森林转换对不同土层土壤碳氮含量及储量的影响

森林转换是影响森林碳氮储量的重要因素。研究森林转换对土壤碳氮的影响,对明确生态系统碳氮循环动态具有重要意义。对由中亚热带常绿阔叶天然林转换而成的阔叶天然次生林(BL)与杉木人工林(CF)不同土层的有机碳(SOC)、氮(TN)含量以及储量进行研究,探讨森林转换对地下土壤碳氮储量的影响及其影响因素。结果表明:(1)相同土层,阔叶天然次生林的SOC含量、TN含量高于杉木人工林,分别在0～40 cm各土层与0～20 cm各土层之间均具有显著性,相同森林类型下SOC含量与TN含量垂直拟合关系均以幂函数拟合效果最好,R~2均达到0.9以上,可以为当地碳氮含量估算提供依据,土壤碳氮比(C/N)均随土层深度增加而下降。(2)森林转换后0～100 cm碳氮储量(SCM、SNM)阔叶天然次生林高于杉木人工林。土壤碳氮在2种林分的差异主要集中在0～10 cm,且阔叶天然次生林显著高于杉木人工林。(3)相关分析显示土壤SOC、 TN含量与土壤容重呈显著负相关,与C/N之间呈极显著正相关(P0.01)。研究表明:森林土壤碳氮储量主要集中在0～10 cm土层,天然林转换为杉木人工林后,土壤碳氮含量降低,不利于森林碳氮储量的积累,因此要加大对天然林的保护。     

中亚热带山区土地利用变化 对土壤有机碳储量和质量的影响

通过对中亚热带山区天然林、人工林(用材林和经济林)、次生林、果园和坡耕地等7 种典型土地利用方式的土壤有机碳储量及质量的研究, 结果表明: 中亚热带山区天然林转变 为其他土地利用类型后, 土壤有机碳储量下降了25.6%~51.2%, 而表层0~20 cm 土壤有机碳 储量下降了45.1%~74.8%, 比底层土壤有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。土壤轻组有机碳储量(0~60 cm) 下降了52.2%~84.2%, 轻组有机碳占总有机碳比例从13.3%降到3.0% ~10.7%, 比土壤总有机碳对土地利用变化更为敏感。天然林转变为其他土地利用类型后土壤 有机碳损失巨大的原因主要与凋落物归还数量及质量, 水土流失和经营措施对土壤(特别是表层土壤) 的扰动引起土壤有机质加速分解等因素有关。坡耕地人为干扰最严重, 土壤有机 碳下降幅度最大。中亚热带山区土地利用变化引起土壤有机碳储量下降幅度高于全球平均水平, 主要与区域降水和地貌条件有关。因此, 保护山区脆弱生态环境, 加强天然林保护和植 被恢复, 合理营造人工林, 减少耕作, 对山区土壤碳吸存、减缓大气CO₂ 浓度升高和气候变化以及促进山区可持续开发的生态服务功能发展都具有重要意义。     

磷添加对中亚热带2种森林类型土壤微生物群落组成的影响

以福建省三明市格氏栲自然保护区米槠(Castanopsis carlesii)天然林土壤和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象,通过不同梯度(对照CT-0 g·kg-1、低磷LP-0.1 g·kg-1、高磷HP-0.6 g·kg-1)磷添加室内培养实验,采用磷脂脂肪酸(PLFA)分析法,研究磷添加对中亚热带米槠天然林和杉木人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响,结果表明:1)施磷除显著提高总磷和有效磷含量外,亦显著增加土壤pH和可溶性有机碳的含量;2)土壤微生物生物量和群落组成对磷添加的响应因施磷量和森林类型不同而不同,其中高磷处理显著增加杉木人工林和米槠天然林土壤微生物PLFA,杉木人工林增幅大于米槠天然林。低磷处理仅显著增加杉木人工林土壤微生物PLFA,对米槠天然林土壤微生物生物量影响不显著;磷添加显著增加杉木人工林土壤革兰氏阳性菌与革兰氏阴性菌的比值(GP/GN),对2种森林土壤真菌与细菌比(F/B)影响不显著。该研究表明米槠天然林转变成杉木人工林后,养分流失,加剧了磷限制。因此适当施磷有利于杉木人工林可持续经营。     

33年生福建柏人工林碳库与碳吸存

通过对福建三明33 a生福建柏和杉木人工林生态系统碳库和碳吸存的研究,结果表明,福建柏人工林碳库总量为 236.317 t/hm~2,低于杉木林(244.008 t/hm~2),其中地上部分和地下部分碳贮量分别占碳库总量 55.92％和44.08％。杉木人工林的林下植被和枯枝落叶层碳贮量分别是福建柏人工林的1.19倍和1.20倍。福建柏人工林乔木层有机碳年均积累量 11～20 a阶段达最大值,为 5.576t/hm~2·a~(-1),而杉木人工林最大值(5.817t/hm~2·a~(-1)较早出现于6～10 a阶段。福建柏人工林乔木层32至33 a碳净固定量为9.907 t/hm~2·a~(-1),折算成 CO2为36.326 t/hm~2·a~(-1),是杉木人工林的1.54倍,其中凋落物和死细根碳当年归还量分别为3.769 t/hm~2·a~(-1)和1.647 t/hm~2·a~(-1),分别是杉木人工林的1.75倍和1.31倍。     

纳帕海湿地区表土有机碳及其活性组分的空间分异

基于网格均匀布点,在纳帕海湿地区采集141个表土(0~20 cm)样品,采用地统计学等方法研究表土有机碳(SOC-Soil Organic Carbon)、易氧化有机碳(EOC-Easily Oxidized C)、溶解有机碳(DOC-Dissolved OC)及有机碳活性水平的空间变异和分异特征。结果表明:1.表土SOC、EOC、DOC、EOC/SOC(%)、DOC/SOC(%)均值分别为51.596 g/kg、4.950 g/kg、155.360 mg/kg、10.388%、0.403%,空间变异水平分别为强、强、中、中、中;2.表土有机碳和活性组分之间为极显著正相关,EOC/SOC(%)和SOC、EOC分别为显著负相关、负相关(不显著),DOC/SOC(%)和SOC、DOC分别为极显著负相关、负相关(不显著);3.表土DOC/SOC(%)空间变异具有强空间相关性,其他为中等空间相关性;4.湿地区不同类型土壤表土活性组分含量(均值)和相对值(均值)为一定程度负相关,水分可能是最重要的决定因子,而表土有机碳活性组分的相对值能更好地反映环境和人为干扰对土壤有机碳库空间分异的影响。     

森林转换对土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响

对中亚热带米槠天然林转换为米槠人工林后,两林分土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的变化及其影响因素进行研究。结果表明,森林转换后,土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳分别平均下降28.8%、11.0%(P0.05)。米槠天然林和米槠人工林0~10 cm土壤可溶性有机碳含量分别为306 mg·kg-1、209 mg·kg-1,分别占土壤有机碳的0.71%、0.91%;10~20 cm分别为210 mg·kg-1、158 mg·kg-1,分别占土壤有机碳的0.71%、0.88%;两林分0~10cm土层微生物生物量碳分别为508 mg·kg-1、460 mg·kg-1,10~20 cm土层微生物生物量碳分别为373 mg·kg-1、327 mg·kg-1。米槠天然林和米槠人工林中的土壤可溶性有机碳、微生物生物量碳在不同季节表现出极显著差异(P0.01),两林分土壤可溶性有机碳最高值出现在秋季,最低值出现在冬季;而微生物生物量碳夏秋季显著高于春冬季(P0.05)。     

长期施肥对绿洲农田土壤剖面有机碳及其组分的影响

以中国科学院阜康荒漠生态站长期定位试验为平台,对不同施肥模式下绿洲农田土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)及团聚体结合碳的剖面(0~3 m)特征进行了研究。结果表明:与荒漠土壤相比,20 a长期施肥模式下SOC含量在表层(0~0.2 m)土壤中增加了14%~56%,但在下层(0.2~0.6 m)减少了15%~33%。在深层(O.6~3 m),单施化肥(NPK与N2P2K)与化肥配施秸秆处理(NPKR与N2P2R2)具有不同的变化:SOC含量在前者中降低了5%~9%,在后者中增加了4%~9%,POC与LFOC具有相似变化趋势。所有处理均增加了整个剖面的大团聚体(>0.25 mm)结合碳。然而,44%~87%的SOC分布于粉砂与粘粒组分(<0.053 mm)中,在深层土壤中该比例最大(超过80%),揭示了该组分中SOC含量的维持对于碳固定的重要性。单施化肥处理降低了粉砂与粘粒组分中SOC含量,可能是其深层土壤碳损耗的一个机制。化肥配施秸秆处理在促进SOC含量的增加、大团聚体形成方面具有最好效果,尤其在深层土壤。     

米槠天然林转变成杉木人工林后土壤可溶性有机碳的变化

对中亚热带米槠天然林及其采伐迹地形成的36年生杉木人工林0～20cm层土壤可溶性有机碳（DOC,dissolved organic carbon）含量进行研究,分析米槠天然林改造成杉木人工林后土壤DOC平均含量及其季节的变化情况．结果表明：米槠天然林0—20cm层土壤DOC平均含量为60．79mg·kg^-1,比杉木人工林（41．24mg·kg^-1）高47．41％;2个林分0～10cm、10～20cm层土壤DOC平均含量差异明显（P〈0．05）,且都是0—10cm层大于10～20cm层;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC含量在季节变化中都表现为秋季最大、冬季最小,但是两者的季节变化模式不完全一致;米槠天然林和杉木人工林土壤DOC的差异和人为干扰因素有关．     

卧龙自然保护区土地利用变化对土壤性质的影响

森林景观受干扰后的次生演替、人工林种植与农业耕作等在许多方面影响着土壤性质的变化。研究选取了四川卧龙自然保护区作为研究地点 ,阐述湿润高山区的土地利用方式与土壤性质之间的关系。选择了六种典型的土地利用方式加以比较 ,方差分析结果表明 ,不同土地利用之间土壤容重、全氮、有机碳、速效磷、速效钾的含量差异显著。相比之下 ,农田土壤养分含量偏低 ,而灌丛有着较高的有机碳、总氮与有效氮含量。 0～ 4 0cm土壤碳的储量变化幅度不大。综合土壤退化指数表明 ,坡耕地 ,撂荒地与人工林有土壤退化的趋势 ,而灌丛与次生林对土壤的性质有着改善的作用。人工林年龄与土壤有机碳、有机氮的含量正相关。     

采伐剩余物管理方式对人工林土壤黑碳和黑氮的影响

黑碳（Black carbon,BC）是土壤惰性碳库的重要组成部分,在土壤碳循环中发挥着关键作用,而黑氮（Black nitrogen,BN）同样对碳封存具有重要作用。本研究以15年生杉木人工林为对象,采用化学氧化法研究2种采伐剩余物管理方式（炼山和保留采伐剩余物）对杉木人工林表层土壤（0~10 cm）BC和BN含量及储量的影响。结果表明,5次采样年份,炼山和保留采伐剩余物的BC平均含量分别为2.99~3.70 g/kg和3.52~4.36 g/kg,储量分别为3.24 t/hm^2和3.87 t/hm^2;炼山和保留采伐剩余物的BN平均含量均为0.12 g/kg,储量分别为0.12 t/hm2和0.11 t/hm^2。方差分析表明,2种采伐剩余物管理方式下的土壤BC和BN含量以及储量年际差异均不显著（P〉0.05）。由此可见,采伐剩余物管理方式对杉木人工林土壤BC和BN的长期效应并不显著。