸秆覆盖（TS）、免耕+秸秆覆盖（NTS）对玉米-冬小麦-饲用大豆粮草轮作系统玉米收获季不同土层（0—5、5—10、10—20 cm）土壤有机碳（SOC）、微生物量碳（MBC）含量、β-葡萄糖苷酶（βG）、纤维二糖水解酶（CBH）、β-木糖苷酶（βX）活性的影响。【结果】（1）保护性耕作措施可显著增加SOC、MBC含量,其中0—5 cm土层提升效果最显著。与传统耕作相比,秸秆覆盖使SOC和MBC含量分别升高19.1%和39.9%,免耕使SOC和MBC含量分别升高15.1%和34.3%。（2）保护性耕作措施显著提高了土壤碳转化酶活性,表现为βG>CBH>βX活性,对保护性耕作措施最敏感的酶是CBH。相比传统耕作,秸秆覆盖使0—5和5—20 cm土层βG、CBH、βX活性分别增加20.3%、37.6...     

不同植茶年限茶园的土壤有机碳淋溶特性

土壤有机碳库在全球碳循环中起重要作用,影响各生态系统的可持续发展和人类社会发展。茶园作为一种有管理的人工生态系统,评估其栽培管理中土壤有机碳淋溶通量关系到其土壤生态系统的碳储存能力,对促进中国茶业的可持续发展有重要的现实意义。采用原状土柱碳淋溶模拟实验方法,模拟当地强降雨对森林、植茶年限为5年、20年、33年、56年的茶园土壤0~20 cm土层和0~40 cm土层的有机碳(SOC)淋溶规律及淋溶通量。结果表明,0~20 cm土层的SOC淋失通量大于0~40 cm土层,其平均值分别为5607.78 mg·m-2和4358.27 mg·m-2,即0~20 cm土壤层流失的碳22.3%在20~40 cm的土层里被截留,但仍然有占耕层(0~20 cm土层)淋溶损失量77.7%的SOC通过40 cm厚的土层继续向下层淋溶;通过40 cm深土层继续往下淋溶损失的通量与植茶年龄呈显著负相关(P0.05),说明延长植茶年限可以减少SOC的淋溶损失而有利于土壤碳的储存。本研究中,未发现SOC淋溶损失通量受茶园土壤本底有机碳浓度、土壤p H、总氮以及铵态氮的影响。     

辽宁仙人洞典型林分森林土壤碳氮分布特征

以辽宁省仙人洞自然保护区内阔叶混交林、红松林、日本落叶松林、针阔混交林、赤松林以及栎类林6种典型林分为研究对象,分析了不同林分类型下土壤有机碳的含量、有机碳储量、全氮含量、碳氮比(C/N)及有机碳含量与全氮、速效磷、速效钾的相关关系。结果表明:随着土壤剖面深度的增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量逐渐降低,且不同土壤层次间呈现出显著性差异;不同林分土壤有机碳含量平均值为15.11~47.07 g/kg;不同林分土壤全氮含量为2.83~11.17 g/kg;不同林分的C/N为9.27~28.23,平均值大小为栎类林红松林赤松林日本落叶松阔叶混交林针阔混交林;不同林分0~50 cm土层的土壤有机碳储量大小为针阔混交林(230.64 t/hm~2)日本落叶松(210.46 t/hm~2)阔叶混交林(136.26 t/hm~2)赤松林(122.84 t/hm~2)红松林(97.84 t/hm~2)栎类林(68.55 t/hm~2);在0~10 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷、速效钾呈显著正相关(P0.05),在10~20 cm土层,各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮、速效磷呈显著正相关(P0.05),土壤有机碳与速效钾不存在显著相关性。