黑河上游山地青海云杉林土壤有机碳特征及其影响因素

以黑河上游祁连山中段青海云杉林为研究对象,分析了不同林区云杉林表层(0~20 cm)土壤有机碳的分布特征及其与气候因子、植被特征和土壤特性的关系。结果表明：祁连山中段3个林区青海云杉林表层土壤有机碳含量为寺大隆林区[(9.38±0.72)%]>西水林区[(7.81±0.43)%]>大河口林区[(6.06±0.30)%],土壤有机碳含量平均值为(7.41±0.28)%,变异系数为37.9%。土壤有机碳含量与海拔、土壤含水量、土壤全氮呈显著正相关关系,而与土壤pH值呈显著负相关关系。经主成分分析表明,海拔和土壤pH值是影响土壤有机碳含量的第一主成分,土壤全氮是第二主成分,云杉林密度是第三主成分,累计解释率为72.47%。     

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。     

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)。     

南矶湿地土壤碳、氮、磷化学计量比沿水位梯度的分布

2013年11月,在鄱阳湖南矶湿地国家级自然保护区,沿水位梯度测定了岗地、天然堤、洲滩和水域7种植物群丛下的土壤有机碳、全氮和全磷含量,研究了土壤碳、氮、磷化学计量特征及其对水位梯度与植物群丛变化的响应,探讨了碳与养分比对土壤碳储量的指示作用。结果表明,0~30 cm深度土层的平均有机碳、全氮和全磷质量比分别为(16.27±4.18)mg/g、(1.28±0.24)mg/g和(0.77±0.14)mg/g;碳氮比、碳磷比和氮磷比的变化范围分别为4.35~30.86、3.61~52.19和0.52~4.31,其平均值分别为(12.60±5.40)、(19.73±13.28)和(1.58±0.90);随着水位梯度与群落类型的变化,土壤碳、氮、磷化学计量比发生显著变化,且土壤碳氮比和碳磷比的变化主要取决于有机碳含量,氮磷比的变化主要受控于全氮含量;岗地、天然堤、洲滩和水域0~30 cm深度土壤有机碳储量分别为4 103.57 g/m2、8 248.01 g/m2、5 143.58 g/m2和2 225.57 g/m2;随着碳氮比的增大,有机碳储量总体上呈增加趋势。     

格氏栲天然林土壤有机碳空间分布及其影响因素

采用GIS技术对格氏栲天然林土壤有机碳空间分布特征及其影响因素进行研究,结果表明:土壤有机碳含量(O)、土壤有机碳密度、土壤有机碳储量均属于中等变异,且随土层深度的增加而减少,表层富集现象明显.土壤有机碳含量在Ⅰ层(0 ～ 20 cm)为32.15 g/kg,分别是Ⅱ层(20～40 cm)、Ⅲ层(40 ～ 60 cm)的2.35、4.63倍,剖面均值为17.60 g/kg;土壤有机碳密度在Ⅰ～Ⅲ层分别为6.76 kg/m2、3.17 kg/m2、1.74 kg/m2,土壤剖面平均有机碳密度为11.67 kg/m2.引入泰森多边形替代土壤类型图,计算得格氏栲天然林土壤有机碳储量为1.49×104 t,Ⅰ层、Ⅱ层、Ⅲ层分别为8.66×103 t、4.01 × 103 t、2.20×103 t.土壤有机碳含量和土壤有机碳密度空间分布情况类似:在西南和东北各有一个高值区,以WS - EN为中线,西北和东南呈近似对称的条带状分布,且向两边表现出递减的趋势.相关分析和逐步回归分析表明,土壤有机碳含量与土壤理化性质相关性均达到极显著水平,与全氮(TN)、全磷(TP)、水解性氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)显著正相关,与全钾(TK)、pH、土壤容重(B)显著负相关,满足O=38.19+72.42 TN+0.04AN+54.47 TP - 7.50pH - 7.04B.同时分析了地形、土壤理化性质、人为活动等对格氏栲天然林土壤有机碳含量的影响.研究结果可为提高土壤有机碳储量精度、评估格氏栲天然林生态效益及其在区域碳循环中的作用和功能提供参考依据.     

祁连山中段青海云杉林土壤养分特征

为揭示祁连山亚高寒山地森林植被建群种之一的青海云杉林地土壤养分的化学计量特征,采用野外取样与室内分析相结合的方法,对青海云杉林1 hm2样地进行土壤剖面取样,论述其有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量特征。结果表明:1)0~60 cm土深有机碳、全氮、全磷和全钾含量的变化范围为42.81~88.15 g/kg、3.04~5.45 g/kg、0.54~0.73 g/kg和20.13~30.47 g/kg,均值大小分别为63.70 g/kg、3.80 g/kg、0.59 g/kg和23.99 g/kg,有机碳和全氮含量变异性较大,而全磷和全钾含量变异性较小。随土层深度增加,有机碳和全氮含量在30 cm土层以下含量趋于稳定,而全磷和全钾含量较稳定。2)0~60 cm的C/N、C/P、C/K、N/P、N/K和P/K分别为11.97~23.33、69.23~160.76、1.77~3.91、5.17~8.28、0.12~0.25和0.02~0.04,均值大小分别为17.03、109.63、2.67、6.46、0.16和0.02,C/N、C/P、C/K、N/P、N/K比都较稳定,P/K比很稳定。随土层深度增加,土壤C/P、C/K、N/P和N/K较C/N和P/K比变异明显,C/P与C/K比和N/P与N/K比主要受碳、氮元素含量的影响。3)全量养分有机碳、全氮和全磷彼此之间呈极显著正相关(P0.01),与全钾呈显著负相关(P0.05),除全磷与C/N比呈极显著负相关外(P0.01),有机碳、全氮、全磷与化学计量比均呈极显著正相关(P0.01),全钾与化学计量比无显著相关。     

闽江河口湿地空心莲子草土壤碳库研究

以闽江河口区最大的洲滩湿地——鳝鱼滩湿地为研究区域,选取空心莲子草湿地土壤为研究对象,对研究区内18个土壤剖面以10cm为间隔分层取样,对其土壤有机碳含量、储量和垂直变化特征及其影响因子进行分析。研究结果表明,空心莲子草湿地土壤有机碳含量和储量最大值均出现在0～10cm土壤剖面,含量和储量分别为32.77g/kg和2817.96t/km2,并与其它土壤剖面的含量和储量存在显著差异,0～60cm土层平均有机碳含量为9.70g/kg,平均有机碳储量为1002.86t/km2,且各个土壤理化因子在表层0～10cm的含量均与其它土层存在显著差异。空心莲子草湿地土壤有机碳含量与影响因子相关性较显著,其中,土壤含水量和土壤盐度与土壤有机碳含量呈极显著正相关(r=0.990,p=0.000<0.01,n=6;r=0.922,p=0.004<0.01,n=6),土壤容重与土壤有机碳含量呈极显著负相关(r=-0.982,p=0.000<0.01,n=6),土壤灰分和土壤pH值与土壤有机碳含量呈显著负相关(r=-0.857,p=0.015<0.05,n=6;r=-0.838,p=0.019<0.05,n=6)。     

中亚热带人工经济林土壤有机碳含量及分布

人工经济林在中国南方种植面积大,并有不断增加的趋势.人工经济林生态系统受人为周期性经营活动影响比较大,是重要的流动性碳库.因此,选择福建省建瓯市万木林自然保护区内本地条件基本一致的毛竹(Phyllostachys heterocycla)、柑橘(Citrus reticulata Blanco)和锥栗(Castanea henryi)作为研究对象,探讨其土壤有机碳含量及其垂直分布特征,结果表明:3种林地土壤剖面有机碳含量的变化范围分别为毛竹林5.91～19.18 g.kg-1、柑橘5.70～13.31g.kg-1、锥栗3.84～10.78 g.kg-1,3种林地土壤有机碳含量随着深度的增加呈现递减趋势;3种林地0～20 cm、20～40 cm层土壤有机碳含量与40～60 cm、60～80 cm、80～100 cm各层均存在显著性差异(P<0.05);3种林地间土壤有机碳储量均存在显著性差异(P<0.05);使用对数方程对3种林地土壤有机碳含量随土壤深度的变化进行拟合均达到显著水平(P<0.05);土壤有机碳含量与土壤全N、C/N比之间存在一定的相关性,特别是3种林地土壤有机碳含量均与土壤全N含量的相关性最好(...     

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)。     

荒漠河岸林区3种典型植物群落下土壤碳氮含量特征

以黑河下游荒漠河岸林区3种典型植物(苦豆子(Sophora alopecuroides)、胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix ramosissima))群落下的土壤为研究对象,分析了0～280 cm土层土壤碳氮含量特征,运用Pearson相关分析、通径分析方法揭示了土壤碳氮含量与其他理化性质的关系。结果表明：(1)苦豆子、胡杨、柽柳群落下的土壤平均碳含量分别为16.35、20.23、17.23 mg·g^-1,平均氮含量分别为0.47、0.69、0.61 mg·g^-1,植被类型导致的土壤碳氮含量的差异主要表现在0～10 cm表层。(2)荒漠河岸林区0～160 cm土壤碳储量柽柳(444.64 t·hm-2)>胡杨(398.60 t·hm^-2)>苦豆子(368.95 t·hm^-2),土壤氮储量柽柳(12.46 t·hm^-2)>胡杨(11.88 t·hm^-2)>苦豆子(10.60 t·hm^-2     

祁连山青海云杉林动态监测样地土壤pH和养分的空间异质性

为了探讨青海云杉林对土壤pH和养分的影响,选择祁连山青海云杉林动态监测样地(340 m×300 m)为试验样地采集土样,利用经典统计学和地统计学方法对其空间异质性进行了研究。结果表明:(1)pH、水解氮和全磷为弱变异性,有机碳、全氮、速效磷、全钾和速效钾为中等变异性,它们的大小依次为速效钾 >有机碳 >速效磷 >全氮 >全钾 >水解氮 >全磷 >pH。(2)半方差最优模型拟合分析表明,pH、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾均符合球状模型,有机碳和全钾均符合指数模型;pH、有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷、全钾和速效钾的变程依次为108.8 m、88.5 m、112.8 m、131.9 m、143.3 m、73.3 m、73.3 m和134.7 m。从空间结构特征看,pH具有中等强度的空间自相关,而养分表现出强烈的空间自相关。(3)pH和养分均呈斑块状分布,有机碳和氮素具有相似的空间分布格局,全磷和速效钾分布变化较为明显,速效磷和全钾分布变化较为平缓。上述研究结果可为祁连山青海云杉林土壤pH和养分的取样设计和空间分布图制作等提供参考,也可为青海云杉林的土壤环境恢复与重建提供科学依据。     

土壤氮、盐浓度对盐角草(Salicornia europaea)生长发育及氮素吸收的影响

以盐生植物盐角草(Salicornia europaea)为材料,以NaCl模拟不同盐度环境,盆栽试验了氮(0.3g·kg-1,N1;0.6g·kg-1,N2;1.2g·kg-1,N3;2.4g·kg-1,N4)、盐(2.5g·kg-1,S1;5.0g·kg-1,S2;7.5g·kg-1,S3)处理对其生长发育及氮素吸收利用的影响。结果表明:(1)不同盐度下施氮均可以显著促进盐角草的生长,地上部干质量均在N2处理下达到最大,而株高均在N1时达到最高,且施氮对盐角草生长的影响与盐度有关;(2)不同盐度环境下施氮所能达到的最高干物质产量及最高施氮限量不同,表现为S3S1S2,随着施氮量的增加,氮素生产力与氮素农学利用效率均表现出下降的趋势;(3)施氮显著增加了盐角草各器官含氮量及氮吸收量,同一施氮水平下盐角草各器官含氮量及氮吸收量均表现为同化枝茎根;(4)同一施氮水平下,随着盐度的增加,盐角草同化枝渗透势显著下降,同一盐度环境下,随着施氮量的增加,同化枝渗透势呈现出下降趋势,渗透调节能力增大;(5)3个盐度环境下,施氮均增加盐角草同化枝光合色素含量,从而提高光合效率,增强其对盐渍环境的适应能力。     

生物肥部分替代化肥对甘蓝(Brassica oleracea)养分吸收、光合作用以及品质的影响

采用大田试验,研究了化肥减量20%~40%、配施生物肥对春茬甘蓝(Brassica oleracea)生长、养分吸收利用、光合作用以及品质的影响。结果表明:与当地施肥量(底肥:N 139.2kg·hm-2,P2O5255kg·hm-2,K2O 93.6kg·hm-2;追肥:N 208.8kg·hm-2)相比,化肥减量并配施生物肥使甘蓝生长前期、后期的茎粗变小;对甘蓝的叶片数、冠幅投影面积无显著影响;叶片的气孔导度、净光合速率均与对照无显著差异;促进了甘蓝叶球生长,叶球中硝酸盐和可溶性固形物含量降低,Vc含量增加;甘蓝叶球、叶片和根系氮含量降低,氮在叶球分配的比例提高,在叶片、根系分配的比例降低。化肥减量并配施生物肥提高了幼苗株高、增加了茎粗,气孔导度和净光合速率升高,降低了硝酸盐和可溶性固形物含量、叶球氮含量和根系的钾含量。     

大气CO2浓度升高和施氮对棉田土壤理化性质及微生物区系的影响

针对耕地非农转化过程中产生的一系列社会问题,采用参与性农户调查方法,对西部欠发达地区西宁市郊区5个样本村190户农户进行了随机入户调查。根据城市开发进程、到市区距离和种植类型等条件,将调查样本村分为近郊城区化农村、近郊农村和远郊农村,就农户对耕地非农转换的基本认知及耕地非农转换的经济、社会和环境价值感知进行分析。结果表明:耕地征用后农户能理性感知和判别耕地非农转换价值,并普遍认为失去耕地后生活费用增加、生活保障降低、收入来源和就业机会少;感知主要受耕地数量、区位条件、耕地开发阶段等因素的影响;处于不同区位条件的农户对耕地非农转换的价值感知存在差异性,城区化农户已逐渐适应城市生活,近郊农户的非农转换经济和社会感知压力最大,远郊农民也感知经济和生活保障压力,但更希望能通过打工增加收入。     

Estimation of soil organic carbon reservoir in China

1 IntroductionResearch on global change has aroused many scientists' attention to the balance, storage and spatial distribution of carbon in the terrestrial ecosystem. The carbon stored in soil is 2.5-3 times as much as that stored in plants[1,2], so the distribution and conversion of carbon in humus has become one of the global research foci on organic carbon at present[3]. Organic carbon and nitrogen contents in soils are not only important components of soils but also the most important eco…     

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

Land use/cover change (LUCC) is widely recognized as one of the most important driving forces of global carbon cycles. The influence of converting native forest into plantations, secondary forest, orchard and arable land on stores and quality of soil organic carbon (SOC) was investigated in mid-subtropical mountainous area of southern China. The results showed that LUCC had led to great decreases in SOC stocks and quality. Considerable SOC and light-fraction organic carbon (LFOC) had been stored in the native forest (142.2 t hm⁻² and 14.8 t hm⁻² respectively). When the native forest was converted to plantations, secondary forest, orchard and arable land, the SOC stocks decreased by 25.6%, 28.7%, 38.0%, 31.8% and 51.2%, respectively. The LFOC stocks decreased by 52.2% to 57.2% when the native forest was converted to woodland plantations and secondary forest, and by 82.1% to 84.2% when converted to economic plantation, orchard and arable land. After the conversion, the ratios of LFOC to SOC (0–60 cm) decreased from 13.3% to about 3.0% to 10.7%. The SOC and LFOC stored at the upper 20 cm were more sensitive to LUCC when compared to the subsurface soil layer. Also, the decline in carbon storage induced by LUCC was greater than the global average level, it could be explained by the vulnerable natural environment and special human management practices. Thus, it is wise to enhance soil carbon sequestration, mitigate elevated atmospheric CO₂ and develop ecological services by protecting vulnerable environment, restoring vegetation coverage, and afforesting in mountainous area in mid-subtropics. Foundation: Supported by the Key Project of Ministry of Education of China, No.JA04166 Author: Yang Yusheng (1964–), Professor, specialized in carbon and nitrogen cycles of forest.     

柴达木盆地几种荒漠灌丛植被的生物量分配格局

选择柴达木盆地的8种荒漠灌丛为研究对象,利用样方收获法对生物量及其分配格局进行了研究。结果表明：柴达木盆地荒漠灌丛生物量的空间分布具有高度异质性,介于11.11~58.63 t·hm^-2,平均为27.15 t·hm^-2。灌木层生物量是整个荒漠生态系统最重要的生物量组分,占总生物量的92.71%。灌木层地上生物量的变幅为7.93~46.10 t·hm^-2,地下生物量的变幅为1.15~25.64 t·hm^-2。地上生物量远大于地下生物量,根冠比介于0.07~2.45。几种荒漠植被的生物量在各个器官间分配格局为：枝生物量>根生物量>叶生物量,分别占建群种生物量的比例为38.05%、34.92%、27.03%。影响柴达木生物量及其分配的因子主要是灌木的高度及土壤含水量。     

贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤氮素矿化作用的研究

采用封顶埋管法对贺兰山西坡不同海拔梯度上土壤铵态氮(NH+4-N)和硝态氮(NO-3-N)以及Ｎ净矿化速率进行了研究。结果表明：①在海拔1 370～2 940 m的范围内,土壤铵态氮和硝态氮含量随海拔高度的降低而降低。②土壤N净矿化速率随海拔高度的降低呈现出明显的“V”字型变化规律,在海拔2 940 m 处最高（平均为0.272 mg·kg-1·d-1）,在海拔2 100 m处最低（平均为0.001 mg·kg-1·d-1）,之后又随海拔高度的降低而上升,在海拔1 370 m处达到0.136 mg·kg-１·d-１的水平。③回归分析显示,土壤矿化氮含量（NH+4-N +NO-3-N）与土壤含水量、全氮、有机质、群落中植物密度、地上生物量呈极显著正相关,与土壤容重、pH值呈极显著负相关。但土壤N净矿化速率与土壤含水量、全氮、有机质、容重、pH值之间却没有相关性。