人工和天然油松林表层土壤不同粒径团聚体有机碳及其组分分布特征

在全球天然林面积持续下降而人工林面积不断增加的背景下,人工林是否能达到天然林的土壤固碳能力尚不清楚。以黄土高原子午岭林区的成熟人工和天然油松林为研究对象,比较分析了不同密度人工林和天然林0—20 cm土层的土壤团聚体组成、不同粒径团聚体土壤有机碳(SOC)、不同活性SOC及球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的分布特征和相关性。结果表明:(1)人工林表层土壤全土的总SOC含量及其高活性、低活性、非活性SOC组分的含量均显著低于天然林,其中总SOC含量和非活性SOC含量随林分密度增加而增加,低活性SOC含量反之。(2)人工林表层土壤各粒径团聚体的总SOC含量及其组分含量均显著低于天然林。人工林大团聚体的重量百分含量、总SOC含量及非活性SOC含量随林分密度的增加而增加,但均显著低于天然林。(3)人工林表层土壤的SOC含量随林分密度增加而增加,其峰值17.95 g/kg,为天然林SOC含量的65.5%,其中大团聚体的数量及其SOC含量和稳定性的显著降低是导致两者差异的主要原因。活性SOC百分含量与总SOC含量的增加呈负相关关系,GRSP随林分密度增加而增加,但低于天然林,且通过提高大团聚体数量增加总SOC含量。增加人工林林分密度可以增加其表层土壤的生物量、土壤大团聚体数量、GRSP含量,以及降低活性SOC百分含量,进而提高其土壤固碳能力,同时显著降低其植物多样性。

黄色石灰土不同粒径团聚体有机碳矿化对温度的响应

石灰岩(CaCO_3)发育是西南喀斯特地貌的主要成因,且石灰岩发育而成的石灰土对全球温室气体的排放产生了巨大的影响,但石灰土不同粒径团聚体中的有机碳在不同温度下的矿化特征尚不清楚。因此,本研究通过室内模拟培养试验结合湿筛法和碱液吸收法探究了15℃、25℃和35℃下黄色石灰土>0.25 mm、0.053~0.25 mm、0.002~0.053 mm和<0.002 mm粒径团聚体有机碳的矿化特征。结果表明:随团聚体粒径降低,土壤有机碳含量逐渐降低(P<0.05),其中,>0.25 mm有机碳含量为15.67 g/kg,<0.002 mm有机碳含量为0.59 g/kg;在培养的第1天,三种温度下各粒径团聚体有机碳矿化速率均达到峰值,随后快速下降并逐渐趋于稳定;且0.053 mm^0.25 mm团聚体有机碳的矿化速率(14.37~31.99 mg/(kg·d))和累积矿化量(100.67~223.92 g/kg)最大,是最低的<0.002 mm粒径团聚体的1.01~1.28倍;各粒径团聚体可矿化有机碳比例分别为:>0.25 mm(0.41%~0.91%)、0.053~0.25 mm(0.42%~0.93%)、0.002~0.053 mm(0.44%~0.79%)和<0.002 mm(0.41%~0.73%)(P<0.05)。其次,在低温(15℃)下升温,0.053~0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值(1.56)最大,而常温(25℃)下升温,则是>0.25 mm团聚体有机碳Q_(10)值最大(1.68);且0.053~0.25 mm团聚体有机碳的潜在可矿化量C_0(111.62~239.59 mg/kg)及矿化速率常数K(0.41~0.44)均大于其余各粒径团聚体。综上所述,黄色石灰土0.053~0.25 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温的响应强烈,>0.25 mm和0.002~0.053 mm粒径团聚体次之,而<0.002 mm粒径团聚体有机碳矿化对升温响应最弱;固碳能力依次为:(<0.002 mm)>(0.002~0.053 mm)>(>0.25 mm)>(0.053~0.25 mm)。

长期施肥条件下不同粒径土壤团聚体中Bradford反应土壤蛋白质含量的差异

主要研究了稻-稻连作方式下长期不同施肥对不同粒径土壤团聚体中Bradford反应土壤蛋白质（BRSP）含量的影响及BRSP与土壤有机碳（SOC）和全氮（TN）之间的关系，同时为简化BRSP测定过程，探讨了用过1mm筛土壤代替1～2mm土壤团聚体研究BRSP含量的可行性。研究结果表明，长期不同施肥显著影响土壤1～2mm团聚体中总BRSP（T—BRSP）和易浸提BRSP（EE—BRSP）含量。有机无机肥料配合施用能显著提高土壤中BRSP含量，以NPK＋稻草还田提高BRSP含量的效果最佳。经25a施用不同肥料后，1—2mm土壤团聚体中2种形态BRSP含量与土壤SOC和TN含量呈显著正相关。试验发现，〈1mm土壤团聚体中同样有BRSP，且处理间的变化趋势与1～2mm团聚体间的变化趋势相似。试验结果显示，过1mm筛土壤中T—BRSP和EE—BRSP含量与1～2mm团聚体中含量的相关性均达到极显著水平，且土壤SOC和TN含量的相关性也均达到极显著水平。

西辽河沉积物中不同粒径微团聚体磷的解吸特征

采用平衡解吸法研究了西辽河沉积物不同粒径微团聚体磷的解吸特征.结果表明,不同粒径团聚体磷的解吸比例为黏粒(0.20)<粉粒(0.28)<细砂(0.45)<粗砂(0.93);其原因为:细粒级微团聚体中腐殖质含量远远高于粗粒级;细粒级微团聚体中有机质是通过可溶有机质与黏土矿物相互结合形成复合体而富集,在其所形成的复合体团聚结构中引起的团聚体结构不可逆形变是导致磷的解吸比例降低,解吸迟滞性指数增大的根本原因;西辽河冲泻质泥沙黏粒和粉粒级微团聚体所携载的可解吸态磷(NAP)入海后可分别为上覆水提供磷(212.93±38.60)mg/kg,(159.45±31.44)mg/kg.沉积物黏粒级和粉粒级微团聚体所携载的NAP是磷素循环的重要组成部分.