氮和枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放的影响

土壤CO_2释放是土壤碳转化的关键过程。氮(N)添加及植物枯落物的分解对湿地土壤CO_2释放速率有显著影响,在全球大气CO_2浓度和气候变化中具有重要作用。本研究选取闽江河口湿地土壤为研究对象,通过24 d的短期培养实验,研究不同氮浓度和不同枯落物添加对闽江河口湿地土壤CO_2释放速率的影响。结果表明:(1)短叶茳芏(Cyperus malaccensis)和互花米草(Spartina alterniflora)两种植物枯落物添加处理显著促进了湿地土壤CO_2释放速率(P0.05),也显著增加了闽江河口湿地土壤溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)和pH(P0.05)。两种枯落物添加处理下,培养初期(0～9 d)枯落物可溶性有机碳快速释放和pH升高可能是导致土壤CO_2释放峰值时间提前的主要因素。(2)枯落物添加后不同浓度氮输入对湿地土壤CO_2释放速率均具有显著影响(P0.001),但两种枯落物对土壤CO_2释放速率的影响并无显著差异(P0.05)。土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)的变化是影响不同枯落物在氮添加后培养前、后期土壤CO_2释放差异的重要原因。     

三种水生植物枯落物分解特征与人工湿地渗透系数

于2015年5月6日,开展模拟人工湿地实验,研究美人蕉(Canna indica)、芦苇(Phragmites australias)和香蒲(Typha orientalis)地上部分(茎、叶)和地下部分(根)枯落物的分解特征及其对人工湿地渗透系数的影响。结果表明,在枯落物分解期间,美人蕉茎、叶枯落物的分解率最大,其次为芦苇的,香蒲的最小;在分解的第302天,香蒲、美人蕉和芦苇根枯落物的分解率分别为90.6%、89.3%和73.4%,美人蕉、芦苇和香蒲茎、叶枯落物的分解率分别为93.1%、54.7%和51.4%,美人蕉茎、叶枯落物分解率高与其初始氮含量较高和木质素含量较低有关。3种水生植物枯落物的分解率与植物枯落物中的碳氮比显著负相关(p0.01),与木质素与氮之比显著负相关(p0.05)。与未添加水生植物枯落物的人工湿地相比,添加香蒲、美人蕉和芦苇茎、叶枯落物的人工湿地渗透系数分别下降了24.1%、16.7%和23.4%。在人工湿地中,种植木质素含量低的美人蕉,有利于缓解人工湿地堵塞。     

闽江河口湿地螃蟹对枯落物分解的影响

以闽江河口互花米草(Spartina alterniflora)湿地为研究区,在高潮滩与中潮滩设置有螃蟹影响与无螃蟹影响样地,采用分解袋法,从枯落物的分解速率、枯落物碳氮元素的变化方面,揭示螃蟹对闽江河口鳝鱼滩湿地中潮滩和高潮滩互花米草枯落物分解的影响。结果表明:1)高潮滩和中潮滩螃蟹组枯落物分解速率分别为0.004 7 d~(-1)和0.004 3 d~(-1),分解95%的干物质所需要的时间分别为1.09 a和1.11 a,高潮滩和中潮滩对照组(无螃蟹)枯落物分解速率分别为0.003 1 d~(-1)和0.003 3 d~(-1),分解95%的干物质的时间分别为1.58 a和1.43 a,螃蟹组分解速率略高于对照组(P0.05);2)在0~282 d,高潮滩和中潮滩螃蟹组的植物残体碳含量总体低于对照组,螃蟹组促进了枯落物碳的净释放;不同处理下枯落物氮含量虽呈波动变化,但NAI值均小于100%,氮元素发生了净释放。     

亚热带6种老龄天然林及杉木人工林的枯落物持水性能

通过对福建建瓯万木林自然保护区6种老龄天然林:木荷(Schima superba,SCS)、罗桴栲(Castanopsis fabri,CAF)、观光木(Tsoongiodendron odorum,TSO)、浙江桂(Cinnamo-mum chekiangense,CIC)、细柄阿丁枫(Altingia gracilipes,ALG)、米槠(Castanopsis carlesii,CAC)及杉木人工林(Cunninghamia lanceolata,CUL)枯落物现存量和持水特性的研究表明,各林分枯落物现存量分别为木荷7.22 t.hm-2、细柄阿丁枫6.79 t.hm-2、浙江桂6.70 t.hm-2、观光木6.66 t.hm-2、罗桴栲6.57 t.hm-2、米槠5.96 t.hm-2和杉木人工林4.82 t.hm-2.最大持水率平均值是人工林(207.98%)天然林(179.38%).各林分最大持水量分别为木荷13.33t.hm-2、细柄阿丁枫13.32 t.hm-2、观光木13.18 t.hm-2、罗桴栲10.84 t.hm-2、浙江桂10.52t.hm-2、米槠10.30 t.hm-2和杉木人工林9.95 t.hm-2.枯落物平均现存量和平均最大持水量均为天然林(6.65 t.hm-2,11.95 t.hm-2)大于杉木人工林(4.82 t.hm-2,9.95t.hm-2).影响林地枯落物持水量的主要因素是枯落物现存量.各林分主要树种半分解层的枯落物现存量及最大持水量均大于未分解层.     

祁连山东段山地典型灌丛枯落物及土壤水源涵养功能研究

为探讨高寒地区灌丛枯落物层及土壤层的水源涵养功能,以祁连山东段6种典型灌丛的枯落物和土壤为研究对象,采用野外调查与室内浸泡相结合的方法,对枯落物及土壤水文特征进行了研究.结果表明:(1)6种灌丛枯落物的蓄积量范围为0.23～3.61 t·hm-2,大小排序为山生柳>硬叶柳>绣线菊>金露梅>头花杜鹃>千里香杜鹃.(2)枯...     

外源氮输入对沼泽湿地小叶章枯落物性质及其早期分解的影响

在三江平原沼泽湿地,选取典型湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)为研究对象,对比研究了连续施氮[24g/(m2·a)]3a的小叶章立枯物(N24)与自然条件下形成的立枯物(CK)的差异;并采用分解袋法对此2种小叶章枯落物的早期分解过程进行了研究。结果表明,施氮处理下小叶章立枯物的氮、磷含量均高于CK,但碳含量显著降低(n=3,p<0.05)。施氮处理下形成的小叶章枯落物的分解速率明显大于CK,分解160d后两者的失重率分别为初始值的31.13%(N24)和28.50%(CK)。分解过程中,2种处理下枯落物有机碳的绝对含量都表现为净损失;其氮、磷浓度的变化趋势大致相同,分解160d后均发生了氮、磷的净释放,其中,N24的氮、磷净释放量分别是CK的64.91和2.11倍。外源氮输入影响下小叶章枯落物C/N和C/P值的降低,加快了该枯落物的分解速率,从而影响土壤有机质的累积和CO2的排放;而该枯落物分解过程中营养元素释放量的增大,还可能会影响土壤其它营养元素可利用性。     

不同水淹环境下河口感潮湿地枯落物分解及营养动态

采用分解袋法,以我国东南沿海典型的感潮河口--闽江河口最大的鳝鱼滩湿地为研究区域,选取2个潮水水淹环境差异显著的地段(一个为近潮沟地段,另一个为远潮沟地段)为研究样地,对闽江河口主要的本地种芦苇、短叶茳芏及外来人侵种互花米草枯落物分解过程及影响因素进行研究,结果表明:(1)经常性的潮汐水淹对3种植物枯落物分解速率的影响不显著;(2)经常性的潮汐水淹促进了短叶茳芏和互花米草枯落物N、P元素的损失,但对芦苇的影响不大;(3)在2种不同的水淹环境,3种植物枯落物分解速率由快到慢的顺序均是短叶茳芏>互花米草>和芦苇,分解速率在0.003166～0.005280 d-1之间,95%干物质分解需要的时间在1.56～2.61 a之间;(4)C浓度基本稳定,N浓度呈上升趋势,总N在研究末期表现为净损失,P浓度呈较大的波动,总P在研究末期也表现为净损失;(5)具有最低C/P的短叶茳芏枯落物分解速率最快.     

枯落物处理对森林土壤碳氮转化过程影响研究综述

在全球变化背景下,植物枯落物输入的改变对森林生态系统土壤有机质的形成和稳定具有重要作用．通过论述近年来国内外在森林枯落物添加和去除处理（DIRT）对土壤有机质影响的最新研究进展,包括枯落物添加和去除对土壤碳氮贮量、土壤呼吸及其激发效应、土壤氮循环、土壤可溶性有机质以及土壤微生物、酶活性和小动物的影响,提出未来的可能研究方向,以期为国内该领域的研究提供参考．     

基于分解袋法的闽江河口芦苇和短叶茳芏枯落物的残留率和分解速率

以闽江河口鳝鱼滩的芦苇(Phragmites australis)群落、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)群落和芦苇+短叶茳芏群落植物枯落物为研究对象,采用分解袋法,2016年2月19日～2017年2月28日期间,研究了不同群落中两种植物枯落物的残留率和分解速率。结果表明,芦苇群落和芦苇+短叶茳芏群落中的芦苇枯落物的残留率分别为35.87%和28.67%,短叶茳芏群落和芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物的残留率分别为7.00%和9.57%;短叶茳芏群落和芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物的分解速率分别为0.007 292 g/d和0.006 150g/d;芦苇+短叶茳芏群落和芦苇群落中的芦苇枯落物的分解速率分别为0.003 243 g/d和0.002 607 g/d。芦苇+短叶茳芏群落中的芦苇枯落物分解的更快;芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物分解的较慢。     

基于分解袋法的闽江河口芦苇和短叶茳芏枯落物的残留率和分解速率北大核心CSCD

以闽江河口鳝鱼滩的芦苇(Phragmites australis)群落、短叶茳芏(Cyperus malaccensis)群落和芦苇+短叶茳芏群落植物枯落物为研究对象,采用分解袋法,2016年2月19日～2017年2月28日期间,研究了不同群落中两种植物枯落物的残留率和分解速率。结果表明,芦苇群落和芦苇+短叶茳芏群落中的芦苇枯落物的残留率分别为35.87%和28.67%,短叶茳芏群落和芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物的残留率分别为7.00%和9.57%;短叶茳芏群落和芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物的分解速率分别为0.007 292 g/d和0.006 150g/d;芦苇+短叶茳芏群落和芦苇群落中的芦苇枯落物的分解速率分别为0.003 243 g/d和0.002 607 g/d。芦苇+短叶茳芏群落中的芦苇枯落物分解的更快;芦苇+短叶茳芏群落中的短叶茳芏枯落物分解的较慢。     

三江平原小叶章湿地枯落物和根分解及其硫元素释放动态

在三江平原小叶章(Calamagrostis angustifolia)典型草甸湿地和小叶章沼泽化草甸湿地中,利用分解袋法研究了小叶章的枯落物和根的分解及其硫元素释放动态。结果表明,在两种类型湿地中,小叶章枯落物和根的分解模式相同,都为快、慢交替的变化模式;但它们的分解速率不同,其原因主要是两种湿地的微环境和分解袋的投放方式不同。经过450 d的分解之后,在小叶章典型草甸和小叶章沼泽化草甸湿地中,小叶章枯落物的干物质损失率分别为32.31%和36.10%,相应的分解速率分别为0.0005797 d-1和0.0006321 d-1,而小叶章根的干物质损失率分别为60.75%和33.68%,其相应的分解速率分别为0.00153 d-1和0.0006412 d-1。在两种类型湿地中,小叶章枯落物和根中的总硫含量都呈波动性变化,小叶章枯落物中硫的释放模式为淋溶、固持、释放,根中硫的释放模式为固持、释放,C/S比值是影响硫发生固持或释放的主要因素。     

三江平原湿地主要优势植物枯落物分解过程与能量动态研究

应用分解袋法对三江平原3种湿地植物小叶章(Calamagrostis angustifolia)、毛苔草(Carex lasiocarpa)和漂筏苔草(Carex pseudocuraica)枯落物分解过程及能量动态进行了研究。结果表明,随着分解的进行,3种湿地植物枯落物失重率呈增加趋势,平均失重率从高到低的顺序是:漂筏苔草[(23.20±5.92)%]、小叶章[(22.85±5.09)%]、毛苔草[(21.47±4.88)%]。枯落物干重热值呈降低的变化趋势,分解初期干重热值降低的速率较大,随分解的进行,干重热值变化趋于平缓。其平均干重热值从高到低的顺序是:漂筏苔草[(16696.22±459.35)J/g]、小叶章[(16575.39±522.36)J/g]、毛苔草[(16488.46±227.79)J/g]。枯落物能量损失率呈增加的趋势,平均能量损失率从高到低的顺序是:漂筏苔草(26.54%)、小叶章(26.39%)、毛苔草(24.10%)。相关分析研究表明,能量损失率与失重率之间具有极显著的正相关关系(n=24,p<0.01),而与干重热值之间呈显著的负相关关系(n=24,p<0.01)。     

阿拉善高原东南部干涸湖盆沉积物粒度特征

干涸湖盆是西北干旱区广泛分布的地貌类型,也被认为是重要的沙尘源区,但目前对该类地表的土壤风蚀过程与特征研究较少。干涸湖盆沉积物和植被盖度的空间差异性导致沙尘释放过程和风蚀过程具有时空差异性。为了探讨干涸湖盆的土壤风蚀特征,选择阿拉善高原东南部的干涸湖盆为研究区域,沿主风向（西北-东南）方向,选择4个区域,野外实地收集湖相沉积物和灌丛沙丘样品,进行粒度特征分析。结果表明：（1）干涸湖盆地表沉积物粒度存在明显的空间差异性,一方面反映了物源的差异性,另一方面反映了风蚀过程的差异性。（2）受植被和风程长度的影响,上风向和下风向风蚀较弱,而中部地区风蚀最大。     

风蚀对土壤养分及碳循环影响的研究进展与展望

土壤风蚀是土壤颗粒在风力作用下的剥蚀、搬运和沉积的过程。风蚀使土壤中的大量营养物质损失，导致土地生产力下降，促使地表养分的再分配，促进碳（C）循环。土壤颗粒团聚体稳定状况、不同土地利用方式和人类活动都会影响土壤风蚀度的大小，从而进一步影响土壤中养分的分布及C在土壤圈、大气圈和生物圈中的循环。针对过去对土壤风蚀引起的土壤养分及碳循环研究的不足，提出今后的研究工作应当注重：（1）土壤风蚀环境效应；(2) 土壤的潜在风蚀微观机理；（3）风蚀物在土壤-植物-大气系统间的互馈机制研究。     

塔中地区土壤风蚀的影响因子分析

以塔中地区为例,利用野外观测数据和通过对比分析,论述了气候、地表粗糙度(包括植被覆盖)以及地表土壤特性等因子对土壤风蚀的影响,并对这些影响因子进行了量化研究。结果表明:塔中地区的年平均风蚀气候因子指数C为28.3,从季节分布上来说,夏季最大为13.9,冬季最小仅为0.7,C值与风速有着密切的指数关系;塔中地区的地表粗糙度Z0平均为6.32×10-5m,地表粗糙度小,加重了该地区的土壤风蚀程度;塔中地区的土壤类型特点、地表土壤平均粒径小、缺乏植被覆盖以及地表土壤含水率低为该地区土壤风蚀的发生提供了良好的条件。塔中地区土壤风蚀的现状是该地区气候、地表粗糙度以及地表土壤特性等因子共同作用的结果。     

半干旱沙地樟子松林降雨再分配特征

森林植被的降雨再分配过程是影响区域水资源利用效率以及生态系统生产力的重要因素.于2018年5—8月观测27 a生樟子松人工林降雨再分配特征,探究降雨再分配的比例变化对林地水分平衡的影响机制,分析、量化林内穿透雨、林冠截留、树干径流、枯落物层入渗部分产生的阈值.结果 表明:樟子松林内穿透雨量占同期降雨量的86.45％,穿...     

黄土丘陵沟壑区浅层滑坡堆积体植被演替特征及土壤养分响应

为了明确黄土丘陵沟壑区浅层滑坡堆积体植被演替特征及其对土壤养分的影响,本文选取了6个演替年限依次增加的植物群落(猪毛蒿+茭蒿、野菊花+早熟禾、杠柳+猪毛蒿、铁杆蒿+达乌里胡枝子+早熟禾、铁杆蒿+早熟禾和铁杆蒿+达乌里胡枝子),以立地条件类似且未发生滑坡坡面上铁杆蒿群落为对照,通过野外调查和室内试验,研究了物种多样性、植被盖度、地上地下生物量、枯落物蓄积量及土壤养分指标有机质、全氮、全磷含量的变化特征,并对植被特征和土壤养分指标进行相关性分析。结果表明:(1)随着演替年限的增加,Simpson优势度指数D和Margalef丰富度指数M_a呈减小-增加-减小的趋势,Shannon-wiener多样性指数H'和Pielou均匀度指数J_p呈增大-减小-增大的趋势;植被盖度、地上地下生物量、枯落物蓄积量、土壤有机质和全氮含量均呈增加趋势;(2)与对照组相比,演替初期植被盖度差异显著(P 0.05),地上生物量和枯落物蓄积量无明显差异(P 0.05),地下生物量差异极其显著(P 0.001);(3)表层土壤全氮、有机质含量与植物盖度、地上地下生物量和枯落物蓄积量均呈正相关,全磷含量仅与枯落物蓄积量呈正相关。研究结果深化了黄土丘陵沟壑区植被演替规律及土壤养分对植被恢复响应的认识,为该区浅层滑坡堆积体的治理与生态恢复提供理论指导。     

不同砾石覆盖度戈壁床面风蚀速率定量模拟

通过风洞实验,利用称重传感器自动记录风蚀观测样方重量变化过程,对供沙条件下不同砾石覆盖度戈壁床面风蚀速率进行了定量模拟研究。结果表明:砾石覆盖度是影响戈壁风蚀速率的关键因子,戈壁床面风蚀速率随砾石覆盖度增加按指数规律递减。各实验风速下,砾石覆盖度>50%时,戈壁床面风蚀速率随砾石覆盖度增加而减小量有限,甚至无风蚀发生;而盖度从10%到50%时,风蚀速率显著减小。因此,两种实验粒径砾石(3 cm与4 cm)至少在50%盖度时才能达到较好的风蚀防治效果。戈壁风蚀防护机理主要是砾石覆盖度的增加增大了砾石间沙粒的临界起动剪切风速,而且减少了作用在砾石间可蚀地表的剪切压。与沙质对照床面相比,10%~90%砾石盖度戈壁床面沙粒临界起动剪切风速增大了0.8~3.4倍,只有0.5％~28%的剪切压作用在砾石间可蚀地表。     

半湿润区农田土壤风蚀的风洞模拟研究

 采用风洞模拟手段对地处半湿润区的北京市农田土壤风蚀特征进行研究。结果表明,几类农田的风蚀特征存在较大差距,秋季翻耕不耙平地风蚀强度最大,玉米留茬地次之,翻耕耙平地最弱,垄向和风速对农田风蚀特征影响显著。各类农田风蚀强度均随风速增大呈指数规律增加,初始风蚀强度与风蚀强度增幅之间具有反对应关系,低风速时风蚀强度越大的地类,其风蚀强度随风速增加的越慢。输沙量随高度增加而减少,近地表减少较快,向上随着高度的增加减幅逐渐变缓。低风速时,风蚀物的垂向分布服从幂函数递减规律。随着风速增加,风蚀物粒径不断变粗,风蚀物的垂向分布在近地面服从指数函数递减规律,向上服从幂函数递减规律,并且风速越大,指数函数规律递减层的高度越大。     

半干旱区植被风沙动力过程耦合研究:Ⅰ.模型

从植被生长和风沙活动之间的相互作用机制出发,建立了植被-风沙动力耦合模型。模型包括生物量动力学方程和风蚀量动力学方程。生物量动力学方程主要考虑了植被生产潜力在植被覆盖地表和非植被覆盖地表上的转化、生物量自身消耗以及风蚀量对生物量的影响;风蚀量动力学方程主要考虑风蚀潜力在流沙地表和非流沙地表上的转化以及生物量对风蚀量的影响。根据我国北方半干旱地区相关研究成果对模型中的参数取值进行了探讨,以便进行模拟和应用研究。