去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤活性有机碳的短期影响

[目的]探究去除凋落物和草毡层对寒温带森林土壤活性有机碳的影响,为我国寒温带森林土壤碳循环的研究提供科学参考。[方法]以大兴安岭北部3种典型森林(白桦林、樟子松林和兴安落叶松林)为研究对象,在3种林型中设置对照、去除凋落物、去除草毡层以及去除凋落物和草毡层4种处理,于2021年9月对各处理不同土层(0—10 cm和10—20 cm)土壤进行取样,研究其土壤活性有机碳组分及其影响因子。[结果]在0—10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中无显著变化,而在兴安落叶松林中显著降低了25.49%和39.40%;土壤微生物量碳含量在白桦林和兴安落叶松林中显著降低了19.26%和18.86%,而在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤可溶性有机碳和易氧化有机碳含量在白桦林和樟子松林中显著降低了16.08%,60.69%和17.38%,17.33%,而在兴安落叶松林中的变化不显著;土壤微生物量碳含量在3种林型中显著降低了19.47%~42.02%。同时去除凋落物和草毡层后3种林型土壤微生物量碳和易氧化有机碳含量极显著降低了22.03%~27.01%和52.22%~57.01%;土壤可溶性有机碳含量降低了11.25%~22.18%,其中白桦林和樟子松林达显著水平;在10—20 cm土层,不同去除处理对3种林型土壤可溶性有机碳和微生物量碳含量均无显著影响,白桦林和樟子松林土壤易氧化有机碳含量分别在去除草毡层以及同时去除凋落物和草毡层后显著降低,而兴安落叶松林土壤易氧化有机碳含量无明显变化。3种林型土壤活性有机碳各组分与土壤总有机碳、全氮、含水量呈显著正相关,与土壤pH则呈显著负相关。[结论]去除凋落物和草毡层降低了土壤活性有机碳含量,凋落物和草毡层的存在有利于土壤活性有机碳的形成与累积。

影响向海湿地草根层土壤吸附铅、镉能力的因素

利用向海湿地采集的草根层土壤进行吸附铅、镉的热力学实验,结果表明草根层土壤吸附铅、镉的过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附曲线(n=8,p=0.01)。吸附铅、镉存在干扰吸附现象,吸附铅的能力约是吸附镉的能力的3倍。而且草根层土壤吸附铅、镉的最大吸附量与土壤中的有机质和铁、锰氧化物含量存在着正相关性。土壤的理化性质是影响土壤吸附铅、镉能力的内在主要因素;pH等是影响草根层土壤吸附铅、镉能力的外部主要因素。

向海湿地土壤草根层对铅镉的静态和动态吸附能力的研究

对向海湿地采集的土壤草根层进行了吸附Pb2+,Cd2+的静态和动态实验,结果表明土壤草根层吸附Pb2+,Cd2+的过程符合Langmuir和Freundlich等温吸附曲线(n=8,P=0.02),动态实验的饱和吸附量约是静态实验饱和吸附量的6倍,且吸附Pb2+的能力大于吸附Cd2+的能力.通过分析动态实验流出液的pH值、有机质含量和电导率,对土壤草根层吸附Pb2+,Cd2+的机理进行了探讨,初步推测土壤草根层对Pb2+,Cd2+的吸附属于离子交换吸附.

pH值和流速对向海盐碱湿地土壤草根层吸附铅、镉规律的影响

利用柱实验,考察了向海盐碱湿地土壤草根层吸附Pb2+和Cd2+过程中的影响因素.结果表明,流速和pH值对动态吸附有很大影响,流速加快,穿透点提前,穿透点吸附量减小;pH增加,穿透点滞后,穿透点吸附量增大;Pb2+与Cd2+在吸附过程中存在竞争吸附,Pb2+对Cd2+的吸附影响较大,而Cd2+对Pb2+的吸附影响相对较小.不同pH值下,Pb2+和Cd2+的动态吸附过程均可用双常数速率方程和Elovich方程描述,且双常数速率方程更好.

去除凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤氮素的短期影响

以大兴安岭北部3种典型森林(白桦(Betula platyphylla)林、樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica)林和兴安落叶松(Larix gmelinii)林)为研究对象,通过对对照、去除凋落物、去除草毡6层以及去除凋落物和草毡层4种处理下不同土层(0~10 cm和>10~20 cm)的土壤全氮、有效氮、微生物量氮及其影响因子的研究,探究凋落物和草毡层对寒温带典型森林土壤氮素的影响。结果表明,1)在0~10 cm土层,与对照相比,去除凋落物后土壤全氮、铵态氮和硝态氮含量在白桦林和兴安落叶松林中无显著变化,樟子松林土壤全氮和铵态氮含量无显著变化,而硝态氮含量升高了53.76%(P<0.05);土壤微生物量氮含量在白桦林和兴安落叶松林中分别降低了14.34%和25.94%(P<0.05),在樟子松林中无显著变化。去除草毡层后土壤全氮含量在樟子松林和兴安落叶松林中变化不显著,在白桦林中降低了41.25%(P<0.05);土壤铵态氮含量在兴安落叶松林中无显著变化,在白桦林中降低了52.84%(P<0.05),而在樟子松林中升高了69.09%(P<0.05);土壤硝态氮含量在白桦林和兴安落叶松林中无显著变化,在樟子松林中升高了44.09%(P<0.05);土壤微生物量氮含量在3种林型中降低了16.95%~47.20%(P<0.05)。去除凋落物和草毡层后,土壤全氮和微生物量氮含量在3种林型中均显著降低(P<0.05);土壤铵态氮含量在兴安落叶松中无显著变化,在白桦林中显著降低(P<0.05),而在樟子松中显著升高(P<0.05);土壤硝态氮含量在白桦林和兴安落叶松林中无显著变化,而在樟子松林中升高了44.09%(P<0.05)。2)在>10~20 cm土层,经过不同去除处理,土壤全氮和微生物量氮含量在3种林型中无显著变化;土壤铵态氮和硝态氮含量在白桦林和兴安落叶松林中无显著变化,而在樟子松林中有所升高,且在去除凋落物以及去除草毡层后达显著水平(P<0.05)。3)由相关性分析可知,土壤含水率、pH、总有机碳和可溶性有机碳等是土壤氮素的重要影响因子。由此可见,凋落物和草毡层的存在与否对土壤氮素具有重要影响,但影响程度会因林型和土层的不同而异。研究结果为该地区森林土壤氮循环的研究提供理论基础。