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．     

不同生物质炭对土壤有机碳矿化及其活性碳的影响

通过室内培养实验,研究了2种木本材料(木荷和杉木)在3种热解温度下(350℃、550℃、750℃)制备的生物质炭对土壤有机碳矿化和微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)以及可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)的影响。结果表明:2种材料在不同热解温度下制备的生物质炭均显著增加了土壤CO_2-C累积释放量,并且添加木荷生物质炭处理的土壤CO_2-C累积释放量为添加杉木生物质炭处理的1.02~1.13倍。同一材料不同热解温度的生物质炭对土壤CO_2-C累积释放量的影响同样存在显著差异,且热解温度越低,累积释放量越高。此外,与对照土壤相比,生物质炭的加入显著降低了土壤MBC含量,但不同生物质炭处理之间土壤MBC的差异并不显著。相同热解温度条件下,添加木荷生物质炭的土壤DOC含量显著高于杉木生物质炭的;而同种材料条件下,不同热解温度制备的生物质炭对土壤DOC含量的影响则呈现热解温度越高土壤DOC含量越低的变化趋势。     

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。     

水分对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

在室内3种水分梯度(25%、50%、75%WHC,WHC即土壤持水量)下恒温培养35天,比较分析了武夷山3种海拔表层土壤(红壤、黄壤和山地草甸土)的有机碳矿化动态、水分敏感性和潜在矿化能力的差异。结果表明:在土壤有机碳矿化前期(0～14天),各处理土壤的有矿化速率较高且变化明显,后期矿化速率变化趋于平缓。土壤累积碳矿化量随培养时间的延长而增加,增幅表现前期快后期慢。在(0～35天)培养期间,3种土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率整体呈现随着水分增加而上升的趋势。采用线性方程拟合不同海拔土壤有机碳矿化速率与土壤水分之间的关系,发现土壤有机碳矿化水分敏感性(K)随着海拔升高而增强,山地草甸土对水分变化的敏感性高于红壤和黄壤。运用一级动力学方程拟合不同海拔土壤有机碳矿化动态,表现出土壤有机碳潜在矿化量和潜在矿化速率均呈现随着水分增加而增大的趋势,但不同土壤中存在差异。高海拔土壤潜在矿化作用普遍强于低海拔,说明了在未来气候变化情况下,高海拔地区有机碳比低海拔地区不稳定,其矿化过程更易受到土壤水分变化的影响。     

亚热带天然常绿阔叶林转变为杉木人工林对土壤微生物呼吸的影响

对福建省万木林自然保护区天然常绿阔叶林及其转变后的杉木林表层(0~10 cm)和底层(40~60 cm)土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性总氮(DN)、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物呼吸(BR)及呼吸商(q CO2)进行研究,来分析亚热带森林转换对土壤微生物呼吸及土壤碳库质量的影响。结果显示:同一林分中,表层土壤的DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均高于底层土壤,而土壤表层的q CO2却低于底层土壤。同一土层中,天然林转变为杉木林导致土壤DOC、DN、MBC、MBN含量和BR均降低,而q CO2却升高了。综上所述,底层土壤的土壤有机碳质量低于表层土壤,土壤微生物碳利用效率较低;天然林转变为人工林则导致土壤有机碳质量降低,土壤微生物碳利用效率降低。     

芦苇凋落物输入和淹水对湿地土壤有机碳矿化的影响

为探讨凋落物输入对湿地土壤有机碳矿化的影响,以衡水湖地区典型芦苇沼泽湿地土壤为研究对象,采用室内培养实验(20℃,28 d),研究了在芦苇凋落物6种输入水平(0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25mg/g)以及淹水和非淹水条件下的土壤有机碳矿化速率。结果表明:衡水湖湿地土壤有机碳矿化速率在芦苇凋落物不同输入水平间存在显著差异(P0.05)。培养28 d后,累积土壤有机碳矿化量与凋落物输入量存在显著正相关关系(r~2=0.89),在1.25mg/g凋落物输入水平下累积土壤有机碳矿化量比无凋落物输入处理增高35.1%。凋落物添加与淹水处理对土壤有机碳矿化的交互作用不显著,在淹水与非淹水条件下芦苇凋落物添加促进了湿地土壤有机碳矿化过程。     

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)。     

氮添加降低了半干旱草原土壤呼吸但未改变其温度敏感性（英文）

半干旱生态系统土壤呼吸(Rs)对氮添加的响应机制仍有待探索。本研究在中国半干旱草原设置不同氮添加水平(0、2、4、8、16、32 gN m~(-2) yr~(-1)),测定土壤呼吸速率、土壤温湿度、微生物磷脂脂肪酸、土壤理化性质与地上生物量等指标,探讨氮添加对土壤呼吸及其温度敏感性(Q_(10))的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)和无机氮(IN)的含量,降低了土壤pH值,对地上生物量(ABM)无显著影响。氮添加降低了磷脂脂肪酸(PLFAs)的总量,降低了真菌细菌比(F:B),提高了革兰氏阳性阴性菌比(G+:G–)。氮添加显著降低了土壤呼吸,N2、N4、N8、N16和N32处理下的土壤呼吸分别比对照N0变化了–2.58%、14.86%、22.62%、23.97%和19.87%,结构方程模型表明,氮添加通过降低PLFAs总量和改变微生物组成降低土壤呼吸。氮添加对温度敏感性(Q_(10))、土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响均不显著,表明氮添加减轻了土壤碳的损失,且不会改变全球变暖背景下土壤有机碳矿化的潜力。     

土地利用方式对中国东南部亚热带地区土壤有机质矿化的温度和湿度敏感性的影响(英文)

理解不同土地利用方式下土壤有机质矿化的温度和湿度敏感性的变化对于估计全球变化背景下土壤碳贮存是十分重要的。我们采集了位于中国东南部亚热带地区的果园、农田和四个不同森林类型的土壤,测定了土壤有机质的矿化量及其对温度和湿度的敏感性。通过室内培养的方法,我们获得了土壤有机质对不同温度(5、10、15、20和25°C)和湿度(土壤持水量的30%、60%和90%)的响应。结果表明,果园和农田土壤的碳矿化速率和累积量高于森林土壤。随着培养温度的增加,土壤碳矿化速率和累积量显著增加,随着土壤持水量的降低而减小。土壤碳矿化的温度敏感性不受土地利用类型和培养湿度的影响。在所有的温度处理下,土壤都表现出相似的湿度响应。相比于其它土壤,农田土壤对土壤湿度更加敏感。我们的发现表明,在中国东南部亚热带地区农田和果园土壤比森林土壤有较高的CO2释放的能力。     

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。     

不同苔藓斑块对亚高山针叶林土壤呼吸和有机碳累积的影响

苔藓植物作为森林生态系统最常见的地被植物之一,对生态过程起着重要调控作用。为探明不同苔藓植物对亚高山生态系统碳循环过程的影响,本文以封闭式动态气室法,对川西贡嘎山东坡峨眉冷杉生态系统赤茎藓(Pleuroziu schreberi)和星塔藓(Hylocomiastrum pyrenaicum)两种苔藓斑块土壤以及裸地斑块土壤CO_2排放速率进行了定位观测,同时探讨了不同苔藓斑块对土壤有机碳累积的影响及潜在途径。结果显示:(1)苔藓植物显著改变了亚高山针叶林土壤CO_2排放速率及其季节变化特征,但不同苔藓植物的影响程度具有差异:赤茎藓和星塔藓作用下土壤CO_2排放速率分别增加了28.5%和46.8%,星塔藓与赤茎藓相比其对土壤CO_2排放的促进作用更显著;(2)苔藓斑块对土壤有机碳(SOC)和溶解性有机碳(DOC)的影响具有物种特异性,两种苔藓中,赤茎藓能够显著促进SOC和DOC累积,但星塔藓的影响不显著。该结果反映了亚高山生态系统不同苔藓物种在促进生态系统碳循环方面的生态功能的差异,由此,在开展亚高山生态系统碳循环以及土壤有机碳储量研究时,应充分考虑苔藓物种对土壤碳过程/碳平衡的作用机制和生态功能差别。     

隔离降雨对杉木林土壤可溶性有机碳和微生物生物量碳的影响

通过在亚热带杉木林内设置不同隔离降雨强度试验:完全隔离降雨、隔离60%降雨、隔离20%降雨和对照(自然降雨),研究隔离降雨对0~20 cm土层可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)含量的影响,结果表明:0~10 cm和10~20 cm土层,除完全隔离降雨处理土壤DOC峰值出现在春季外,其他处理均出现在秋季。0~10 cm土层中完全隔离降雨和隔离60%降雨处理的土壤MBC峰值出现在春季,而隔离20%降雨和对照的则出现在夏季,10~20 cm土层各处理对应的MBC最大值分别出现在春季、夏季、夏季和秋季。随着土层加深,4种处理土壤DOC、MBC含量均显著降低。0~10 cm土层,完全隔离降雨处理的土壤DOC、隔离60%降雨土壤MBC均与土壤含水量显著正相关,杉木林土壤DOC和MBC对降水变化响应具有明显的季节性。     

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。     

杭州湾湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳组分的关系

选取了杭州湾滨海湿地芦苇Phragmites australis湿地、互花米草Spartina alterniflora湿地、海三棱藨草Scirpus mariqueter湿地以及光滩湿地,研究了土壤脲酶、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶、磷酸酶活性及土壤溶解性碳(DOC)、土壤微生物量碳(MBC)在0～20cm土层的分布特征及其内在相关性,探讨酶活性与土壤有机碳及其组分的关系。结果表明,表层(0～5cm)土壤的酶活性和有机碳含量最高,随着土壤深度的增加,土壤酶活性和土壤有机碳含量呈下降趋势。相关分析表明,土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶与总有机碳呈显著正相关,土壤脲酶与土壤溶解性有机碳呈显著正相关,蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶以及碱性磷酸酶活性与土壤微生物量碳或溶解性碳呈负相关,表明不同的土壤酶对湿地土壤有机碳库组成的贡献不同。     

氮添加降低了半干旱草原土壤呼吸但未改变其温度敏感性

半干旱生态系统土壤呼吸(Rs)对氮添加的响应机制仍有待探索。本研究在中国半干旱草原设置不同氮添加水平(0、2、4、8、16、32 gN m-2 yr-1),测定土壤呼吸速率、土壤温湿度、微生物磷脂脂肪酸、土壤理化性质与地上生物量等指标,探讨氮添加对土壤呼吸及其温度敏感性(Q10)的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤可溶性有机碳(DOC)和无机氮(IN)的含量,降低了土壤pH值,对地上生物量(ABM)无显著影响。氮添加降低了磷脂脂肪酸(PLFAs)的总量,降低了真菌细菌比(F:B),提高了革兰氏阳性阴性菌比(G+:G–)。氮添加显著降低了土壤呼吸,N2、N4、N8、N16和N32处理下的土壤呼吸分别比对照N0变化了–2.58%、14.86%、22.62%、23.97%和19.87%,结构方程模型表明,氮添加通过降低PLFAs总量和改变微生物组成降低土壤呼吸。氮添加对温度敏感性(Q10)、土壤总有机碳(TOC)和总氮(TN)的影响均不显著,表明氮添加减轻了土壤碳的损失,且不会改变全球变暖背景下土壤有机碳矿化的潜力。     

武夷山沿海拔梯度土壤活性有机碳库的变化(英文)

土壤活性有机碳(LOC)是一组活跃的化学物质,由于其较短的周转时间和对环境变化的敏感性在全球碳循环中发挥着重要的作用。但是,对活性有机碳在亚热带森林沿海拔梯度的空间变异还缺乏了解。在本研究中,我们测定了福建武夷山自然保护区不同海拔高度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林(500 m)、针叶林(1150 m)、亚高山矮林(1750 m)以及高山草甸(2150 m)土壤不同土层(0-10,10-25和25-40 cm)中微生物可利用碳(MAC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、水溶性碳(WSOC)和轻组碳(LFC),并观测了相应的植物凋落物质量(LM),土壤温度和湿度。结果表明:沿海拔梯度的植被变化和土层深度变化对土壤活性有机碳有显著的影响。微生物可利用碳、微生物量碳、易氧化碳和水溶性碳在不同土层均沿海拔高度的增加而显著增加;而低海拔的常绿阔叶林和针叶林中轻组碳的含量高于亚高山矮林和高山草甸的轻组碳的含量。各土壤活性有机碳库均随土层的加深而减小。除轻组碳外,各碳库间存在着极显著的正相关(p0.001)。轻组碳分别在低海拔(常绿阔叶林和针叶林)和高海拔(亚高山矮林和高山草甸)与各碳库显著相关。     

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。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤有机碳素的分异特征

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为:弃耕地—中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0～10cm(上层)、10～20cm(中层)、20～30cm(下层)进行采样,分析土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)和溶解有机碳(DOC)含量。结果表明:4类土壤间,除AFMMS中下层LOC含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS相似文献   

中亚热带山区土地利用变化对土壤CO2排放的影响

对中亚热带山区天然常绿阔叶林、次生常绿阔叶林、人工林(针叶林和阔叶林)、柑橘园和坡耕地等典型土地利用方式土壤CO₂排放连续3a定位观测,结果表明:天然林改为其它土地利用方式后,土壤CO₂排放量显著减少32%~63%,主要原因为地上凋落物归还量减少,地下细根生物量和周转下降,频繁人为干扰和严重水土流失引起土壤有机碳库数量和质量大幅下降。本区天然林改为次生(人工)林,土壤CO₂排放量减幅(32%~48%)高出热带平均水平(29%),改为农业用地,土壤CO₂排放量减幅(50%~63%)高出全球平均水平(33%)。