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。     

无机氮和氮矿化势在根层土壤剖面的空间变异

分析土壤小样本的结果表明,无机氮在根层土壤剖面上是不均匀分布的。这种垂直的空间变异不仅适用于铵态氮,也适用于硝态氮。氮矿化势在根层土壤剖面上的空间变异反映出土壤中有氮素转化的某些热点的存在。     

典型红壤侵蚀区土壤养分空间差异——以长汀县朱溪河小流域为例

自然环境的变化和人为作用的干扰都不同程度地影响着土壤养分的空间变异。以南方典型的红壤侵蚀区朱溪河流域为代表,利用ArcGIS与地统计学方法,研究了该流域土壤表层7种养分的空间变异及分布特征。结果表明：流域内土壤表层有机质、全氮、速效氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的空间相关性程度不同,其中全钾、速效钾和有机质的空间相关性较弱,全氮和速效氮的空间相关性中等,速效磷的空间相关性较强;土壤养分的含量表现为不同的分布格局。     

不同地类红壤坡面土壤有机质及氮素分布研究

选取我国云南地区抚仙湖流域典型流域尖山河小流域为试验区袁以不同土地利用类型的径流小区作为试验对象袁对径流小区内土壤不同土层有机质尧全氮和速效氮含量进行测定遥结果表明院在土地利用方式不同的红壤坡面上袁土壤有机质尧全氮和速效氮的含量均表现为坡下部﹥坡中部﹥坡上部曰土壤剖面有机质尧全氮和速效氮的含量均随着土层深度的增加而降低袁即0耀20 cm>20耀40 cm>40耀60 cm袁且随深度增加含量差距减小曰在坡耕地尧次生林尧人工林和灌草丛4 种土地利用类型中袁土壤有机质的含量表现为次生林>人工林>灌草丛>坡耕地袁土壤全氮的含量表现为灌草丛>坡耕地>人工林>次生林袁土壤速效氮的含量表现为坡耕地>次生林>灌草丛>人工林遥通过回归分析发现袁土壤有机质尧全氮和速效氮含量之间均具有显著的线性相关关系袁土壤有机质是表征土壤供氮能力的重要指标曰通过相关性分析得到土层深度与土壤有机质尧全氮和速效氮的含量之间均具有显著的负相关关系曰不同土地利用类型土壤有机质和全氮含量之间的换算系数不同袁表现为坡耕地>灌草丛>人工林>次生林遥     

亚热带丘陵区红壤不同土地利用方式下土壤有机碳的变化特征

以位于亚热带丘陵区红壤的桃源县为例,通过对1979年第二次土壤普查资料和2011年实地采样分析的表层(0-20 cm)土壤有机碳数据进行对比,分析近32年来林地、稻田、旱地等几种不同利用方式土壤有机碳(SOC)的变化。结果表明,1979年研究区林地、稻田和旱地SOC含量平均值分别为13.10 g/kg、14.15 g/kg和11.17 g/kg,2011年分别为18.28 g/kg、18.89 g/kg和12.19 g/kg,近32年来稻田、林地和旱地土壤SOC含量分别增加了40%、33%和9%,以林地和稻田土壤的SOC增幅较大,而旱地土壤的增幅明显较小。林地、稻田和旱地土壤的平均SOC密度分别从1979年的32.82 t/hm~2、33.62 t/hm~2和28.99 t/hm~2增加到2011年的44.39 t/hm~2、43.50 t/hm~2和33.53t/hm~2,增长幅度分别为35%、29%和16%,增长速率分别为0.36 t/(hm~2.a)、0.31 t/(hm~2.a)和0.14 t/(hm~2.a),也是以林地和稻田土壤的增长幅度相对较高,分别是旱地土壤的2.6倍和2.2倍。可见,过去32年来亚热带丘陵区红壤不同利用方式土壤均表现为"碳汇"模式,在不同程度上贡献于该地区较强的有机碳积累,其中以林地和稻田土壤的贡献能力最强。     

缙云山土地利用方式对土壤有机碳及全氮的影响

【目的】研究西南地区缙云山不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量及储量的变化,以揭示土地利用方式对SOC和TN积累的影响。【方法】选取缙云山阳坡同一海拔高度处的亚热带常绿阔叶林地、坡耕地、果园和撂荒地,采集0~60cm土层的土壤样品,对其进行SOC、TN以及土壤体积质量的测定分析。【结果】与林地相比,坡耕地和果园的SOC含量分别显著降低了43.83%,21.57%(P>0.05);与坡耕地相比,撂荒地SOC含量极显著增加了239.17%(P=0.001)。相同土壤质量下,不同土地利用方式SOC储量存在显著差异(P<0.05),表现为撂荒地(108.06Mg/hm2)>林地(62.21Mg/hm2)>果园(54.54Mg/hm2)>坡耕地(31.81Mg/hm2)。撂荒地的TN含量及储量均显著高于其他土地利用方式,分别为0.91g/kg和8.64Mg/hm2,而林地、果园、坡耕地三者之间的TN含量及储量不存在显著差异。不同土地利用方式的SOC含量与TN含量之间呈显著的正相关关系。4种土地利用方式的C/N在5.35~12.11,其中撂荒地的C/N最高,坡耕地最低。【结论】撂荒地比坡耕地更有利于SOC和TN的蓄积;虽然林地、果园和坡耕地3种土地利用方式对土壤TN的影响不显著,但林地比果园和坡耕地更有利于SOC的积累;撂荒地有机质的矿化分解程度最低,最有利于土壤中有机质的积累。     

上海城乡梯度上3种典型林分类型土壤氮矿化特征

土壤氮矿化是近年来全球气候变化背景下氮循环研究的热点之一,其直接影响养分可利用性,进而影响陆地生态系统生产力。城市化进程的发展是城市森林土壤氮矿化的潜在影响因素之一。本文选取上海"中心城区-近郊-远郊"城乡梯度上3种典型林分类型(樟木林、水杉和池杉林、阔叶混交林)为研究对象,对其土壤有效氮含量及组成、净氮矿化速率进行比较研究,以探讨城乡梯度以及树种组成对土壤氮矿化的影响。结果表明:土壤初始NO~-_3-N在矿质氮中占比为66%～72%,相较NH~+_4-N在土壤无机氮中占比更高;城乡梯度上土壤NH~+_4-N、NO~-_3-N、矿质氮含量都存在显著差异,但主要表现在中心城区与郊区之间,即中心城区郊区,近郊与远郊之间差异不显著;树种组成对土壤氮矿化特征的影响并不显著;土壤理化性质对土壤氮矿化特征有综合性影响。     

黄土区不同土壤类型及土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响

采用室内培养试验研究了黄土区不同类型土壤(黑垆土、红油土和淋溶褐土)及土地利用方式(农田、林地)的氮素矿化特性。结果表明,3种土壤好气培养0~14,15~28和0~28 d的氮素矿化量、矿化速率与矿化率大小次序均为:淋溶褐土>红油土>黑垆土;林地黑垆土氮素矿化量和矿化速率极显著地高于农田黑垆土;淹水培养7d,3种土壤矿化氮量、矿化速率和矿化率大小次序均为:红油土>淋溶褐土>黑垆土,但差异不显著;淹水培养条件下,林地黑垆土氮素矿化量、矿化速率和矿化率均高于农田黑垆土。不同土地利用方式对土壤氮素矿化作用的影响强于不同土壤类型的影响。     

模拟酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响研究

酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水(CK)和纯水+凋落叶(T0)为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65(T1)、3.67(T2)、5.55(T3)的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO₂累积排放量为1.67～3.35 g·kg^-1,表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO₂累积排放量为0.99～3.90 g·kg^-1,表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶(T0)后,酸性、碱性土壤CO₂累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨(T3)能促进CO₂排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨(T1)会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化(P<0.05),但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨...     

不同土地利用方式对土壤有机质和氮含量的影响研究

通过对广西桂林毛村岩溶区和非岩溶区的林地、灌草丛地、果园(人工柚子林和银杏林)等土壤的测定分析,研究了不同土地利用方式对土壤有机质和氮含量的影响,结果表明:在相同土地利用方式条件下,岩溶区的土壤有机质、全氮和碱解氮含量大都高于非岩溶区;在不同土地利用方式条件下,岩溶区土壤有机质、全氮和碱解氮含量表现为林地》灌草丛地》柚子园》银杏园,而非岩溶区土壤的各项指标差异较大、规律不明显.     

氮素形态与温度对鲁西沙区林地土壤有机碳矿化的交互作用

为探讨氮素形态与温度对土壤有机碳（SOC）矿化的交互作用,本研究以鲁西黄河故道沙区黑杨（Populus nigra）人工林为例,采用室内培养实验,研究不同氮素形态（硝态氮、铵态氮）及不同温度（10、20、30℃）对SOC矿化的单独及交互作用。结果表明：10℃时铵态氮的输入使SOC累积矿化量比对照（不输入氮）增加11.8%～21.3%,表明该区域SOC矿化受铵态氮限制;随温度升至20℃和30℃,铵态氮输入对SOC矿化的影响转为抑制作用。硝态氮输入在整个培养过程中抑制SOC矿化;培养结束时,硝态氮输入处理的SOC累积矿化量比对照降低4.1%～11.5%(10℃)、9.1%～29.3%(20℃)和8.6%～23.7%(30℃)。增温促进SOC矿化。增温和两类氮输入对SOC矿化的交互作用均为负效应,两因素对SOC矿化交互作用的实测值比理论值降低7.9%～21.9%（硝态氮）、16.1%～23.6%（铵态氮）,因为两类氮输入有降低SOC矿化温度敏感性的趋势。研究表明,硝态氮、铵态氮对SOC矿化的影响存在差异,增温、氮输入对SOC矿化的交互作用显著小于两因素单独作用之和。     

预培养温度对稻田土壤氮素矿化影响

为明确预培养温度对氮素矿化影响,选择南北方典型稻田土壤,经12、25和35℃预培养2周后,与风干土一起恒温培养28 d(25℃),测定培养前后铵态氮含量,分析预培养过程中土壤有机氮组分变化。结果表明,随预培养温度升高,初始铵态氮含量逐渐增加,矿化氮含量逐渐减少,当预培养温度为35℃时,矿化氮含量甚至降为负值。虽然12和25℃预培养不会影响土壤总矿化氮含量,但模型拟合显示,风干土矿化过程与经预培养的土壤矿化过程明显不同。风干土直接培养2周或经25℃预培养2周后,可酸解氮含量均有所增加,难酸解氮含量明显降低;与风干土相比,12℃预培养有机氮组分变化不明显;而随预培养温度升高,酸解氮含量先增后减,难酸解氮先减后增。可见,难酸解氮在矿化过程中可能也发挥重要作用。35℃预培养温度会改变土壤供氮过程,12℃预培养后土壤有机氮组分变化较小,矿化过程更符合实际。因此,测定土壤氮素矿化应以12℃作为预培养条件。     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。