秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征

【目的】研究陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度空间分异特征,为秦岭林区土壤有机碳科学管理提供理论依据。【方法】在陕西秦岭南坡不同林区(洋县长青、佛坪县龙草坪、太白县太白山、宁陕县宁东和宁陕县宁西)及立地条件(海拔、坡向、坡位和坡度)设置样地,通过调查、取样和测定,采用差异性检验分析不同立地因子对土壤有机碳密度(tC·hm^-2)的影响,并通过逐步回归分析量化各因子对土壤有机碳密度影响的相对重要性。【结果】秦岭南坡林地土壤有机碳密度均值为125.41tC·hm^-2(52.60~307.36tC·hm^-2),在0~10,10~30和30~60cm土层分别为59.04,41.65和24.73tC·hm^-2,分别占土壤有机碳总密度的47.07%,33.21%和19.72%;秦岭南坡不同林区土壤有机碳密度差异较大,表现为龙草坪(143.55tC·hm^-2)>宁东(138.37tC·hm^-2)>宁西(134.09tC·hm-2)>太白山(109.29tC·hm^-2)>长青(90.22tC·hm^-2);土壤有机碳密度随海拔升高先增后降,在海拔800~1200m最低(平均90.24tC·hm^-2),在海拔2000~2400m最大(平均166.43tC·hm^-2),当海拔高于2400m后下降(平均132.51tC·hm^-2);阴坡土壤有机碳密度(127.23tC·hm^-2)稍高于阳坡(123.25tC·hm^-2);土壤有机碳密度随坡度增大而降低,由147.52tC·hm^-2减至87.06tC·hm^-2;土壤有机碳密度在下坡位(166.36tC·hm^-2)大于中坡位(129.43tC·hm^-2)和上坡位(77.14tC·hm^-2)。【结论】秦岭南坡林地土壤有机碳密度存在显著的区域差异,并随海拔升高先升后降,在各海拔间和不同坡位间均差异显著(P<0.05)或极显著(P<0.01),但在阴坡与阳坡间无显著差异。逐步回归分析表明,坡位和海拔是影响土壤有机碳密度差异的主导立地因子。与我国其他主要林区相比,陕西秦岭南坡林地土壤有机碳密度处于较高水平,在我国森林土壤碳库中具有重要地位,应加强管理。     

2013年河南省乔木林植被碳储量特征

准确评估区域范围内森林生态系统的固碳能力和趋势,系统分析不同森林类型的固碳能力时空异质性,对于实现森林可持续经营和固碳增汇具有重要意义。以河南省第八次森林资源清查数据为基础,运用生物量扩展因子法,研究了河南省乔木林植被的碳储量及碳密度特征。结果表明:2013年河南省乔木林植被碳储量7 422.78万t,其中栎类、杨树2个（组）树种植被碳储量占全省乔木林植被碳储量的67.32%。河南省乔木林植被平均碳密度为24.31 t/hm²,低于全国平均水平。河南省乔木林以幼、中龄林为主,其植被碳储量分别占全省乔木林植被碳储量的34.09%和40.84%。河南省天然林、人工林植被的碳储量相差不大,分别为3 512.35万t和3 910.43万t;平均碳密度分别为26.72 t/hm²,22.49 t/hm²。研究表明河南省乔木林植被,特别是人工林,未来固碳潜力巨大,将会在森林植被碳储量中占有越来越重要的地位。     

野生型水稻及其低硅突变体中植硅体和植硅体碳的含量与分布特征

【目的】水稻是典型的富硅植物,植硅体沉积在水稻体内可封存有机碳。本文分析不同吸硅能力基因型水稻植硅体含量、形态、分布及其固碳特征,探究水稻植硅体固碳机理。【方法】盆栽试验在浙江大学玻璃房内进行。供试材料为水稻低硅突变体Lsi1和Lsi2及其野生型,所有施肥和管理措施一致。于成熟期,取水稻地上部茎、叶、鞘样品,常规方法测定硅、植硅体、植硅体碳含量。【结果】1)不同基因型水稻体内硅含量、植硅体含量、生物量干物质植硅体碳含量存在显著差异,均表现为突变体显著低于其野生型,大小依次为Lsi1野生型> Lsi2野生型> Lsi2突变体> Lsi1突变体,Lsi1和Lsi2突变体水稻植硅体碳含量显著高于其野生型,大小依次为Lsi1突变体> Lsi2突变体> Lsi2野生型> Lsi1野生型。2)野生型水稻硅与植硅体含量为鞘>叶>茎,而突变体水稻硅与植硅体含量为叶>鞘>茎,水稻叶片中的植硅体碳与生物量干物质植硅体碳含量最高,植硅体碳含量整体分布趋势为叶>茎>鞘,生物量干物质植硅体碳含量整体变化趋势为叶>鞘>茎。3)水稻植硅体含量与硅含量之间呈极显著正相关(P <0.01),高吸硅的水稻植硅体含量高,且形成的植硅体比表面积小,表明植硅体含量及其形态受其遗传特性的影响。植硅体含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著正相关(P <0.01),植硅体碳含量与生物量干物质植硅体碳含量之间呈极显著负相关(P <0.01),表明生物量干物质植硅体碳含量除了受植硅体含量影响,还受植硅体所包裹的有机碳浓度影响。4) Lsi1及Lsi2野生型水稻生物量、植硅体储量、植硅体碳储量显著高于其突变体。【结论】具有高吸硅能力的野生型水稻与其突变体相比,生物量、硅、植硅体、生物量干物质植硅体碳含量增加,分布不同,虽然植硅体碳含量降低,但植硅体碳储量增加。Lsi1及Lsi2野生型水稻比低硅突变体水稻具有更高的固碳潜力。     

基于不同林分类型下土壤碳氮储量垂直分布

以辽东大伙房水库周边防护林典型林分针阔混交林(落叶松-油松-刺槐混交林)、油松林、落叶松林、刺槐林为研究对象,对其土壤养分含量进行测定,研究了不同林分土壤剖面上有机碳、全氮、有机碳储量的分布规律。结果表明:随着土层深度的增大,4种林分的土壤有机碳、全氮含量均逐渐降低;4种林分土壤剖面有机碳含量大小顺序为落叶松林(24.16g/kg)刺槐林(23.07g/kg)针阔混交林(16.06g/kg)油松林(15.76g/kg);全氮含量大小顺序为刺槐林(5.23g/kg)落叶松林(4.57g/kg)油松林(3.45g/kg)针阔混交林(2.42g/kg);C/N平均值大小顺序为落叶松林(7.36)针阔混交林(6.51)油松林(4.67)刺槐林(4.57);4个林分0-40cm土层的有机碳储量大小为落叶松林(112.94t/hm~2)刺槐林(107.40t/hm~2)针阔混交林(105.42t/hm~2)油松林(89.89t/hm~2);4种林分土壤pH无明显差别,各土层土壤pH随土层深度增加而增大;4种林分土壤容重由高到低顺序依次为针阔混交林(1.73g/cm~3)油松(1.65g/cm~3)落叶松(1.64g/cm~3)刺槐(1.56g/cm~3)。4个林分土壤有机碳含量与土壤全氮含量互相间均存在极显著正相关关系,土壤有机碳、全氮含量与C/N之间则没有明显相关关系;在针阔混交林中,土壤容重、土壤全氮含量和土壤pH与土壤有机碳之间存在线性数量关系,而其他纯林则没有这种关系。     

青冈栎混交林生物量及碳储量分布特征

以湖南永顺43年生青冈栎混交林为研究对象,采用平均木法和样方收获法测定乔木层生物量和林下植被层生物量,采用重铬酸钾—水合加热法测定样品碳素含量,对林分各组分的生物量和碳储量分布特征进行研究。结果表明:青冈栎混交林单位面积生物量为320.03t/hm~2,各组分单位面积生物量由大到小的排列顺序为乔木层、枯落物层、灌木层和草本层。林分单位面积碳储量高达389.43t/hm~2,其中植被层和土壤层分别为249.02,140.41t/hm~2。林分内青冈栎、栲树和杉木单株平均蓄积分别为0.156 1,0.2912,0.296 0m~3,单株平均碳储量分别为103.85,99.15,97.90kg。青冈栎属于生长速度较慢但木材密度大的树种,单株平均蓄积仅有栲树和杉木的单株平均蓄积的1/2左右,但其单株平均生物量和碳储量却比栲树和杉木的单株平均生物量和碳储量要高,表明树种碳汇能力的高低并不完全取决于树种生长速度的快慢,这对今后生态公益林树种的选择提供了一个新的方向。     

湘乡市林地森林碳储量及碳密度研究

通过对湘乡市林地的森林碳储量、碳密度及碳储量的空间分布特征进行研究,得出:①在各优势树种组中,中生阔叶树组的碳储量和碳密度都是最大的,碳储量排序依次为:中生阔叶树组>马尾松组>杉木组>竹木组>国外松组>经济林组〉慢生阔叶树组>灌木组>速生阔叶树组,碳密度排序依次为:中生阔叶树组>国外松组>竹木组>马尾松组〉慢生阔叶树组>杉木组>经济林组>速生阔叶树组〉灌木组;②除马尾松组和中生阔叶树组外,各优势树种小班的碳储量主要集中分布在0~100t的区域内,且与人类活动呈负相关。     

Nitrogen retention and plant uptake on a highly weathered central Amazonian Ferralsol amended with compost and charcoal

Leaching losses of N are a major limitation of crop production on permeable soils and under heavy rainfalls as in the humid tropics. We established a field trial in the central Amazon (near Manaus, Brazil) in order to study the influence of charcoal and compost on the retention of N. Fifteen months after organic‐matter admixing (0–0.1 m soil depth), we added ¹⁵N‐labeled (NH₄)₂SO₄ (27.5 kg N ha^–1 at 10 atom% excess). The tracer was measured in top soil (0–0.1 m) and plant samples taken at two successive sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) harvests. The N recovery in biomass was significantly higher when the soil contained compost (14.7% of applied N) in comparison to only mineral‐fertilized plots (5.7%) due to significantly higher crop production during the first growth period. After the second harvest, the retention in soil was significantly higher in the charcoal‐amended plots (15.6%) in comparison to only mineral‐fertilized plots (9.7%) due to higher retention in soil. The total N recovery in soil, crop residues, and grains was significantly (p < 0.05) higher on compost (16.5%), charcoal (18.1%), and charcoal‐plus‐compost treatments (17.4%) in comparison to only mineral‐fertilized plots (10.9%). Organic amendments increased the retention of applied fertilizer N. One process in this retention was found to be the recycling of N taken up by the crop. The relevance of immobilization, reduced N leaching, and gaseous losses as well as other potential processes for increasing N retention should be unraveled in future studies.