氮可利用性对东北不同类型湿地土壤有机碳矿化的影响

2010年6~10月,在中国东北连续多年冻土区,岛状多年冻土区和季节性冻土区采集典型湿地土壤,通过室内分析和模拟试验研究了不同冻土区湿地土壤有机碳矿化及其微生物活性对不同氮可利用性的响应特征。试验设置4个氮处理水平,分别为0 mg/g(N0),0.1 mg/g(N1),0.2 mg/g(N2),0.5 mg/g(N3)。结果表明,培养结束后3种土壤在N0处理下的有机碳累计矿化量分别为5 646 mg/kg,2 103 mg/kg和1 287 mg/kg,与初始土壤有机碳含量、全氮含量和微生物量碳(MBC)呈显著正相关。3种土壤在氮输入后的有机碳矿化速率和累积矿化量都明显低于N0处理,表明氮输入对有机碳矿化产生抑制作用。随着氮输入量的增大,氮输入对不同土壤有机碳矿化的抑制作用有所差异,表现为:不同氮输入对连续多年冻土区土壤累积矿化量影响无显著差异;岛状多年冻土区土壤在N1和N2处理下的有机碳累积矿化量明显高于N3处理;季节性冻土区土壤在N2和N3处理下的累积矿化量明显低于N1处理。培养结束后,3种土壤微生物量氮(MBN)含量随氮输入量增加而降低,MBC/MBN随氮输入量增加而增加;季节性冻土区草甸沼泽土培养结束后的MBN和MBC/MBN都与累积矿化量存在显著相关关系,表明季节性冻土区草甸沼泽土氮可利用性增加可能改变了微生物的组成或结构,进而对有机碳矿化产生影响。     

氮输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化的影响

以闽江河口湿地高潮滩和中潮滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis L.)湿地土壤为研究对象,采用室内模拟实验,探讨不同形态及浓度氮(对照组—CK、氨态氮低氮组—N-1、氨态氮高氮组—N-2、硝态氮低氮组—X-1和硝态氮高氮组—X-2)输入对河口湿地(高、中潮滩)土壤有机碳矿化的影响。结果表明:1)随着培养时间的延长,在不同氮处理下的土壤有机碳矿化速率均表现为先增加后减少的趋势,总体上在培养的第4 d达到最大值,而后逐渐下降,15 d左右以后趋于稳定。2)氮输入对土壤有机碳矿化总体上起了一定的抑制作用,尤其在培养初期(第1 d和4 d),不同氮输入处理有机碳矿化速率均显著低于CK组(P0.05);培养15 d后,高潮滩各氮输入处理(N-1、N-2、X-1和X-2)土壤有机碳累积矿化量均显著低于CK,而中潮滩土壤累积矿化量表现为CKN-1N-2X-1X-2。3)不同氮浓度和形态的抑制程度有所不同,总体上随氮输入的增加,对有机碳矿化抑制作用增强,而同一浓度下,硝态氮的抑制作用较强于铵态氮。4)高潮滩土壤的有机碳矿化速率和碳的矿化累积量均显著高于中潮滩土壤(P0.05)。     

腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程，植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化，添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后，CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍；CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关，25℃时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍，而含水量10%时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明，凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转，植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存，凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。     

温度对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

采用碱吸收法测定武夷山不同海拔土壤分别在15℃、25℃、35℃下培养35d时土壤有机碳矿化速率及矿化量的变化．结果表明,土壤有机碳矿化速率随培养时间延长而逐渐降低,尤以培养3d～7d时下降最为明显．各海拔土壤累积矿化量均随培养温度升高而逐渐增加．培养35d时15℃和35℃下土壤累积矿化量随海拔升高而增加,但25℃下黄红壤的累积矿化量高于红壤和黄壤而低于山地草甸土．各培养温度下,土壤有机碳平均矿化速率均以山地草甸土最高,红壤最低．而对于各海拔土壤,不同温度下土壤有机碳平均矿化速率大小顺序为：15℃〈25℃〈35℃．培养3d时温度为15℃／25℃黄壤的Q10值显著高于其他海拔土壤（P〈0．05）,但培养35d时15℃／25℃下的土壤Q10值以黄红壤的最高．培养3d和35d时,25℃／35℃下不同海拔土壤Q10值差异均不显著（P〉0．05）．根据土壤平均矿化速率计算的Q10值在温度范围为15℃／25℃时以黄壤的最高,但25℃／35℃时红壤的Q10值最大．     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响北大核心CSCD

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0mg C·g^(-1)干土至12.7mg C·g^(-1)干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO2释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

科尔沁沙地优势植物叶凋落物分解及碳矿化——凋落物质量的影响

凋落物矿化分解是维持生态系统养分循环的关键过程,也是陆地生态系统C向大气释放的主要动力,因此影响和控制生态系统凋落物矿化分解的主要因素一直备受关注。土地沙漠化是科尔沁沙地最严重的环境问题,并且导致土壤粗质化和贫瘠化,凋落物输入和矿化分解对于改善该地区土壤质地和养分状况至关重要。通过室内培养的方法,对科尔沁沙质草地27种主要植物叶凋落物矿化分解及其与凋落物C含量、N含量、木质素含量、C/N、木质素/N、极易分解有机物含量(LOMⅠ)、中易分解有机物含量(LOMⅡ)及难分解有机物含量(RP)等指标关系进行研究。结果表明:科尔沁沙地27种植物叶凋落物质量存在较大差异(P<0.001),相应的27种植物叶凋落物培养样品矿化有机碳总量和干物质损失量存在显著差异(P<0.001),分别在9.0 mg C·g^-1干土至12.7 mg C·g^-1干土和14.7%至40.4%之间变化。添加凋落物后培养样品的CO₂释放总量显著大于对照(不添加凋落物),说明土壤中添加凋落物后,培养样品的有机碳矿化速率明显增大。27种植物叶凋落物矿化有机碳总量以及损失干物质总量与凋落物的N含量、C/N、木质素/N、LOMⅠ、LOMⅡ和RP等指标存在显著的相关性,叶凋落物的矿化分解主要受LOMⅠ和木质素/N的影响。     

氮和枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放的影响

土壤CO_2释放是土壤碳转化的关键过程。氮(N)添加及植物枯落物的分解对湿地土壤CO_2释放速率有显著影响,在全球大气CO_2浓度和气候变化中具有重要作用。本研究选取闽江河口湿地土壤为研究对象,通过24 d的短期培养实验,研究不同氮浓度和不同枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放速率的影响。结果表明:(1)短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和互花米草(Spartina alterniflora)两种植物枯落物添加处理显著促进了湿地土壤CO_2释放速率(P0.05),也显著增加了闽江河口湿地土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和pH(P0.05)。两种枯落物添加处理下,培养初期(0～9 d)枯落物可溶性有机碳快速释放和pH升高可能是导致土壤CO_2释放峰值时间提前的主要因素。(2)枯落物添加后不同浓度氮输入对湿地土壤CO_2释放速率均具有显著影响(P0.001),但两种枯落物对土壤CO_2释放速率的影响并无显著差异(P0.05)。土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的变化是影响不同枯落物在氮添加后培养前、后期土壤CO_2释放差异的重要原因。     

氮添加对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

氮是影响土壤碳矿化的一个重要生态因子。以福建省武夷山4个海拔(650 m,1 450m,1 850 m,2 100 m)的表层土壤(0~10 cm)为研究对象,探讨了外源氮添加对不同海拔土壤有机碳矿化的影响。结果表明:氮添加显著提高了武夷山650 m常绿阔叶林的土壤有机碳累积矿化量和矿化速率,而对其他3个更高海拔的土壤有机碳矿化没有显著影响。不同海拔土壤有机碳累积矿化量与微生物生物量碳显著负相关,与可溶性有机碳和代谢熵呈极显著正相关关系,与铵态氮和硝态氮无显著相关关系。氮添加促进了常绿阔叶林土壤微生物活性,微生物碳代谢升高,从而促进低海拔土壤有机碳的矿化。     

福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素

土壤有机碳矿化及其温度敏感性(Q_(10))是评价土壤碳排放与固持的重要指标,对未来全球气候变化的预测具有重要意义。本研究以福建中亚热带阔叶林表层土壤(0~10 cm)为研究对象,通过观测不同温度(10、20和30℃)下土壤有机碳矿化速率、Q_(10)、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、呼吸熵(qCO_2)的变化,探讨福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素。结果表明:温度对土壤有机碳矿化具有显著影响,温度越高,土壤有机碳平均矿化速率、土壤有机碳累积矿化量、平均qCO_2越大(P0.05)。其中,10、20和30℃累积矿化量分别为369.29、559.85、1 077.18μg·g~(-1)。土壤有机碳矿化速率、DOC、qCO_2的均值随时间延长呈降低趋势。此外,MBC含量与温度呈显著负相关关系,土壤有机碳矿化速率与土壤DOC、MBC含量均显著线性相关(P0.05)。温度敏感性随着培养时间延长有降低趋势,且第1天的Q_(10)值(4.7)显著大于第180天的Q_(10)值(1.4)。因此,增温影响土壤DOC、MBC转换,促进土壤有机碳矿化,且高质量碳具有更高的土壤温度敏感性。     

三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应

模拟研究了三江平原典型草甸小叶章湿地及人工林地土壤有机碳(SOC)矿化在4种C/N(Ⅰ: 9-10,Ⅱ:11-12,Ⅲ: 13-16,Ⅳ: 16-22)处理下的变化特征,分析了SOC矿化对C/N的响应。结果表明:在36天的培养期内,高C/N处理下两种土壤的SOC累积矿化量分别是低C/N时的2.78和2.68倍,两种土壤SOC矿化量对C/N变化的响应不存在显著差异;不同C/N处理下,两种土壤SOC的矿化速率均在前期(0~4天)较高,随着培养时间的延长逐渐降低,并趋于稳定;一级动力学方程能较好的描述两种土壤的SOC矿化动态,其C₀和C₀/SOC值均随C/N的增加而增加;回归分析表明,试验C/N(9-22)范围内湿草甸土和林地土的SOC累积矿化量及矿化速率分别与C/N呈显著的线性和二次曲线关系,C/N是影响湿地土壤有机碳富集程度的关键因素。