石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

岩溶区和碎屑岩区林地和农田土壤氮矿化过程对比研究

通过15N标记法和MCMC氮素转化模型,研究了岩溶区（石灰性土壤）和碎屑岩区（红壤）林地和农田土壤易分解有机氮矿化（M易）、难分解有机氮矿化（M难）和总有机氮矿化（M总）速率。结果发现,土壤矿化速率受土壤类型和土地利用方式的显著影响。林地石灰性土壤M总（3.71 mg N/kg）显著低于林地红壤（5.57 mg N/kg）,石灰性土壤MNlab（1.81 mg N/kg）与MNrec（1.90 mg N/kg）相近,而红壤M易（4.60 mg N/kg）显著高于M难（0.96 mg N/kg）。林地变为农田后,石灰性土壤M总 显著提高,而红壤显著降低。与林地相比,岩溶区农田土壤M易提高了72.5%,而M难下降了33.7%。碎屑岩区农田土壤M易和M难分别降低至2.47和0.46 mg N/kg。岩溶区土壤CaO和MgO含量与M易呈显著负相关,而与M难呈显著正相关,表明岩溶区土壤钙镁含量是影响氮矿化速率的重要因素。      

桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率和养分含量特征分析

森林凋落物是森林生态系统极其重要的组成部分, 了解凋落物分解过程有助于理解森林生态系统的物质循环和养分平衡的机理。本研究以桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶为研究对象, 将2018年全年收集的凋落叶混合均匀后采用分解袋法进行原位分解实验, 探讨桂西南喀斯特季节性雨林凋落物的分解特征。结果发现: 凋落叶在分解过程中整体失重模式呈现先快后慢的变化趋势, 且不同生境类型下凋落叶失重率为: 洼地＞坡地＞峰顶; 分解过程中C含量呈波动状态, 但总体表现为下降趋势, 而N含量呈无规则波动; 失重率与海拔呈显著负相关, 并在分解初期和中后期与坡度呈显著负相关, C含量变化同海拔呈显著正相关, 而与其他环境因子的相关性则随分解时间的变化而变化。桂西南喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率低于亚热带常绿落叶阔叶混交林, 但与同类型的喀斯特森林退化区相当; 喀斯特季节性雨林不同生境类型代表的微环境因子对凋落叶的分解具有重要影响, 其中海拔引起的温度和湿度的差异是影响喀斯特季节性雨林凋落叶分解速率和C、N含量变化的主要因素。     

南亚热带不同菌根类型树种叶凋落物化学性质

文章以南亚热带24种木本植物(丛枝菌根、外生菌根和固氮树种各8种)叶凋落物为研究对象,探讨不同菌根类型树种叶凋落物化学性质的差异性。结果表明：叶凋落物在碳相关化学性质、养分含量以及化学计量比特征方面均表现出较大程度变异。不同菌根类型树种碳相关化学性质没有显著差异(P>0.05),而养分含量(N、P、Mg)和化学计量特征(C/P、N/P)差异显著(P<0.01)。固氮树种叶凋落物N含量(16.1 g·kg^-1)显著高于丛枝菌根树种(10.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(10.7 g·kg^-1),但丛枝菌根树种叶凋落物P含量(0.4 g·kg^-1)要显著高于固氮树种(0.1 g·kg^-1)和外生菌根树种(0.08g·kg^-1),而外生菌根树种Mg含量(0.51 g·kg^-1)则显著高于丛枝菌根树种(0.19 g·kg^-1)和固氮树种(0.03g·kg^-1);此外,固氮树种C/P和N...     

广南县幅岩溶区与非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量比空间变异分析

借助1∶25万云南省广南县幅土壤地球化学调查数据,并利用单因素方差分析、多重比较法以及地统计学方法,对岩溶区和非岩溶区土壤碳氮磷生态化学计量特征及其空间分布进行了对比分析。结果显示:广南县幅岩溶区土壤中有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量显著高于非岩溶区,而碳氮比（C∶N）、碳磷比（C∶P）、氮磷比（N∶P）显著低于非岩溶区;无论是岩溶区还是非岩溶区,表层（0～20 cm）SOC、TN、C∶N、C∶P、N∶P均显著高于深层（＞100 cm）。克里格空间插值结果表明,研究区表层土壤中SOC、TN、TP含量具有东高西低的特征,而C∶N、C∶P、N∶P具有低值区集中于东部、高值区散布在西部的空间分布格局。成土母质和土壤类型等自然因素严重制约了研究区土壤碳氮磷的空间变异,同时土地利用变化等人为因素也起到了不可忽视的作用。      

桂林毛村岩溶区与碎屑岩区林下土壤碳迁移对比及岩溶碳汇效应研究

桂林毛村岩溶地下河流域位于桂林市东南30km的潮田毛村,流域面积约10km<'2>,为开展岩溶区、碎屑岩区土壤碳迁移对比研究,选择具代表性的林下棕色石灰土、红壤剖面各一个开展以月为观测周期的土壤呼吸排放CO<,2>速率、同位素动态变化及其土壤剖面不同层位CO<,2>浓度时空分布的动态观测,进而分析岩溶动力系统中土壤碳迁...     

岩溶区和非岩溶区玉米光合作用与锌含量和碳酸酐酶关系的对比研究

采用田间试验方法对比研究岩溶区和非岩溶区玉米叶片光合作用与锌含量和碳酸酐酶活性的关系, 结果表明: 岩溶区施加有机肥的土壤有效锌和玉米叶片锌含量均高于非岩溶区,岩溶区和非岩溶区的玉米叶片的锌含量分别为47. 85mg /kg 和43. 35 mg /kg ;岩溶区玉米叶片的碳酸酐酶活性和光合作用也高于非岩溶区,岩溶区的碳酸酐酶活性平均为5. 622U,非岩溶区的碳酸酐酶活性平均为3. 485U;碳酸酐酶活性随玉米叶片的锌含量增加而提高,而玉米光合作用效率随碳酸酐酶活性增加而提高,反映了土壤锌含量对玉米叶片锌含量、碳酸酐酶活性和光合作用的控制。      

积雪变化对中国森林凋落物分解影响研究进展

森林凋落物的分解对于维持生态系统物质循环和养分平衡具有重要意义,并受到不同积雪厚度下冻融格局的影响。冻融期（包括冻结过程期、完全冻结期、融化过程期）是冻土区凋落物分解的重要时期,该时期分解的凋落物量约占全年分解总量的一半。积雪减少通常会导致土壤温度降低、冻融循环次数增加,进而影响凋落物分解。通过综述近10年来积雪变化对我国森林凋落物分解影响的研究成果发现,积雪厚度减少在冻融期通常会抑制凋落物质量损失、碳元素释放和纤维素降解,生长季则起到促进作用,从全年来看多数表现为抑制作用。因此,冻融作用造成凋落物的物理破坏,对其分解的促进作用主要发生在后续生长季。积雪厚度减少在冻融期通常抑制氮元素释放,生长季和全年则无明显规律;磷元素和木质素目前研究还存在很大差异。最后,进一步阐述了积雪变化对凋落物分解影响研究存在的问题及未来研究发展方向。     

岩溶与非岩溶区稻田土壤CO2固定细菌的丰度比较

以桂林毛村岩溶试验场稻田土壤为研究对象,以cbbLR1、cbbLG1和cbbM为CO2固定细菌的指示基因,采用荧光定量PCR技术,对比三者在岩溶区、混合区与非岩溶区中的丰度。结果表明,cbbLG1基因在岩溶区的丰度显著高于混合区和非岩溶区,最大值为1.42×109拷贝·g-1;cbbLR1和cbbM基因在混合区的丰度显著高于岩溶区和非岩溶区,最大值为2.06×109拷贝·g-1和3.35×107。相关性分析表明,cbbLG1的丰度与土壤中有机碳质量分数、全氮质量分数及阳离子交换量显著相关;三个cbbL基因对pH的敏感度不同:pH与cbbL G1基因呈显著正相,而与cbbM基因呈显著负相关。      

桂林毛村岩溶区和非岩溶区牧草养分动态的对比研究

通过进行岩溶区和非岩溶区牧草田间对比试验,测定植被在生长季内( 6- 8月)的养分动态变化,并结合N / P化学计量学的原理和方法,研究了岩溶区牧草的养分限制状况。结果表明: ( 1)在生长季节的6- 8月,岩溶区4种牧草N、P养分浓度都具有显著的随月份的增长而减少的趋势。从岩溶区和非岩溶区所测定的4种牧草养分结果来看,岩溶区牧草的N素平均值为22. 79 mg /g ,非岩溶区牧草的N素略小于岩溶区,为22. 15 mg /g ;岩溶区的P素平均值为6. 03 mg /g ,非岩溶区牧草的P素小于岩溶区,为5. 35 mg /g。( 2)无论是岩溶区还是非岩溶区,牧草的N /P与N 的相关性最大,相当系数都大于0. 6,与非岩溶区不同的是,岩溶区牧草的N /P与Ca 的相关性也很大,而非岩溶区的则较小。( 3)岩溶区牧草植物体Ca、Mg总含量分别是非岩溶区的2和1. 5倍。不同种类的牧草对Ca、Mg 的吸收和累积能力有较大的差异,本研究中的类玉米其钙含量远远小于其它3种牧草的钙含量。      

岩溶试片的岩性差异对估算岩溶速率和碳通量的影响

研究岩性差异对溶蚀速率的影响有助于提高溶蚀试片法估算岩溶碳汇强度的精确度。本文以贵州省普定县为研究区,将埋放地的主要基岩类型（石灰岩与白云岩）制成标准尺寸的试片,并将其埋设于不同土地利用类型和土壤深度下,经过4个水文年的监测后将估算的结果与前人在同一区域使用标准溶蚀试片的研究结果进行对比分析,结果表明:（1）在相同气候和土壤环境条件下,岩性对溶蚀试片的溶蚀速率有显著影响,且溶蚀速率与岩石中CaO含量呈正相关关系,与MgO含量呈负相关关系;（2）石灰岩与白云岩试片溶蚀速率的差异程度受土地利用及埋放深度的调控,整体上石灰岩溶蚀速率比白云岩溶蚀速率大14%;（3）不同岩性试片估算的岩溶碳汇强度相差较大,标准溶蚀试片估算的结果比埋放地基岩试片估算的结果高。故使用溶蚀试片法估算区域岩溶碳通量时应考虑埋放地基岩的岩性,或者对基于标准溶蚀试片的估算结果进行校正,才能准确反映区域尺度真实的岩溶碳通量大小。      

北方不同植被下土壤岩石试片的溶蚀速率及碳汇分析——以山西汾阳地区为例

通过山西汾阳不同植被条件下的对比溶蚀实验,并结合土壤有机碳和无机碳含量测试分析及土壤水分含量和CO2浓度野外现场测试,揭示出北方半干旱条件下的溶蚀速率特征及其影响因素,结果表明:（1）不同植被条件下的土下试片溶蚀速率差异明显,林地的地面以下溶蚀速率最大,为0.551 1 mg/(cm2?a),分别是灌丛[0.258 5 mg/(cm2?a)]和草地[0.254 7 mg/(cm2?a)]的 2.13倍和2.16倍;表明随着植被的正向演替,碳酸盐岩溶蚀速率有增加的趋势。（2）试片溶蚀速率主要受土壤有机碳、无机碳、水分控制,受土壤CO2浓度影响小;其中土壤有机碳含量、土壤水分与试片溶蚀速率呈正相关,土壤无机碳含量与试片溶蚀速率呈负相关;高浓度的无机碳使部分试片经过溶蚀后重量不减反增,造成试片溶蚀速率偏低。（3）以林地、灌丛、草地条件下试片土下平均溶蚀速率计算出研究区岩溶碳汇强度为1.815 tCO2/(km2?a),与前人根据水化学径流法计算的结果[8.69 tCO2/(km2?a) ]相比偏小。这意味着由溶蚀试片法来计算我国岩溶碳汇量可能会比实际偏小。      

岩溶区农业种植对土壤有机氮矿化的影响

土壤有机氮矿化是供应无机氮的主导过程，研究其变化对于认识土壤氮素有效性和指导氮肥施用具有重要意义。本研究分别在云南建水、蒙自和勐腊岩溶区选取脐橙地、玉米地和橡胶地作为研究对象，并以临近未受人为扰动的草地或原始林地作为对照，采用15N同位素标记方法，研究了岩溶区草地或原始林地开垦种植农作物后石灰土有机氮矿化(MNorg)速率变化，并区分了易分解有机氮矿化(MNlab)和难分解有机氮矿化(MNrec)对MNorg的贡献。结果表明，原始林地土壤MNorg (8.94 mg N?kg-1 d-1)显著高于草地(1.41~2.46 mg N?kg-1 d-1)，且均以MNlab为主。其中，草地MNlab对MNorg贡献率可达80.6%~93.1%，而在原始林地中该贡献率达到62.2%。岩溶区草地或林地开垦种植经济作物显著降低MNorg速率，其MNorg速率为0.53~0.89 mg N?kg-1 d-1，下降比例达62.5%~90.1%。这种差异主要受MNlab和MNrec影响，由草地开垦种植脐橙和玉米后土壤MNorg下降主要归于MNlab速率下降，而MNrec并未发生显著变化；原始林地开垦种植橡胶后土壤MNorg下降主要归于MNlab和MNrec速率的共同下降。岩溶区草地或原始林地开垦种植农作物后土壤有机碳、全氮、全磷、全钙和全镁含量及土壤田间持水量、pH、阳离子交换量均显著降低，且与土壤MNorg和MNlab呈显著正相关，表明农业种植对土壤理化性质的改变是影响矿化速率的重要因素。      

桂林丫吉岩溶区土壤有机碳和pH值与钙形态分布的关系初探

钙是岩溶环境的主要构成元素,是决定岩溶生态系统的结构和功能的关键要素之一。为研究岩溶区土壤有机碳和p H值与钙形态分布的关系,在桂林丫吉岩溶试验场以3个月为周期共2年的时间采集自然植被土壤,利用BCR方法对钙形态进行了研究,结果表明:(1)岩溶区各形态钙中以酸溶态钙含量最多,占土壤全钙的61.63%,表明岩溶区石灰土中钙活跃的迁移状态和生物作用,钙在石灰土中具有较高的活度。并且各形态钙的大小顺序为酸溶态可还原态残渣态可氧化态;(2)除可氧化态钙与土壤有机碳的相关性不显著外,各形态的钙与土壤有机碳之间均呈极显著正相关的关系(P0.01);与土壤有机碳类似,除可氧化态钙与p H值呈不显著的负相关关系外,其余土壤钙形态与p H值均呈极显著正相关关系(P0.01)。(3)利用冗余分析可以对各形态钙与有机碳和p H值的关系大小进行排序,各形态钙与有机碳和p H的关系大小顺序均为:可还原态钙酸溶态钙残渣态钙可氧化态钙。研究结果有助于更清晰的了解钙在岩溶生态系统中的分布和运动特征,为深入理解岩溶区钙循环提供基础数据。     

喀斯特地区不同坡位条件下优势灌木根际与非根际土壤养分与pH的分布特征

对广西喀斯特地区2种优势灌丛植物子凌蒲桃与火棘在不同坡位条件下根际与非根际土壤养分与pH值的分布特征进行研究,揭示植物种类及其立地条件对植物根际养分与pH值分布特征的影响。结果表明,2种植物根际养分存在一定程度的富集现象,其中,火棘根际有机碳与速效磷含量富集明显,子凌蒲桃根际有机碳与全氮含量富集明显;根际与非根际土壤养分含量在不同坡位下存在显著性差异（p<0.05）;根际土壤有机碳含量与全氮含量呈显著正相关（p<0.05）,与速效磷含量呈显著负相关（p<0.05）;非根际土壤有机碳含量与速效磷、全氮含量呈显著正相关（p<0.05）。双因素方差分析显示,与植物种类相比,坡位对根际土壤养分含量影响更大。以上的研究表明,喀斯特灌丛优势植物有利于提高该地区土壤养分利用,但应该考虑植物立地条件对根际养分利用的影响。      

石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响,选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查,采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少,使岩石裸露率显著增加,但在潜在、轻度至中度石漠化中,差异不显著;（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化,中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化,轻度高于潜在,但差异不显著;（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层,岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因;（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍;（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素,它和地表生物量之间存在极显著的负相关,与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系,和土壤厚度也存在显著的负相关关系,此外,岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。     

桂林毛村岩溶区不同土地利用方式土壤有机碳矿化及土壤碳结构比较

应用土壤培养法,比较分析了桂林毛村岩溶区不同土地利用方式(农田、灌丛和林地)土壤在25℃、黑暗条件下培养90d有机碳矿化速率的差异(以90d累计释放的CO2-C计)。农田土壤矿化释放的CO2-C含量分别比灌丛和林地少62.9%和56.6%。利用6mol/L的HCl酸解法得到惰性碳含量,并利用三库一级动力学方程在SAS8.2软件中通过非线性拟合得到三种土地利用方式的活性碳库、缓效性碳库的大小及其分解速率,计算得出各库驻留时间。结果表明各土地利用方式均为活性碳库含量最少,占总有机碳的比例在1.82%~2.71%之间,平均驻留时间在8.4~16.3d之间;缓效性碳库次之,占总有机碳的比例在33.91%~45.47%之间,平均驻留时间为4.8~7.7a之间;惰性碳库所占比例最大,在51.82%~64.01%之间,平均驻留时间为假定的1000a。通过固态13C交叉极化魔角自旋核磁共振(13CCPMASNMR)方法对土壤碳结构进行分析,结果表明:与灌丛和林地相比,受人类活动干扰较多的农田烷基C和芳香C的比例增加,烷氧C和羰基C的比例降低;烷基C/烷氧C和疏水C/亲水C的大小顺序均为农田>林地>灌丛,而脂族C/芳香C的大小顺序则相反,即灌丛>林地>农田。这说明农田土壤有机碳分解程度较高,难分解程度增加,难分解有机碳比例增加。      

岩溶区与非岩溶区3种土地利用方式下土壤细菌群落结构比较

为研究岩溶区土壤微生物的特性,揭示其在岩溶土壤碳循环的作用,选取桂林毛村岩溶试验场为研究点,采集岩溶区、混合区与非岩溶区中的稻田、玉米和柑橘园表层土壤,采用高通量测序方法,对比细菌群落丰度、组成及多样性特征的异同。结果显示,在得到的48 159条序列中,共有2 602个OTUs。土壤细菌优势门（相对丰度>10%）为变形菌门（Proteobacteria）、酸杆菌门（Acidobacteria）和放线菌门（Actinobacteria）;优势纲（相对丰度>10%）为酸杆菌纲（Acidobacteria）和β-变形菌纲（β-proteobateria）。岩溶区土壤细菌门水平上的变形菌门和Latescibacteria的细菌和目水平上的酸杆菌亚群GP6的丰度均高于混合区和非岩溶区,而科水平上酸杆菌亚群GP1和目水平上的酸杆菌亚群GP2的相对丰度低于混合区和非岩溶区。冗余分析结果表明,土壤有机碳、pH和总氮等是引起细菌群落结构变化的关键因子。      

云南岩溶断陷盆地植被演替土壤碳氮磷化学计量学特征

岩溶断陷盆地生态环境脆弱,石漠化严重,植被恢复是该地区生态重建、水土保持的有效措施。文章采用空间换时间的方法,以云南省泸西县岩溶断陷盆地5种不同演替阶段（玉米地、人工林、草地、灌木林、原始林）不同土层（0～10、10～20 cm）的土壤为研究对象,对比分析不同植被类型和不同深度条件下土壤C（碳）、N（氮）、P（磷）含量及化学计量比差异,旨在探明研究区土壤养分垂向分布及化学计量学特征,为该地区植被恢复管理及土地合理利用提供科学依据。结果表明：不同演替阶段、不同土壤深度土壤养分含量存在较大差异;随着演替年限的增长,土壤SOC（土壤有机碳）、TN（总氮）含量总体呈增长趋势且主要表现在0～10 cm深度土层上,而TP（总磷）含量存在波动,未表现出明显变化规律;各演替阶段0～10 cm土层的SOC、TN含量数值上均要高于10～20 cm土层,除原始林地以外,其余演替阶段不同土层间TP含量没有显著差异;在0～10 cm土层上,C/N、C/P、N/P均与土壤SOC含量呈显著正相关,C/P、N/P与土壤TN含量呈显著正相关,土壤TP含量与C/N、C/P和N/P无显著相关性;植被类型和土壤深度显著影响研...     

西南石漠化区林下土壤养分特征及差异性

文章采用文献检索法收集20世纪90年代以来石漠化区植被修复和土壤研究相关论文,以全国二次土壤普查养分分级标准为基础,探讨林下土壤养分改良情况及土壤化学计量特征。结果表明：（1）中国西南石漠化区林下土壤总有机碳、全氮均值均高于全国二次土壤普查养分一等级,全磷处于二级范围,土壤养分改善效果明显,而全钾含量属于五级低钾区;（2）广西壮族自治区总有机碳和全氮均值为五省（区、市）第一,全磷和全钾位于二等级和四等级,土壤养分含量增加最明显;贵州省总有机碳、全氮高于一等级34%和37%,全磷值在二等级范围,全钾值位于第五等级,贵州省石漠化林下土壤养分改良明显;云南省总有机碳、全磷指标分别高于一等级9%、21%,全氮属于二等级,全钾属于五等级,土壤养分指标有不同程度提高;重庆市总有机碳高于一等级1.75%,全氮和全磷属于二等级,全钾为五省中最高且属于四级,土壤养分指标改良较其他三省慢;湖南省总有机碳指标为二等级,全氮、全磷、全钾值分别属于二等级、五等级、五等级,湖南省需加强石漠化治理的力度;（3）西南石漠化区土壤总有机碳和全氮指标呈正相关,植被生长亦受钾元素限制。其中,广西壮族自治区总有机碳、全氮和全...