天然林转换成人工林对土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

以福建省三明市砂岩发育的土壤为材料,应用干、湿筛法比较研究了格氏栲天然林、木荷林和锥栗林土壤团聚体粒径分布、稳定性及有机碳分布的差异,分析了团聚体稳定性与土壤有机碳的关系。结果表明：（1）干筛处理下,各林分土壤团聚体均以〉5mm粒径为主,且随粒径的减小而减少;湿筛处理下,各林分虽以〉0.25 mm大团聚体为主,但林分间差异显著,格氏栲天然林、木荷林和锥栗林0-10cm土层〉0.25mm大团聚体所占比例分别为78.4%,70.53%和55.62%;10-20cm土层趋势与之相似,所占比例分别为71.93%,67.05%和52.72%。（2）各林分0-10cm和10-20cm土层干筛MWD值、分形维数D值均无显著差异;湿筛处理后,两土层MWD值格氏栲天然林均为最高（3.22mm和3.12mm）,木荷林次之（2.86mm和2.81mm）,锥栗林最低（2.46mm和2.21mm）,林分间差异显著,分形维数D值及PAD值变化趋势则与之相反,均以格氏栲天然林最低,其中锥栗林PAD值显著高于其他林分。（3）天然林转换成人工林后,0-10cm土层各粒径水稳性团聚体有机碳含量均显著下降,但都随着粒径的减小呈先增加再减少再增加,以0.25～2mm和〈0.053mm粒径团聚体有机碳含量最高。（4）0-10cm土层〉0.25mm水稳性大团聚体数量与土壤有机碳含量呈极显著正相关,10-20cm土层两者关系不显著。研究表明,天然林转换成人工林对土壤结构产生了较大影响,导致大团聚体数量减少,团聚体稳定性下降以及表层土壤团聚体有机碳含量降低,人为扰动的增加、地表覆盖度的下降及有机质输入的减少可能是产生这一现象的主要原因,而10-20cm土层虽然呈现出随土壤有机碳含量下降大团聚体数量减少的趋势,但相关性并不显著,表明在有机质含量较低时,团聚体稳定性可能受到其他因素的影响。

自然恢复和人工促进恢复对侵蚀退化生态系统碳贮量的影响比较

本研究以严重侵蚀退化马尾松林为研究对象,采取自然恢复和人工促进恢复2种措施对退化地进行修复,监测恢复前后生态系统碳贮量变化。结果表明:自然恢复和人工促进恢复后生态系统总碳贮量分别是恢复前的2.78和4.87倍,其中,植被层碳贮量分别是恢复前的14.30和30.87倍,土壤层碳贮量分别是恢复前的1.85和2.78倍。生态系统内土壤碳的恢复速率落后于植被。2种不同恢复措施相比,人工促进恢复的生态系统碳吸存速率显著快于自然恢复(P<0.01),人工促进恢复后生态系统碳吸存速率是自然恢复的2.17倍,其中植被和土壤的吸存速率也分别是自然恢复的2.26倍和2.09倍。而且人工促进恢复后的退化系统,碳库在乔木层各器官的分配方式更符合健康生态系统的分配方式,系统功能和结构更加稳定,有利于系统后期恢复。因此,从退化生态系统恢复的紧迫性和长期性考虑,采取积极的人工促进恢复措施能维持退化系统快速、持续恢复。

不同雨强对杉木和米槠林地表径流和可溶性有机碳的影响

采用径流小区法,对中亚热带地区的杉木人工林和米槠次生林在不同雨强下径流量和可溶性有机碳(DOC)流失浓度进行比较研究。结果表明:在小雨、中雨、大雨和暴雨4场降雨过程中,米槠次生林和杉木人工林的地表径流量和DOC流失浓度变化趋势一致,即降雨强度增加,地表径流量也随之增加。DOC浓度均呈现了随着雨强的增加而逐渐降低的趋势。说明降雨强度对径流量和DOC浓度均产生了较为明显的影响;米槠次生林和杉木人工林的地表径流量之间差异不显著,米槠次生林和杉木人工林的DOC流失浓度除大雨外均达到显著性水平差异(P<0.05),说明植被类型对地表径流量影响较小,对DOC浓度具有较明显的影响。

植被恢复过程中芒萁对侵蚀红壤碳氮库的影响

选择未治理地、治理10 a与30 a的马尾松林为研究对象,对比林下有芒萁覆盖(MQ)与林下裸露地(CK)土壤碳氮储量的差异.结果表明,未治理地芒萁覆盖度和生物量均很低,治理10 a和30 a的马尾松林下芒萁覆盖度和生物量显著增加.各林地芒萁覆盖下的土壤(1 m)有机碳、氮储量均显著高于林下裸露地(P<0.05);治理10 a和30 a马尾松林土壤有机碳、氮储量分别比未治理地增加了153%和296%、24%和101%;治理后芒萁覆盖下的土壤有机碳积累快于氮的积累,总体上芒萁覆盖的土壤C/N均高于林下裸露地.以上结果显示了芒萁对侵蚀红壤区土壤有机碳的恢复和氮素积累具有重要影响.

红壤侵蚀地马尾松人工林恢复过程中土壤非保护性有机碳的变化

选择红壤侵蚀区本底条件相似而恢复年限不同的马尾松林为对象，以侵蚀裸地和次生林为对照，结合时空代换法对侵蚀地植被恢复过程中表层土壤非保护性有机碳（轻组有机碳和颗粒有机碳）含量、分配比例及其向保护性有机碳转化过程进行研究．结果表明：在植被恢复过程中（0～30年）土壤有机碳含量及其储量随恢复年限极显著增加．植被恢复7～11年，土壤非保护性有机碳含量显著增加，其分配比例也明显升高，而恢复至27年和30年后分配比例保持在较稳定水平，说明植被恢复初始过程主要以非保护性有机碳的形式积累，而长期恢复后土壤有机碳呈相对稳定状态；0～10cm和10～20cm土壤非保护性有机碳向保护性有机碳的转化速率常数（k）与恢复年限分别呈极显著相关和显著相关，说明植被恢复过程中土壤非保护性有机碳逐渐向保护性有机碳转化．