贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质和酶活性特征

【目的】探讨贺兰山西坡不同植被类型土壤理化性质对土壤酶活性的影响,为干旱区森林生态系统土壤酶活性变化、养分循环模式和调节机制研究提供参考依据。【方法】以贺兰山西坡土壤为研究对象,按照海拔梯度依次选择荒漠草原(海拔1349 m)、灰榆Ulmus glaucescens林(1905 m)、蒙古扁桃Amygdalus mongolica灌丛(2134 m)、油松Pinus tabuliformis林(2150 m)、青海云杉Picea crassifolia-山杨Populus davidiana混交林(2160 m)、青海云杉林(2635 m)和亚高山草甸(2664 m)等7种典型植被类型。每个植被类型设置3个重复样地,通过野外调查取样与室内分析相结合的方法,对土壤理化性质(含水率、容重、pH、有机碳、铵态氮、全氮、全磷、有效磷)和酶活性(β-葡糖苷酶、纤维二糖水解酶、α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶、蔗糖酶、淀粉酶)进行测定,利用方差分析和冗余分析探明不同植被类型土壤酶活性质量分数差异,并分析其影响要素。【结果】0~10和10~20 cm土层土壤含水率、有机碳质量分数随海拔上升整体呈现上升趋势;而土壤容重随海拔上升在0~10与10~20 cm土层整体呈现下降趋势;土壤全磷、全氮、铵态氮和有效磷质量分数以及pH在0~10和10~20 cm土层中随海拔上升无显著变化规律;在不同海拔植被带0~10 cm土层土壤各酶活性高于10~20 cm土层;土壤纤维二糖水解酶与β-葡糖苷酶随海拔升高在0~10 cm土层呈上升趋势,淀粉酶活性随海拔升高在0~10 cm土层呈先升高后降低再升高趋势,而α-葡糖苷酶、β-木糖苷酶和蔗糖酶活性在不同植被带不同土层之间均变化幅度较小且差异不显著;在0~10与10~20 cm土层,土壤有机碳、全磷、铵态氮、含水率是土壤酶活性的主要影响因素。【结论】海拔梯度变化引起贺兰山西坡土壤理化性质显著变化,进而调控森林土壤酶活性沿海拔及土层分布的变化,其中土壤有机碳、pH及含水率是土壤酶活性的主要影响因素,能较好地解释土壤酶活性的海拔梯度差异。

雷州半岛轮伐期内尾细桉人工林土壤有机碳储量变化特征及其影响因素

以广东湛江雷州半岛轮伐期内(1、3、5、7、8年)尾细桉人工林土壤为研究对象,对0~100 cm土层土壤有机碳质量分数、有机碳密度及有机碳储量进行调查分析,以期为提出健康可持续的桉树人工林经营策略提供理论依据。结果表明:不同林龄桉树人工林土壤有机碳质量分数具有明显的垂直分布特征,随着土层深度的增加,土壤有机碳质量分数显著下降,从0~20 cm土层的3.45~7.31 g·kg^(-1)下降至80~100 cm土层的1.90~3.01 g·kg^(-1);随土层深度增加,土壤有机碳密度及土壤碳储量均呈现显著下降趋势,1 m深土层有机碳储量主要集中在0~40 cm,占总土壤碳储量比达到46.90%~53.00%。随林龄增加,土壤有机碳质量分数、有机碳密度及有机碳储量均呈现先显著下降而后显著上升的趋势,且在5年生桉树人工林土壤中出现最低值,各龄级桉树人工林0~100 cm土层土壤碳储量具体表现为从1年生到5年生显著下降,而从5年生到8年生显著回升的趋势。土壤全氮、土壤容重以及土壤含水量作为关键环境因子显著影响土壤有机碳质量分数及碳储量。

桉树人工林土壤呼吸昼夜变化及其对环境因子的响应

以雷州半岛地区尾叶桉人工林为研究对象,采用LI-8150土壤碳通量测量系统,连续测定其土壤呼吸速率及相关环境因子的昼夜变化规律,分析土壤呼吸的时间变化特征及其对环境因子变化的响应,旨在为桉树人工林生态系统土壤碳排放估算提供数据支持。结果表明:尾叶桉人工林土壤呼吸速率昼夜变化为双峰趋势,最大值和最小值分别在4:00和16:00取得,分别为3.95μmol·m^(-2)·s^(-1)和3.29μmol·m^(-2)·s^(-1),日均值为3.61μmol·m^(-2)·s^(-1)。从昼夜变化来看,土壤呼吸与土壤温度、土壤热通量呈极显著负相关。从月变化来看,土壤呼吸与土壤温、湿度均存在极显著正相关关系。土壤日碳排放量为2.59~4.56 g·m^(-2)。可见,对人工林土壤碳排放进行估算时应考虑不同时间尺度环境因子对土壤呼吸影响的方向和强度。

黄河三角洲柽柳人工林对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

为探讨滨海盐碱区柽柳人工林对土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,以黄河三角洲不同林龄(3 a、8 a、12 a)柽柳人工林为研究对象,采用时空互代法,以毗邻的无林地(CK)为对照,研究了林龄变化对土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(DOC、MBC、EOC)、惰性有机碳(ROC)及碳库管理指数(CPMI)的影响。结果表明:林龄能够影响不同土层SOC及其组分含量,并随土层深度增加而逐渐降低;林龄对SOC及其组分含量的影响一致,均表现为12 a>8 a>3 a>CK,其中3种林龄SOC平均含量(0-60 cm)较CK分别增加23.95%、46.38%和111.03%,DOC、MBC和EOC平均含量则以12 a增加最多,分别增加了127.06%、68.99%和78.49%,明显高于其它林龄,而ROC分别为CK的1.22倍、1.59倍和1.87倍,增加显著;不同林龄0-20 cm表层SOC及其组分含量显著高于其它土层(P<0.05),呈现明显的表聚现象,除3 a、12 a土层20-40 cm与40-60 cm土壤MBC含量无显著差异外,其它土层间均差异显著(P<0.05);林龄的增加提高了各层土壤的CPMI,其中以12 a最高、8 a次之,且8 a与12 a提高显著;相关性分析表明,SOC及各组分间均达到显著和极显著水平。土壤EOC、DOC、MBC及ROC碳组分分别解释了SOC变化的93.50%、83.00%、53.82%和91.89%。综上,在滨海盐碱地区,林龄的延长有利于林地土壤有机碳各组分含量的积累和CPMI的提高。

生物炭对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响

为探究不同生物炭施用量对毛竹林土壤有机碳组分及碳库管理指数的影响,本研究以广西桂林漓江上游毛竹林土壤为研究对象,以毛竹废弃物高温热解制备的生物炭为供试材料,通过一年野外施用试验,探究不同生物炭施用量下(0(CK)、10 t·hm^(-2)(BC1)、20 t·hm^(-2)(BC2)、40 t·hm^(-2)(BC4))毛竹林土壤有机碳活性组分和土壤碳库管理指数变化特征,分析环境因素对其影响。结果表明:与对照(CK)相比,高添加量生物炭(BC4)后土壤pH值、速效磷、速效钾、铵态氮、可溶性有机氮、微生物量氮等含量显著提高,但土壤全磷含量显著降低(P<0.05)。生物炭对总有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳及碳库管理指数等有显著的促进作用,均在生物炭施用量为40 t·hm^(-2)时达到最大值。相关分析表明,土壤碳库管理指数与pH、NH_(4)^(+)-N、EOC、POC均呈极显著正相关关系(P<0.01)。路径分析模型表明在生物炭添加下,土壤性质和可利用性养分直接影响活性碳组分,进而影响土壤碳库管理指数。综上所述,毛竹林中施用生物炭是提高土壤质量、促进土壤碳固存及合理利用竹林废弃物的有效手段,其中生物炭添加量为40 t·hm^(-2)的处理效果最优。

2种水土保持林土壤微团聚体组成及其在不同坡位和不同土层间的分布特征

2022年8月份,在黑龙江省齐齐哈尔市克山县境内的克山农场,选择位置相邻,坡度、坡向、坡长、林龄基本一致的樟子松水土保持林、杨树水土保持林、坡耕地(对照)为研究对象;在选定的坡面上沿着和坡面等高线垂直的方向分别布设3条样线作为3个重复,每2条样线之间间隔3 m,每条样线从坡顶至坡底分别设置10个取样点,每个取样点之间间隔30m;使用环刀法,按照土层深度(h)采集土壤表层(0<h≤15 cm)、下层(15 cm<h≤30 cm)土样,放在通风处自然风干后过2.00、0.15 mm土壤筛,测定土壤微团聚体的粒径分布、比表面积、土壤理化性质;运用体积分布模型计算不同粒径土壤颗粒体积分形维数(D值),比较不同树种水土保持林的土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数的坡面分布特征,分析土壤理化性质与土壤微团聚体粒径组成、微团聚体分形维数之间的相关性。结果表明:坡面主要土壤养分质量分数,全磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、杨树林地、樟子松林地;有效磷质量分数(土壤表层、下层),由大到小依次为耕地、樟子松林地、杨树林地;有机质质量分数,土壤表层由大到小依次为杨树林地、樟子松林地、耕地,土壤下层由大到小依次为杨树林地、耕地、樟子松林地。分形维数,与有效磷质量分数、全磷质量分数、微团聚体颗粒比表面积显著相关;分形维数在一定程度上可用于表征土壤的养分状况;土壤下层整个坡面,坡耕地的分形维数明显小于樟子松林地、杨树林地的分形维数,说明水土保持林的林下土壤的土质优于耕地;根据坡面土壤微团聚体分布特征及其趋势、坡面养分分布特征综合对比,杨树林地土质优于樟子松林地。

山西太岳山不同针叶纯林及混交林土壤有机碳库的变异性

为研究不同针叶林型土壤有机碳及其碳库管理指数变化特征,以山西太岳山林区油松(Pinus tabuliformis)林、华北落叶松(Larix gmelinii var.principis-rupprechtii)林、油松和华北落叶松混交林3种人工林为研究对象,测定了各森林群落的根系生物量、土壤理化性质,分析不同林型土壤理化性质及碳库管理指数的变化特征。结果表明:土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤含水率、β-葡萄糖苷酶活性、酸性磷酸酶活性等均在油松落叶松混交林中出现最大值。3种林型的土壤有机碳库中,稳定有机碳的质量分数最高,约占总有机碳的80%以上。在0<h≤10 cm土层中,油松林土壤碳库管理指数显著低于落叶松林和油松落叶松混交林(P<0.05),前者分别比后两者低22.32%、21.69%。相关性分析及结构方程模型(SEM)表明,林分类型的转变对土壤含水率、土壤酶活性有显著正向影响(P<0.05),根系生物量显著促进了土壤养分及土壤酶活性的增加,土壤养分及根系生物量对土壤碳库管理指数产生显著正向影响(P<0.05)。油松和华北落叶松混交可以提高土壤养分质量分数,增强土壤微生物活性,有利于土壤碳库管理指数和碳库质量的提高。

晋西黄土区不同密度刺槐林土壤有机碳组分及碳库特征

明晰不同林分密度下土壤有机碳组分含量及碳库特征,以期为确定刺槐林适宜人工造林密度和评价水土保持效益提供科技支撑。设置不同密度(700、1 500、1 800、2 400、3 000、3 500 plant·hm^(-2))刺槐样地,以荒草地为对照,分析0-40 cm土层土壤有机碳组分及变化规律,计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),解析不同密度刺槐林地土壤碳库变化,并探讨土壤理化性质对土壤有机碳及其组分变化的影响。结果表明:不同密度刺槐林地土壤有机碳及其组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为:6.80 g·kg^(-1)(1 800 plant·hm^(-2))>5.01 g·kg^(-1)(1 500 plant·hm^(-2))>4.73 g·kg^(-1) (2 400 plant·hm^(-2))>4.17 g·kg^(-1) (3 000 plant·hm^(-2))>2.78 g·kg^(-1) (700 plant·hm^(-2))>2.68 g·kg^(-1) (3 500plant·hm^(-2))>0.52 g·kg^(-1) (CK)。随着刺槐人工林密度的增大,土壤有机碳组分及CPMI呈先增大后减小的趋势,中密度刺槐林分土壤有机碳组分含量及CPMI最大。与对照相比,0-40 cm土层,6种林分密度的土壤易氧化有机碳、稳定态有机碳含量、可溶性有机碳、颗粒有机碳和矿质结合态有机碳分别提高了77.3%-94.9%、55.8%-91.3%、86.0%-94.2%、81.4%-93.5%和79.8%-91.2%。6种林分密度土壤碳库管理指数均高于100%。相关关系分析表明土壤总有机碳含量与各有机碳组分均呈极显著正相关(P<0.010);冗余分析表明土壤全氮对土壤有机碳及其组分变化的解释率最大。因此,从森林土壤固碳功能而言,晋西黄土区刺槐人工林的适宜林分密度为1 800 plant·hm^(-2),该林分密度能较好提高土壤碳养分供给水平与碳库稳定性。

大兴安岭寒温带森林演替过程中土壤碳氮磷含量及生态化学计量特征

通过研究森林演替过程中土壤碳氮磷含量的变化特征及其化学计量比,分析在0~200 cm土层中,不同演替阶段土壤有机碳氮磷含量的变化情况。选择黑龙江漠河森林生态系统国家级定位观测研究站森林演替过程中3个典型阶段的代表群落,即兴安落叶松林、落叶松-白桦混交林和白桦林为研究对象,分别对其碳氮磷含量分析。结果表明,在演替前期(白桦林)的土壤中,C含量范围为5.78~28.29 g/kg,N含量为0.243~1.232 g/kg,P含量为0.243~1.232 g/kg。演替中期(落叶松-白桦混交林)C含量为6.39~29.41g/kg,N含量为0.077~1.472 g/kg,P含量为0.41~1.374 g/kg。而在演替后期(兴安落叶松林)的土壤中,C含量范围为6.36~34.61g/kg,N含量范围为0.353~1.463 g/kg,P含量范围为0.353~1.463 g/kg。不同林型的土壤C、N、P化学计量比也存在差异。在0~90 cm土层中,前期的C∶N范围为4.15~11.13,后期为5.92~21.85,中期为5.58~23.24。在90~200 cm土层中,前期的C∶N范围为7.46~19.8,后期为4.56~13.09,中期为5.88~18.07。在50~200 cm土层中,前期的C∶P为4.02~9.11,后期为2.24~10.51,中期为3.32~10.76。在0~200 cm土层中,前期的N∶P范围为0.51~2.95,后期为0.28~1.61,中期为0.36~2.13。通过分析显示,森林演替过程中土壤碳氮磷含量及其化学计量比存在一定的变化规律,了解这些变化规律有助于更好地评估森林生态系统营养循环和土壤质量的变化,为森林管理和保护提供科学依据。

土壤温度和含水量变化对南亚热带常绿阔叶林土壤性质的影响

研究森林土壤铵态氮(NH_(4)^(+)-N)和硝态氮(NO_(3)^(-)-N)质量分数的年际动态及其对环境变化的影响,对预测森林生态系统的结构和功能具有重要作用。应用南亚热带常绿阔叶林连续10 a的土壤理化性质监测,揭示土壤有效氮质量分数对土壤温度和水分的影响。结果表明:(1)土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数年际间变化对干湿季节性敏感,湿季NH_(4)^(+)-N质量分数为9.41~15.59 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为24.50~36.18 mg·kg^(-1),干季NH_(4)^(+)-N质量分数为6.48~10.19 mg·kg^(-1)、NO_(3)^(-)-N质量分数为22.75~30.09 mg·kg^(-1),干湿季差异显著。(2)土壤温度和含水量对NH_(4)^(+)-N质量分数变异解释率为57%,对NO_(3)^(-)-N质量分数变异解释率为28%,NH_(4)^(+)-N质量分数与气温显著正相关,湿季降水量与NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N质量分数呈负相关关系;干季降水量与NH_(4)^(+)-N质量分数正相关,但与NO_(3)^(-)-N质量分数负相关;干季低温条件下,土壤含水量与NH_(4)^(+)-N质量分数负相关。(3)土壤温湿度、土壤养分质量分数的变化显著影响土壤NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积;湿季全氮和易氧化碳分别是NH_(4)^(+)-N和NO_(3)^(-)-N累积的主导因子;干季土壤微生物生物量碳和微生物生物量氮为主导因子。

贺兰山东麓典型葡萄园土壤有机碳库组成及其活跃度

[目的]研究贺兰山东麓典型葡萄园土壤有机碳库的组成及其活跃度,量化该区域葡萄园生态系统潜在的固碳能力,为挖掘葡萄园碳汇能力和核算碳汇价值提供科学依据。[方法]以贺兰山东麓典型的新慧彬葡萄园为例,开展园区尺度的土壤有机碳取样调查与分析,研究土壤有机碳含量、密度和组分等特征。[结果](1)葡萄园0—100 cm剖面土壤有机碳平均含量为4.65 g/kg,土壤有机碳密度为64.5 t/hm^(2),虽然土壤有机质含量低,养分匮乏,但依然是葡萄园生态系统碳库的主要部分。(2)在垂直剖面上,土壤有机碳含量随着土层加深而递减,且0—40 cm表层和40—100 cm深层的土壤有机碳含量存在显著差异,表层土壤的有机碳富集系数大于1,对有机碳具有更强的固持能力。(3)土壤有机碳含量在园区范围内存在空间异质性,其中表层土壤有机碳的空间异质性受制于不同田块间葡萄品种及施肥等垦殖活动差异,而深层土壤有机碳的空间异质性主要受制于原始土壤的形成背景。(4)土壤有机碳活性、中性和惰性组分的比例约为1∶2∶5。惰性组分比例较高,碳库活度较低,稳定性较强。虽然惰性有机碳含量决定了总有机碳的高低,但中性有机碳含量的变化亦会影响总有机碳和全碳含量。[结论]贺兰山东麓葡萄园土壤碳库活度和有机碳含量水平较低。葡萄种植最终会增加土壤碳储量,增强生态系统的碳汇能力。

紫色土不同土地利用类型的土壤质量综合评价

评价紫色土不同土地利用类型的土壤质量,为紫色土的植被和地力恢复提供参考依据。以衡阳紫色土恢复区天然草地、人工草地、人工灌草地、人工灌丛地、坡耕地和人工林地0~20 cm土层土壤为对象,分析和比较不同土地利用类型下的土壤理化性质和生物学性质,并采用主成分分析(PCA)法评价其土壤质量。结果表明:人工草地、人工灌草地与坡耕地的全氮、碱解氮和有效磷含量显著高于其余土地利用类型(P<0.05),但其pH值、土壤容重和毛管孔隙度显著低于其余土地利用类型(P<0.05),速效钾含量在不同土地利用类型之间的差异不显著;人工草地、人工灌草地与坡耕地的磷脂脂肪酸总量、细菌含量、真菌含量、放线菌含量、脲酶活性、蔗糖酶活性、磷酸酶活性、蛋白酶活性、土壤微生物生物量碳和土壤微生物生物量氮的含量显著高于其余土地利用类型(P<0.05);除速效钾含量外,土壤各肥力因子之间存在密切的相关性;从PCA法的评价结果来看,人工草地、人工灌草地和坡耕地的土壤肥力综合指数较高,是有利于恢复区土壤质量恢复较好的土地利用类型。

杨树人工林复合经营模式对土壤N_(2)O与CO_(2)排放的影响

为探讨杨树人工林复合经营模式对土壤温室气体排放的影响,基于11年生“南林-895杨”(Populus×euramericana‘Nanlin-895’)人工林,设置纯林、林下种植麦冬(Ophiopogon japonicas)和林下养鸡3种复合经营模式,采用静态箱-气相色谱法每月测定土壤N_(2)O和CO_(2)排放通量,同时测定土壤温湿度,分析复合经营模式对土壤N_(2)O和CO_(2)排放和产量的影响及与相关影响因子的关系。结果表明:不同复合经营模式林下土壤温、湿度存在显著差异;不同杨树复合经营模式间,土壤N_(2)O和CO_(2)排放速率动态变化与年累积排放量存在显著差异,杨树林下种植麦冬的土壤N_(2)O年累积排放量最高,为233.47 mg·m^(-2)·a^(-1),而林下养鸡的土壤CO_(2)年累积排放量最高,达2328.87 g·m^(-2)·a^(-1)。总体来看,不同复合经营模式林地土壤温室气体(N_(2)O和CO_(2))年累积排放量为林下养鸡>林下种植麦冬>杨树纯林;土壤温、湿度对土壤CO_(2)和N_(2)O排放速率有显著影响,其中,土壤CO_(2)排放速率与土壤温度之间呈显著线型相关,而与土壤湿度呈现抛物线型关系;土壤N_(2)O排放速率与土壤温、湿度的关系均可用抛物线型关系来描述。综上所述,不同杨树复合经营模式改变了林地土壤的温、湿度,进而对温室气体排放产生了显著的影响。从1年的研究结果看,种植麦冬和养鸡的杨树人工林林地土壤温室气体的年累积排放量高于纯林,表明林农复合经营增加了土壤温室气体的排放。

黄土高原宁南山区土壤养分空间分布特征

[目的]土壤养分含量及其空间分布状况是陆地生态系统健康与可持续发展的重要评价因素,因此分析土壤养分及其空间特征对该区域的土壤养分管理以及土地可持续利用意义重大。[方法]在半干旱的宁南山区选取不同土地利用类型为研究对象,采用地统计学空间插值分析了土壤养分含量及其空间分布特征。[结果]黄土丘陵不同土地利用类型土壤全量养分均处于中等偏下的水平,表层0—20 cm土壤养分含量均高于20—40 cm土层,“表聚效应”明显。整体上,土壤养分含量基本表现为天然草地>柠条>山杏>裸地>梯田>退耕草地,其中天然草地显著高于其他植被类型(p<0.05)。从土壤养分的空间分布可知,土壤有机碳含量呈中部低、南北高的状态;土壤速效磷含量呈中部高,南北低的状态;土壤硝态氮和铵态氮含量变化趋势则是从南到北逐渐递增。[结论]人工种植柠条和山杏有利于改善该地区土壤综合质量水平;因此,退耕还林(草)的生态恢复措施能够持续、有效改善当地的土壤质量状况。

科尔沁沙地油松人工林林龄对土壤酶活性及化学性质的影响

【目的】研究科尔沁沙地不同林龄油松人工林地土壤养分变化及酶活性变化过程,为该地区植被恢复提供参考依据。【方法】以流动沙地为对照(0 a),选择固沙18、34、48、56 a油松人工林地为研究对象,进行土壤样品分层采集,用于土壤化学性质及酶活性的测定;采用冗余分析方法,探究不同林龄土壤酶活性变化过程及其与土壤理化性质之间的关系。【结果】与对照相比,有机质、全氮、全磷、速效钾含量随林龄增加而显著增加,但全钾、速效氮则无明显变化。不同林龄0~2 cm土层过氧化氢酶、脱氢酶、脲酶、中性磷酸酶、中性蛋白酶活性随林龄增加均显著高于对照并具有明显表聚现象,蔗糖酶活性在18 a时活性最高,随后下降。林龄、土层及其交互作用均显著影响土壤酶活性。冗余分析结果表明土壤全氮、全钾、速效磷、速效钾与土壤脲酶、脱氢酶、过氧化氢酶均呈极显著正相关关系;7种化学性质在前两轴累积解释土壤酶活性的76.06%,对土壤酶活性影响重要性排序为全氮>速效磷>全钾>有机质>全磷>速效钾>速效氮,全氮是影响土壤酶活性差异的关键因子。【结论】油松人工林能有效改善沙地土壤肥力,提高土壤酶活性,并随林龄增加改善作用增强;同时人工造林56 a时,油松人工林地未出现衰退现象。

不同间作模式对油茶林地土壤理化性质的影响

为促进油茶林地合理栽培和可持续耕作,探究油茶间作马铃薯(YC+M)、油茶间作天门冬(YC+T)、油茶间作花生(YC+H)3种间作模式对油茶林地土壤理化性质的影响。结果表明:YC+M、YC+T、YC+H处理的土壤细菌菌落数分别较间作前土壤(CK)提高42.59%、47.18%和44.89%,土壤放线菌菌落数分别提高41.32%、37.21%和36.30%;各处理间土壤含水量、土壤通气孔隙度、全氮、全磷、全钾和速效磷含量差异不显著,但土壤碱解氮含量、毛管孔隙度和总孔隙度显著高于CK;土壤有机质含量与全磷、碱解氮、土壤毛管孔隙度和土壤通气孔隙度均呈显著正相关,而与土壤容重呈显著负相关关系。油茶林地间作能够增强耕作层土壤的通透性,提高土壤细菌数量、放线菌数量、有机质和碱解氮含量,在一定程度上对土壤理化性质有所改善。

林龄和土层对柠檬桉林土壤养分和易氧化有机碳的影响

[目的]人工林土壤的地力维持和有机碳稳定性受到林龄和土层的极大影响。本文旨在探明林龄和土层对柠檬桉人工林土壤养分含量和易氧化有机碳(Readily oxidizable organic carbon,ROC)的影响,为人工林土壤固碳质量的提升提供科学参考。[方法]本文测定了广东省湛江市遂溪县2种林龄柠檬桉人工林的土壤理化性质和易氧化有机碳含量及其垂直分布特征,探讨林龄(3年生和20年生)和土层(0~10、10~20、20~40、40~60和60~100 cm)对柠檬桉人工林土壤碳稳定性的影响及其调控因素。[结果]林龄显著影响柠檬桉人工林土壤的物理性质、碳氮磷含量及C∶N、C∶P和N∶P,但土层仅对自然含水量(SWC)、总有机碳(TOC)、全氮(TN)、全磷(TP)和ROC存在显著影响。20年生柠檬桉人工林土壤TOC、TN和TP比3年生分别高138.60%、29.77%和56.99%,说明土壤有机碳和氮磷养分随着林龄的增加而增加。这是由于随着人工林林龄的增加,地表凋落物和根系提高了土壤有机质的输入进而改善了土壤肥力。20年生柠檬桉林土壤ROC含量比3年生高49.52%,而土壤ROC/TOC值比3年生低30.17%,说明随着林龄的增加,土壤TOC积累的量更多而ROC积累的量相对较少,因而土壤碳稳定性增强。相关分析表明,两种林龄柠檬桉人工林土壤TOC和ROC受到土壤TN、TP、C∶N和C∶P的显著影响,而3年生柠檬桉人工林土壤TOC和ROC还受到土壤毛管持水量、总孔隙度和通气孔隙度的影响,说明柠檬桉幼龄林土壤碳储量及稳定性同时受到土壤物理性质和氮磷养分供应的调控,而成熟林则更容易受到土壤养分供应水平的调控。[结论]柠檬桉人工林土壤有机碳稳定性随着林龄的增加而提高,且容易受到土壤氮磷养分供应的影响。因此,在人工林经营实践中,适当延长轮伐期,并注意调控土壤氮磷养分供应,可以有效提高柠檬桉人工林土壤有机碳的稳定性。

不同类型肥料对油茶人工林土壤生态化学计量特征的影响

以不同类型肥料对油茶人工林土壤养分状况及碳氮磷化学计量学特征的影响,以期为广西油茶人工林科学管理提供基础数据参考。设置有机肥、纯化肥、有机-无机复合肥3种处理并以不施肥为对照,采集土壤样品进行化学性质测定,分析不同类型肥料处理油茶人工林土壤碳、氮、磷化学计量比的差异特征。结果表明:各处理的土壤pH值普遍呈酸性(3.86~4.06)但差异不显著。土壤有机碳含量范围为9.34~13.58 g·kg^(-1),以纯化肥处理最低。有机-无机复混肥处理土壤碱解氮(66.3 mg·kg^(-1))、有效磷(4.1 mg·kg^(-1))、速效钾(66.7 mg·kg^(-1))含量均处于较高水平。有机-无机复混肥处理能够显著降低土壤的C∶N和C∶P,提高磷素的有效性同时还能保持氮素和磷素的相对平衡,有利于油茶的生长。纯化肥处理对C∶P和N∶P的影响较小。

青藏高原不同生境沙棘叶片及土壤碳、氮、磷的生态化学计量特征

为掌握青藏高原低温区沙棘(Hippophae Linn)灌丛土壤养分分布格局及其生态化学计量特征,探究沙棘灌丛土壤养分固持能力及土壤养分限制类型。以青藏高原江孜沙棘、西藏沙棘、肋果沙棘和云南沙棘4种典型沙棘为对象,探讨不同类型沙棘叶片及非根土、根围土0<h≤20 cm土层的有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK)质量分数及其生态化学计量特征。结果表明:4种生境沙棘非根土土壤含水量(SM)、土壤密度(SBD)、地上生物量、地下生物量均大于根围土。青藏高原低温区4种典型生境沙棘非根土及根围土0<h≤20 cm土层养分质量分数均维持在较高水平,非根土养分质量分数大于根围土。低海拔沙棘非根土具有较高的P固持潜力,随海拔高度增加,N元素限制程度逐渐降低。从沙棘叶片生态化学计量特征来看,高海拔地区沙棘(西藏沙棘、肋果沙棘)叶片有利于N、P、K的累积,符合“温度-植物生理假说”。从相关性分析来看,土壤养分之间及植物叶片养分之间相互耦合、相互制约,N、P元素在一定程度影响植物C的同化和土壤C的矿化,反之亦然。通过沙棘非根土和根围土养分质量分数及化学计量特征在不同海拔及土层间的分布状况进行初步判断,青藏高原低温区4种生境沙棘的生长发育均存在不同程度的N元素限制,但随海拔高度增加,N元素限制程度逐渐降低。

宁南山区不同植被类型土壤生态化学计量特征与碳储量

[目的]为了阐明不同植被类型的土壤养分状况与固碳能力差异。[方法]以宁夏南部山区具有代表性的乔木纯林(山杏林和刺槐林)、乔木混交林(刺槐+山杏)、乔灌混交林(山桃+柠条)、灌木林(沙棘)、草地共6种植被类型为研究对象,通过野外调查和室内分析相结合的方式,研究各植被类型0—100cm土层的生态化学计量特征与碳储量。[结果]研究区土壤C、N、P变化分别为19.74~35.11,1.74~3.19,1.60~1.69g/kg,C、N均表现为随土层深度的增加而递减,其中刺槐+山杏林地的C、N在0—80cm土层显著高于其他类型,P在各类型和土层间均无显著性差异。土壤C∶N在0—40cm土层刺槐林显著较低,40—100cm土层不同植被类型间无显著差异,土壤C∶P和N∶P受植被类型影响较大,表现为刺槐+山杏林地最高。各植被类型的C∶N在不同土层间没有明显差异,C∶P和N∶P表现为随着土层的增加而降低。土壤0—100cm土层碳储量为5.98~38.21t/hm^(2),各植被类型间差异较大,总体表现为刺槐+山杏>刺槐>山杏>沙棘>山桃+柠条>草地,刺槐+山杏林显著高于其他植被类型。[结论]宁南山区乔灌林地养分循环模式与固碳能力优于草地,且刺槐+山杏混交林造林模式最佳,营造混交林是提高土壤固碳能力的一个重要途径。