基于SHAP值方法的乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林保护区土壤表层碳氮储量及其影响因素研究北大核心CSCD

土壤碳氮储量对陆地生态系统碳氮循环及全球变化研究具有重要意义。为了阐明乌拉特梭梭(Haloxylon ammodendron)林国家级自然保护区土壤碳氮储量分布与变化规律,利用相关性分析、随机森林与SHAP解释方法确定影响土壤碳氮储量的关键因子。本研究采用可通行路线网格布点法,在保护区内布设61个调查点,采集表层土壤(0~20 cm),测定土壤碳氮储量,分析其主要影响因素。结果表明:乌拉特梭梭林保护区内土壤全碳和全氮储量在空间上均呈现西高东低、北高南低的特点,其中核心区的全碳储量(1429.91 g·m^(-2))显著高于缓冲区(1194.09 g·m^(-2))和试验区(986.36 g·m^(-2));不同区域的全氮储量差异不显著(P>0.05),核心区、缓冲区、试验区分别为76.79、62.39、51.28 g·m^(-2);pH、电导率、梭梭树高度、物种丰富度、植被盖度和草本生物量在3个区域差异显著(P<0.05)。影响梭梭林保护区表层土壤全碳储量的关键因子为土壤全碳、土壤全氮、土壤含水率、电导率、容重、梭梭树高度、植物密度和pH,SHAP分析表明土壤容重、pH与土壤全碳储量呈负相关,其余因子与土壤全碳储量均呈显著性正相关;影响土壤全氮储量的关键因子为土壤全氮、土壤全碳、电导率、容重、土壤含水率、梭梭树高度、植被盖度、碳氮比和植物密度,SHAP分析表明土壤容重、碳氮比与土壤全氮储量呈负相关,其余因子与土壤全氮储量均呈显著性正相关;基于SHAP值计算的平均因子贡献率表明,保护区内较低的植物密度是限制土壤碳氮储量的关键因素。本研究同时发现,当梭梭树的平均高度高于2 m时对土壤碳氮储量的贡献有显著提升,因此加强对保护区内梭梭林的管理对提升土壤质量具有积极作用。     

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。     

无灌溉人工固沙区土壤有机碳及氮含量变异的初步结论

对降水量小于200mm的沙坡头无灌溉条件下人工植被固沙区土壤有机碳和全氮含量变异进行研究。结果表明, 流沙在固定过程中, 人工植被固沙体系的营建改善了成土环境, 促进了生物地球化学循环, 使土壤碳、氮的含量和分布规律发生了变化: ①固沙区土壤有机碳和全氮含量及C/N均高于流沙区, 随土层深度增加土壤有机碳和全氮含量呈逐渐降低趋势, 而C/N呈逐渐升高趋势; ②不同年限固沙区间土壤有机碳、全氮含量及C/N变异小于土层垂直方向的变异; ③不同年限固沙区土层垂直方向土壤有机碳和全氮含量及C/N变异较大, 变异主要存在于结皮层及其下土层(0~5cm); ④流沙区土壤碳、氮含量及C/N低于固沙区, 而且在土层垂直方向上基本无变异。     

黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量

在黄河三角洲潮间带盐沼采集土壤样品,研究了黄河三角洲潮间带盐沼土壤碳、氮含量和储量的分布特征,分析了碳、氮含量和储量与土壤理化因子的关系。结果表明,研究区0~40 cm土壤总碳和有机碳质量比为11.8~19.2 g/kg和0.5~5.2 g/kg,土壤全氮和有机氮质量比为0.08~0.15 g/kg和0.076~0.136 g/kg,其主要分布在0~20 cm深度土层,且有机氮、全氮和有机碳含量变化规律一致。除无机碳和无机氮外,采样带A的土壤碳、氮含量随着土壤深度增加而下降;在采样带B,各土层的碳、氮含量差异不明显。采样带A表层土壤(0~10 cm深度)的全氮和有机氮含量高于采样带B表层土壤。两采样带土壤无机氮含量主要以铵态氮含量为主,无机氮和铵态氮含量随着土壤深度增加先增加后减少,在10~20 cm土层累积;硝态氮含量随土壤深度增加而下降。在两采样带0~40 cm深度土壤中,全碳储量为9 489~12 239 g/m2,有机碳储量为4 321~8 738 g/m2,全氮储量为33~121 g/m2,除全碳储量外,有机碳和全氮储量主要分布在0~20 cm深度土层中。相关分析结果表明,土壤中全氮含量、硝态氮含量、全氮储量与有机碳含量显著相关(n=24,p0.05),土壤碳氮比与容重、p H、硝态氮含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著相关(n=24,p0.05)。     

石羊河下游人工梭梭林土壤呼吸变化特征及其与水热因子的关系

土壤呼吸不仅是反映土壤生物活性的重要指标,也是全球碳循环研究中备受关注的热点问题。在地处典型干旱区的石羊河下游,以流动沙丘和去除土壤结皮人工梭梭林为对照,采用LI-8100土壤碳通量监测系统研究了栽植约40 a、30 a、10 a和5 a的人工梭梭林生长季和非生长季的土壤呼吸日变化,并分析了土壤水分和温度对土壤呼吸的影响。结果表明：（1）不同林龄梭梭林生长季和非生长季土壤呼吸速率的日变化均为明显的单峰曲线,且呈现出一定的波动性,日最大排放速率出现在12:00～14:00时,最小值出现在8:00时左右。（2）梭梭林营造和去结皮处理显著提高了沙漠土壤呼吸速率,而且不同林龄土壤呼吸速率大体上随着种植年限的增加而递增,表现为MC >40 a>30 a>10 a>MS >5 a,非生长季表现为MC >40 a>10 a>5 a>30 a>MS。（3）不同林龄梭梭林土壤呼吸速率均具有明显的季节变化特征,生长季（8 月）的土壤呼吸作用明显强于非生长季（1月）。（4）相关性分析表明,生长季和非生长季土壤呼吸均与0～5 cm土壤水分显著相关,且均呈二次曲线关系,分别为Y =-0.205 8X ²+0.946 5X-0.316 6（R ² =0.506 ²,P= 0.041 7）和Y= 0.118 7 X ²+0.156 3X+0.118 8（R ²=0.675 7,P =0.001 1）;但与10 cm土壤温度的相关性不显著,土壤水分是影响人工梭梭林土壤呼吸的关键因素。该研究进一步证明了人工梭梭林的营造有效改善了沙漠土壤的生物活性,提高了土壤碳通量水平,以土壤结皮破坏为基本特征的人工梭梭林退化和沙漠化必然在短期内加剧碳排放。因此,需要在沙漠地区合理营造人工林,并在造林和林业管理过程中注意保护土壤结皮,以减少CO²排放。     

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。     

长白山孤山屯泥炭沼泽活性有机碳研究

土壤活性有机碳既是土壤微生物的活动能源,又是土壤养分循环的主要驱动力。2013年5~10月中旬,在吉林省辉南县孤山屯泥炭沼泽中,对瘤囊薹草(Carex schmidtii)—小叶章(Calamagrostis angustifolia)群落、薹草(Carex spp.)群落和薹草—柳叶绣线菊(Spiraea salicifolia)群落泥炭沼泽0~40 cm深度土壤微生物量碳和水中可溶性有机碳含量分布及其影响因素进行了研究。研究结果表明,各植物群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在92.40~478.96 g/m~3范围内变化,瘤囊薹草—小叶章群落泥炭沼泽土壤中的微生物量碳含量最低;20~40 cm深度土层中的微生物量碳质量浓度在48.45~348.88 g/m~3范围内变化,在20~40 cm深度土层,各采样日都是薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽土壤的微生物量碳质量浓度相对最大,其它依次为薹草群落、瘤囊薹草—小叶章群落;各植物群落泥炭沼泽0~20 cm和20~40 cm深度水中的可溶性有机碳质量浓度的变化范围分别为28.99~53.69 mg/L和22.20~66.71 mg/L;6个采样日,薹草群落和薹草—柳叶绣线菊群落泥炭沼泽0~20 cm深度土层微生物量碳含量明显大于20~40 cm深度土层,而薹草群落泥炭沼泽20~40 cm深度水中的可溶性有机碳含量都高于上层;微生物量碳含量的对数与可溶性碳含量的对数为负相关关系;土壤微生物量碳含量的主要影响因素是土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、氮磷比、硝态氮含量和水位,水中可溶性有机碳含量的主要影响因素是总氮含量、总磷含量和0 cm土壤温度。     

伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。     

黄河三角洲芦苇盐沼土壤碳、氮含量和储量的垂直分布特征

沿自陆向海方向,在黄河三角洲潮汐区芦苇(Phragmites australis)盐沼中,采集0~60 cm深度土壤的样品,研究土壤碳、氮含量与储量的垂直分布特征。结果表明,在垂直方向上,随土壤深度的增加,土壤有机碳、无机碳和全碳含量在减少,铵态氮、硝态氮和全氮含量在减少,土壤有机碳和全氮储量也在减少,土壤有机碳储量低于全国平均值;土壤全氮含量的垂直分布主要受制于土壤有机质的分布;土壤有机碳、全碳和全氮储量主要集中分布在土壤表层。根据土壤碳氮比,相对近陆的采样点1的土壤有机质来源主要为陆源,其他采样地的土壤有机质除来自陆地外,海洋也是其重要的来源。研究区域土壤含水率分别与土壤有机碳含量、全碳含量、全氮含量和全氮储量显著正相关(n=20,p0.01);土壤全碳含量、全氮含量分别与土壤容重显著正相关(n=20,p0.01);土壤全氮含量、全碳储量分别与土壤p H显著负相关(n=20,p0.05);土壤碳、氮含量和储量都与土壤盐含量不相关;土壤碳、氮含量和储量分别与螃蟹洞数量呈显著指数负相关。     

牦牛放牧影响下碧塔海泥炭沼泽土壤养分和N_2O排放通量

以滇西北碧塔海泥炭沼泽土壤为研究对象,通过野外测量和室内分析相结合的方法,研究牦牛(Bos mutus)践踏和牦牛粪影响下的土壤总有机碳含量、全氮含量和N_2O排放通量。结果表明,牦牛践踏显著抑制了土壤N_2O的排放;牦牛粪的输入促进了土壤N_2O的排放,且牦牛粪分解前期是N_2O排放的高峰期。在0~30 cm深度土层内,牦牛放牧使土壤总有机碳含量增加,牦牛践踏和牦牛粪都促进了土壤总有机碳含量的增加,增加比例分别为39.27%和12.19%;随着土壤深度的增加,粪斑样方土壤总有机碳含量显著减小,践踏样方土壤总有机碳含量略有增加。牦牛放牧使土壤全氮含量增加,牦牛践踏和牦牛粪都促进了土壤全氮含量的增加,增加比例分别为50.56%和12.76%;随着土壤深度的增加,践踏样方和粪斑样方土壤全氮含量都在减小。     

模拟氮沉降对森林土壤可溶性有机碳的影响

以亚热带森林生态系统为研究对象,于2009--2012年原位模拟氮沉降（对照,CK,0kg·hm^-2·a^-1、低氮LN,30kg·hm^-2·a^-1和高氮HN,100kg·hm^-2·a^-1）,分析亚热带阔叶林（罗浮栲、浙江桂）和针叶林（杉木）森林土壤中可溶性有机碳变化,以探究土壤不同层次、不同植被类型和凋落物是否去除条件下土壤可溶性碳对氮沉降的响应．结果表明：针叶林土壤不同层次可溶性有机碳的差异较大,表层0～15cm在HN水平下最高;而15～30cm和30～40cm在LN水平下最高,HN水平下15—30cm可溶性有机碳含量显著降低;而阔叶林（罗浮栲、浙江桂）15—30cm和30—40cm土壤可溶性有机碳随施氮水平有小幅度的升高．通过模拟氮沉降前后表层土壤（0～15cm）可溶性有机碳含量的比较,发现针叶林和阔叶林对氮沉降的响应存在差异,氮沉降后瞬时效应显示,杉木林土壤可溶性有机碳含量随氮水平而降低,但阔叶林并没有降低,甚至有增加趋势,尤其是在罗浮栲林．土壤自身碳含量的差异也是影响其响应氮沉降的重要因素;且模拟氮沉降后瞬时的效果在一定程度上影响最终的长期结果,而凋落物去除处理的效果短时间还无法观察到．     

沙坡头人工固沙植被生态系统土壤恢复研究进展

土壤是荒漠生态系统的重要组成部分,沙化土地的治理与恢复是人们关注的重点。沙坡头人工固沙植被区的土壤经过50 a的恢复,已得到显著的发育。结皮及亚表土层厚度随固沙年代的增加而增大,土壤颗粒组成中粘粒和粉粒含量增多,土壤容重降低,有机质和氮、磷、钾等营养元素含量增加,流动风沙土已发育成为钙积旱成土。本文探讨了降尘、生物土壤结皮和土壤微生物对土壤恢复的影响,分析土壤发育与人工植被演替的相互作用,并提出了今后的研究重点方向。     

祁连山北坡垂直带土壤碳氮分布特征

对祁连山北坡垂直带山地草原、森林、高山灌丛土壤有机碳和全氮的分布特征进行了研究,结果表明:土壤有机碳和全氮含量山地草原<青海云杉林<高山灌丛,表现为随海拔升高呈现上升趋势,且海拔3 100 m以上土壤碳、氮含量显著高于3 100 m以下土壤碳、氮含量;土壤有机碳和全氮在土壤剖面中的垂直分布大多表现为0~10 cm含量高于10 cm以下各层次的含量。土壤有机碳和全氮含量与土壤水分含量呈显著正相关(r=0.913,0.874,n=117,p=0.001),和年平均气温呈显著负相关(r=-0.883,-0.869,n=10,p=0.001),表明了气候因子对有机碳和全氮在垂直带上的空间分布起决定作用。整个垂直带土壤碳氮比在7.8~24.7间,有利于有机质矿化过程中养分的释放。作为祁连山北坡垂直带乔木林主体部分,青海云杉(Picea crassifolia)林土壤碳密度为18.13kg/m2,与一般常绿针叶林土壤碳密度相当,但远小于针叶林中的云冷杉林土壤碳密度。     

川中丘陵区土壤养分含量及其与易氧化有机碳的关系

以川中丘陵区的典型紫色土为主要研究对象，对丘陵区不同成土母质的土壤养分含量特点及其与土壤易氧化有机碳的相互关系分析。结果表明：研究区内土壤有机碳平均含量8．10g／kg，属中等水平，主要集中在4．00-15．00g／kg。土壤易氧化有机碳的含量在0．65～3．98g／kg。全氮含量在0．185～1．074g／kg，平均值为0．413g／kg，含量偏低。且三者不同成土母质的含量规律均为：遂宁组〉蓬莱镇组〉自流井组〉沙溪庙组；土壤全磷含量总体在0．26—3．04g／kg，不同母质的含量与前面三者的分布既相似又存在局部差异性：遂宁组〉蓬莱镇组〉沙溪庙组〉自流井组；土壤有效氮含量总体在15．6—68．3mg／kg，其含量与土壤全氮略有不同：蓬莱镇组〉沙溪庙组〉遂宁组〉自流井组；土壤有效磷的含量在3．0—15．4mg／kg：遂宁组〉自流井组〉蓬莱镇组〉沙溪庙组。对于川中丘陵区土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、有效氮（AN）、全磷（TP）、有效磷（AP）与易氧化有机碳（ROC）之间的关系分析，得出5个一元线性回归方程。由相关系数可知易氧化有机碳对土壤碳、氮、磷作用强度的顺序依次为：土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤有效磷、土壤全磷。     

氮沉降对中亚热带米槠天然林土壤有效磷的影响

磷是植物生命活动的必需元素之一,是维持森林生产力的关键养分,但日益增加的氮沉降对土壤磷有效性有何影响?目前尚存争议。选择中亚热带米槠天然林为研究对象,设置对照(CT)、低氮(LN)和高氮(HN)3个处理,观测了连续施氮5.5a后土壤全磷(TP)、土壤有效磷(AP)、微生物量磷(MBP)、微生物量碳(MBC)以及土壤理化性质的变化。结果表明:与对照相比,施氮显著降低了0～10 cm土层有效磷和MBP的含量,且有效磷占全磷比例显著下降,但不同处理下土壤TP无显著差异。施氮处理显著提高了硝态氮(NO_3~--N)和可溶性有机氮(DON)的含量,但土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量无显著变化。相关分析表明,0～10 cm土层土壤有效磷含量与MBP显著正相关(P0.05),与NO_3~--N含量极显著负相关(P0.01),说明施氮后有效氮和土壤微生物量磷是有效磷变化的重要因素。研究表明:氮沉降主要改变硝态氮、有效磷等有效养分,而对土壤全氮和全磷含量无明显改变,且MBP可能是调节土壤磷有效性的关键因子。     

祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系

为阐明祁连山青海云杉(Picea crassifolia)林分布带对其土壤碳、氮含量的影响,以分布在祁连山东段和西段的典型青海云杉林为研究对象,通过野外取样和室内分析,论述了青海云杉林浅层土壤碳、氮含量特征及其相互关系。结果表明:(1)祁连山东、西段土壤剖面有机碳含量均随土壤深度的增加而减小,但不同土层差异显著性不同,0~40cm含量分别为73.57±17.17g·kg-1和45.85±11.93g·kg-1;东、西段土壤剖面有机碳储量没有明显的变化规律,0~40cm有机碳储量分别为205.51±39.44t·hm-2和134.93±25.80t·hm-2。(2)祁连山东、西段土壤全氮含量随土层深度变化和不同土层差异显著性变化规律同土壤有机碳含量,0~40cm全氮含量分别为4.56±0.88g·kg-1和2.81±0.66g·kg-1;东、西段土壤全氮储量亦同土壤有机碳储量变化规律,0~40cm储量分别为12.77±2.08t·hm-2和8.38±1.56t·hm-2。(3)祁连山东、西段土壤剖面不同土层C/N比差异显著性变化规律相同,其C/N值分别为15.92±1.24和16.10±2.07;C/N比值大小主要取决于有机碳含量;线性分析表明,土壤有机碳与全氮含之间呈极显著的正相关关系,可用乘幂曲线模型Y=aXb较好地描述(p0.01)。上述研究结果可为祁连山水源涵养林建群种青海云杉林的经营和管理提供理论依据和数据支撑。     

不同水位控制条件下泥炭沼泽土壤微生物群落及酶活性

在白江河泥炭沼泽采集0～50 cm深度泥炭柱样品,通过室内水位控制实验,以持续淹水(对照)、持续低水位和波动水位,模拟短期排水条件,分析短期排水对泥炭土壤理化性质、活性有机碳组分、微生物群落以及酶活性的影响,并探讨泥炭沼泽土壤微生物生物量、酶活性对短期排水的响应及其影响因素。研究结果表明,持续低水位和波动水位处理下泥炭土壤p H减小,持续低水位处理下0～20 cm深度土壤易氧化有机碳和微生物量碳含量显著减小,而>20～50 cm深度土壤易氧化有机碳含量增大;波动水位处理下泥炭土壤微生物量碳含量显著大于持续低水位处理;泥炭土壤含水量、全氮含量和碳磷比是影响土壤活性有机碳组分变化的主要因素;持续低水位处理下泥炭土壤微生物磷脂脂肪酸含量小于对照处理和波动水位处理;除真菌外,各类型微生物磷脂脂肪酸含量在波动水位处理下都大于对照;持续低水位处理下0～20 cm深度土壤氧化酶活性无显著变化,水解酶活性都增强,而>20～50 cm深度土壤多酚氧化酶和水解酶活性减弱;与持续低水位处理相比,波动水位处理后0～20 cm深度土壤过氧化物酶活性增强,而水解酶活性减弱;土壤有机碳和全氮含量是影响土...     

黄河下游河漫滩和由其开垦的农田土壤碳、氮和磷含量

于2018年6月13～14日,在黄河下游河南省郑州市狼城岗镇附近的天然河漫滩和由其开垦的已经耕种了13 a、24 a和33 a的农田中,分别设置了采样地;在各采样地,采集0～20 cm和20～40 cm深度的土壤样品,测定其有机碳、全氮和全磷含量,比较天然河漫滩和不同耕作年限的农田土壤中有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量学特征。研究结果表明,与农田土壤相比,天然河漫滩0～20 cm和20～40 cm深度的土壤有机碳、全氮和全磷含量都最小;随着耕作年限增加,农田0～20 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量都增大;在各采样地,20～40 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量显著小于0～20 cm深度土壤;随着耕作年限增加,农田0～20cm深度土壤碳氮比呈单峰型变化,20～40 cm深度土壤碳氮比呈单谷型变化;与农田相比,天然河漫滩土壤的粉粒和黏粒含量都最小,砂粒含量最大;随着耕作年限增加,农田0～20 cm和20～40 cm深度土壤粉粒和黏粒含量增大,砂粒含量减小;土壤p H、粉粒含量、黏粒含量分别与土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、碳磷比和氮磷比显著相关。     

渥洼池湿地芦苇叶片碳、氮、磷生态化学计量学特征及其影响因素

于2015年8月,在敦煌阳关国家级自然保护区中的渥洼池湿地,设置了52块采样地,采用野外调查和室内实验方法,研究不同植物盖度下,优势植物芦苇(Phragmites australis)叶片碳、氮、磷生态化学计量特征及其影响因素。结果表明,芦苇叶片中的平均全碳、全氮和全磷质量比分别为215.20~453.65 mg/g、9.64~25.80 mg/g和1.19~2.98 mg/g,碳氮比、碳磷比和氮磷比分别为12.25~40.81、96.46~316.02和4.35~15.34。芦苇叶片全碳、全氮和全磷含量都在低盖度下最大,碳氮比在高盖度下最大,碳磷比和氮磷比在中盖度下最大。芦苇叶片全碳含量、全磷含量与所有土壤理化因子都不相关;全氮含量与0~20 cm深度土壤含水量、40~60 cm深度土壤全氮含量显著负相关(n=52,p0.05),与0~60 cm土壤含盐量显著正相关(n=52,p0.05);芦苇叶片碳氮比与0~20 cm、40~60 cm深度土壤含盐量和40~60 cm深度土壤全氮含量显著正相关(n=52,p0.05);芦苇叶片碳磷比和氮磷比与0~20 cm深度土壤有机碳含量显著正相关(n=52,p0.05)。氮元素是研究区中芦苇生长的主要限制性因子。     

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。