林型转化对土壤pH、有机碳组分和交换性矿质元素的影响

人类活动干扰导致地带性森林退化成次生林、人工林后,通常引起表层土壤有机质和营养元素的损失,尤其是土壤轻组有机碳的淋失。本研究以相对原生阔叶林和与其毗邻的次生林和杉木人工林为对象,测定土壤(0~10、10~20和20~30 cm)p H值、总有机碳(TOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)以及交换性K~+、Ca~(2+)的含量,旨在阐明林地转化后土壤有机碳及K~+、Ca~(2+)养分的动态变化。研究表明:原生阔叶林向次生林转变后,0~30 cm土层中土壤p H值升高(4.4%),交换性K~+、Ca~(2+)含量增加(22.5%、8.2%),其储量增加尤其明显(60.2%、55.1%);而TOC、LFOC和HFOC含量明显下降(26.7%、40.8%和11.3%),除LFOC储量减少22.2%外TOC和HFOC储量变化不显著。次生林转变成杉木林后,0-30 cm土层中交换性K~+、Ca~(2+)含量微弱增加(6.3%、2.9%),HFOC储量减少(13.8%),其它指标的变化则均不显著。原生林土壤p H值与TOC、LFOC、HFOC及交换性K~+、Ca~(2+)含量之间呈显著负相关关系,但在次生林和杉木人工林中这种相关性的显著水平被削弱,表明林型转变对土壤p H值、有机碳和养分产生了不同程度的影响。综合而言,原生阔叶林向次生林或次生林向杉木人工林转变后导致土壤有机碳大幅下降,但土壤酸度得到改良和矿质养分有效性增加,为植被快速恢复提供了有利条件。因此,从森林碳汇的角度优先保护表层土壤,选择速生、高效固碳的目标树种对退化次生林进行更新改造,是提高森林生物量碳和土壤净碳积累,扭转因林地利用转变而引起土壤碳流失的一个重要途径。     

中亚热带土地利用方式对土壤易氧化有机碳及碳库管理指数的影响

为了解土地利用方式对中亚热带土壤易氧化有机碳(ROC)及碳库管理指数(CMI)的影响,采用KMn O4氧化法,对湘中丘陵区6种土地利用类型:石栎(Lithocarpus glaber)-青冈(Cyclobalanopsis glauca)次生林、杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林、毛竹(Phyllostachys edulis)林、苗圃、农用旱地、水田土壤ROC含量及其季节动态变化进行测定,以石栎-青冈次生林土壤为参照,计算土壤CMI,分析土壤ROC含量、CMI与土壤理化性状的关系。结果表明,同一土层ROC含量、ROC分配比例在不同土地利用类型之间差异显著,ROC含量表现为石栎-青冈次生林毛竹林水田杉木人工林农用旱地苗圃,ROC分配比例为水田石栎-青冈次生林毛竹林农用旱地苗圃杉木人工林;与石栎-青冈次生林相比,毛竹林、水田、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤ROC含量依次下降了9.8%~15.6%、22.0%~36.3%、27.6%~40.1%、47.4%~51.2%、58.0%~65.5%,水田、毛竹林、杉木人工林、农用旱地、苗圃土壤CMI依次下降了11.6%~18.4%、9.1%~20.9%、40.0%~44.1%、48.6%~51.5%和59.3%~66.6%;6种土地利用类型土壤ROC含量的季节变化节律基本一致,表现为春夏季较秋冬季高,夏季最高,冬季或秋季最低;土壤ROC含量、CMI与土壤SOC、全N、全P、水解N、有效P含量之间呈显著或极显著正相关,与土壤p H呈极显著负相关,与土壤含水率、全K、速效K不相关。土地利用方式对土壤ROC含量、CMI影响显著,次生林转变为人工林或农用地后,土壤碳库稳定性和生物可利用性下降。     

不同经营模式下杨树人工林土壤活性有机碳的分布特征

土壤活性有机碳是土壤中易受微生物活动、土地利用方式及耕作措施等影响而发生变化的组分,对土壤碳平衡和土壤肥力保持具有重要意义。以苏北两种常见的杨树(Populus euramevicana)人工林经营模式(纯林:CP,农田林网:NL)样地的土壤为研究对象,分析了不同经营模式下土壤活性有机碳组分剖面分布特征。研究结果表明,CP模式下土壤总有机碳(TOC)、易氧化碳(LOC)、颗粒有机碳(POC)及微生物量碳(MBC)的含量都随土层加深而降低,与0~10 cm土层相比,30~40 cm土层中TOC、LOC、POC和MBC的含量分别下降了39.24%、69.12%、60.28%和49.91%。农林网模式样地NL1采样点土壤各形态有机碳含量在土层中的变化规律与纯林模式类似,即随土层加深呈下降趋势;而NL2和NL3采样点则表现为20~30 cm土层的各形态有机碳含量最高。结果还表明,除MBC外,CP模式下上层土壤(0~10、10~20 cm)中的TOC、LOC和POC的含量都比NL模式下对应土层的高,而NL模式下各土层土壤w(MBC)/w(TOC)和w(LOC)/w(TOC)的值都高于CP模式下对应土层的土壤,w(POC)/w(TOC)的值则为CP模式高于NL模式下的土壤。相关分析表明,除了受人为干扰大的NL2采样点外,土壤活性有机碳含量与总有机碳之间呈显著正相关关系。研究表明,土壤活性有机碳受土壤性质及人为活动影响,各活性有机碳占土壤总有机碳的质量分数在不同经营模式样地中无明显的变化规律。     

南方红壤侵蚀区不同恢复年限马尾松人工林土壤和叶片氮磷养分含量及生态化学计量特征

植被恢复是我国水土侵蚀地区的重要治理措施.南方红壤丘陵区是我国第二大水土流失区,但针对该地区植被恢复过程中土壤氮(N)和磷(P)养分动态研究依然不足,尤其关于1 m深土壤N和P养分特征尚未见报道.以南方红壤严重水土侵蚀区不同植被恢复年限林地(裸地、10年、20年和30年生马尾松人工林和天然次生林)为研究对象,比较植物叶片和1 m深度土壤N和P含量及生态化学计量比特征.结果显示:随着马尾松人工林恢复年限增加,0-10 cm土壤N含量显著提高,但深层( 10 cm)土壤N含量并无显著差异,与地带性天然次生林相比,马尾松人工林各土层土壤N含量依然显著偏低;随着恢复年限增加,马尾松人工林各层土壤全P含量未显著提高,且裸地、10年、20年生马尾松人工林和天然次生林各土层土壤全P含量差异不显著;随着恢复年限增加,植物叶片N和P含量呈增加趋势,与未经治理的裸地相比,30年生马尾松人工林叶片N和P含量分别增加42.26%和27.17%,且植物叶片N和P含量与各层土壤N和P养分存在显著正相关关系.本研究表明南方红壤严重侵蚀区土壤N和P养分对植被恢复的响应存在差异;与土壤P养分相比,土壤N养分能够不断增加.施加磷肥措施促进了红壤水土侵蚀区植被恢复,并促进单一马尾松人工林转变为地带性天然次生林植被.(图3表1参46)     

武夷山天然针阔混交林与毛竹人工林土壤性质差异

为探究武夷山高海拔天然针阔混交林改造成毛竹人工林后土壤性质的变化规律及其原因,为今后制定天然林保护和人工林可持续经营方案提供参考,在福建省武夷山市星村镇桐木村选择相邻的天然针阔混交林和毛竹人工林(50年前由天然针阔混交林改造而来)为研究对象,采集两种林分的表层土壤(0—10 cm)和亚表层土壤(10—20 cm),分析了土壤碳氮磷钾等主要元素全量、土壤无机氮含量、微生物量碳和微生物量氮含量,以及脲酶和过氧化氢酶活性等指标。结果表明,天然针阔混交林改造成毛竹林后表层土壤和亚表层土壤的pH、电导率、有机碳、全氮、全磷和有效磷含量显著降低(P0.05),土壤全钾含量显著提高(P0.05);表层土壤微生物碳氮含量及亚表层土壤微生物碳含量显著提高(P0.05),而亚表层土壤的微生物氮含量则无明显变化(P0.05);表层土壤和亚表层土壤的铵态氮含量显著降低(P0.05),硝态氮含量虽然显著上升(P0.05),但硝态氮含量占无机氮总量的比例极小;表层土壤和亚表层土壤的脲酶活性分别降低7.4%和19.2%(P0.05),过氧化氢酶活性呈下降趋势,但下降幅度不显著(P0.05)。武夷山天然针阔混交林改造成毛竹人工林后,土壤酸化、土壤脲酶和过氧化氢酶活性降低、碳氮磷等元素含量减少,土壤肥力总体下降。     

红松人工林与天然次生林大型土壤动物功能类群

为了解不同森林恢复类型对生态系统物质循环和能量流动的影响,对红松人工林与天然次生林生态系统(硬阔叶林和蒙古栎林)大型土壤动物功能类群时空分布的差异进行分析.在以往研究的基础上将捕获的大型土壤动物划分为腐食性、植食性、捕食性和杂食性土壤动物4个功能类群,并对比红松人工林和天然次生林生态系统土壤动物功能类群.结果表明:(1)水平分布上,天然次生林与红松人工林中4种功能类群大型土壤动物均有分布,其中腐食性土壤动物密度和生物量占绝对优势,但类群组成略有不同;(2)垂直分布上,红松人工林各功能类群土壤动物个体密度及类群数在不同土层差异显著(P0.05),均表现出明显的表聚性;而天然次生林中除腐食性和捕食性土壤动物外,在垂直方向无显著差异(P0.05),0-10 cm层腐食性动物个体密度以及类群数最大;(3)时间变化上,红松人工林与天然次生林土壤动物功能类群表现出一致的变化规律,均以腐食性最高,各类群密度、类群数均为5月、10月高于其他各月,生物量以9月最高.红松人工林和天然次生林土壤动物功能类群时空规律比较研究可为森林经营提供科学依据.     

天然次生林人工更新后对土壤物理性质及碳贮量的影响

天然林被人工林取代后对土壤水文物珲性质及土壤碳贮量有重要的影响.文章以海南天然次生林人工更新为尾细桉(Eucalyptus urophylla×E.tereticornis)和马占相思(Acacia mangium)林前后的土壤为研究对象,研究分析了人工植被更新对土壤水文物理性质和土壤碳贮量的影响.结果表明:天然次生林更新为桉树、马占相思人工林后,土壤容重增加,土壤总孔隙度、毛管孔隙度和非毛管孔隙度减小,0～80 cm土壤的最大贮水量、毛管贮水量和非毛管贮水量降低,桉树和马占相思人工林最大贮水量分别降低19.8 mm和43.3mm,桉树人工林0～40cm土壤碳贮量降低6.77t·hm-2,马占相思人工林的增加14.68t·hm-2.     

粤北阔叶人工林和次生林植物多样性与土壤理化性质相关性研究

为提升人工林林分质量,发挥人工林生态效益,以亚热带优良乡土树种壳斗科红锥(Castanopsis hystrix)、乐昌含笑(Michelia chapensis)、深山含笑(Michelia maudiae)人工林和天然次生林为研究对象,分析不同林分林下物种数量、物种多样性指数(Shannon-Wiener指数,Simpson优势度指数,Pielou均匀度指数,Margalef丰富度指数)和土壤理化性质等指标及其差异,明确土壤中制约人工林林下植被多样性的理化性质指标。结果表明,(1)灌木层中,红锥与含笑人工林林下植被Shannon-Wiener指数(1.61±0.51,1.23±0.30)低于天然次生林(1.95±0.40),且二者林下物种成分与天然次生林有显著差异,人工林植物优势种以(Maesa japonica)、石楠藤(Piper puberulum)为主,天然林优势种以广东润楠(Machilus kwangtungensis)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)等乔木幼苗为主。草本层红锥与含笑人工林的Shannon-Wiener指数(2.55±0.50,2.53±0.31)高于天然次生林(2.34±0.38)。(2)0-20 cm土层内,有机质、全氮、全磷含量均表现为红锥人工林[(34.74±13.29)g·kg~(-1),(1.56±0.49)g·kg~(-1),(0.43±0.13)g·kg~(-1)]含笑人工林[(28.20±9.97)g·kg~(-1),(1.27±0.34)g·kg~(-1),(0.30±0.10)g·kg~(-1)]天然次生林[(22.78±8.52)g·kg~(-1),(1.07±0.33)g·kg~(-1),(0.25±0.04)g·kg~(-1)];20-40 cm土层内,人工林与天然林土壤有机质、全氮、全磷仍表现为红锥人工林[(24.22±7.51)g·kg~(-1),(1.23±0.32)g·kg~(-1),(0.42±0.11)g·kg~(-1)]含笑人工林[(21.80±8.34)g·kg~(-1),(1.04±0.28)g·kg~(-1),(0.29±0.11)g·kg~(-1)]天然次生林[(16.15±6.42)g·kg~(-1),(0.83±0.23)g·kg~(-1),(0.24±0.04)g·kg~(-1)]。除硝态氮外,其余土壤理化性质均因林分类型不同而呈现显著差异(P0.05)。(3)有机质、氮、磷三者是影响林下植被多样性的关键因子。土壤有机质含量与林下植被多样性的相关性最强(P0.05),氮、磷含量与草本层的相关性显著(P0.05),草本层与灌木层相比,更易受到土壤理化性质的影响。     

施肥对不同肥力水平春玉米农田土壤有机碳及其组分的影响

选取辽河灌区不同肥力水平春玉米(Zea mays ssp. mays L.)农田土壤为研究对象,通过连续3年田间定位试验研究施肥对不同层次土壤有机碳组分(TOC、ASOC、LFOC、DOC和MBC)的影响,分析土壤有机碳组分的产量效应.结果表明,连续种植春玉米能够显著增加低产田土壤w(TOC),增加各产田土壤w(ASOC)和w(MBC),降低各产田土壤w(LFOC),土壤w(DOC)变化较小.施肥使土壤w(TOC)增加了-13.41%~7.54%,平均增加了0.16%;使高产田表层(0~10 cm)土壤w(TOC)显著增加,低产田犁底层(20~40 cm)土壤w(TOC)显著降低.施肥使土壤w(ASOC)增加了-13.98%~72.22%,平均增加了15.82%;使低产田犁底层和高产田耕层(10~20 cm)土壤w(ASOC)显著增加,中产田耕层土壤w(ASOC)显著降低.施肥使土壤w(LFOC)增加了-42.60%~168.57%,平均增加了48.83%;使中产田表层和犁底层、高产田表层和耕层土壤w(LFOC)显著增加,高产田犁底层土壤 w(LFOC)显著降低.施肥使土壤 w(DOC)增加了-42.74%~51.29%,平均增加了9.36%;使中产田耕层和犁底层、高产田表层和耕层土壤 w(DOC)显著增加,低产田耕层土壤 w(DOC)显著降低.施肥使土壤 w(MBC)增加了-1.16%~19.97%,平均增加了9.32%,除中产田耕层土壤之外其他土层土壤w(MBC)均有所增加.施肥主要提高土壤ASOC和LFOC含量,促进土壤DOC的变化.施肥显著增加低产田土壤有机碳组分含量,促进中产田土壤有机碳组分变化,增加高产田土壤有机碳耗损.施肥主要增加表层(0~10 cm)土壤有机碳组分含量,耗损犁底层(20~40 cm)土壤有机碳,调解耕层(10~20 cm)土壤活性有机碳组分.施肥对微生物可利用性及结构不同的活性有机碳组分影响不同;高、中、低产田因其土壤理化性状及有机碳本底值不同,对施肥的响应存在差异.施肥总体增加土壤活性有机碳各组分含量,同时通过改变微生物及玉米根系活力影响活性有机碳含量及组分.土壤中有机碳组分与产量的回归方程为(产量)=-4665.61-0.008×w(SOC)-0.421×w (ASOC)-0.777×w (LFOC)+5.370×w (DOC)+33.408×w (MBC).ASOC和MBC具有土壤肥力指示作用,施肥主要通过调控土壤ASOC提高玉米产量.     

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。     

不同轮作模式对潮土团聚体及其有机碳分布的影响

为揭示不同轮作模式下潮土土壤团聚体及其有机碳含量变化规律,于2018-2019年在山西大同进行了田间试验.设置处理为油菜—荞麦(RB)、玉米—荞麦(CB)、马铃薯—荞麦(PB)和燕麦—荞麦(OB)4种轮作模式,荞麦—荞麦(BB)连作和休闲—休闲(FF)为对照,测量指标为土壤团聚体组成、稳定性和团聚体内有机碳分布.结果显示:与连作模式(荞麦—荞麦)相比,各轮作模式均提高了土壤大团聚体数量和稳定性;油菜—荞麦(RB)轮作模式0-60 cm土层的大团聚体含量均增加,其0-20 cm土层的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)增幅为5%和7%,20-40 cm土层的团聚体R0.25、MWD、GMD值增幅为8%、26%和37%.各轮作模式土壤有机碳主要富集在土壤表层,且>3 mm粒级土壤团聚体中有机碳含量对整个土壤有机碳含量和土壤有机碳库的贡献率最高.同时,各轮作模式0-20 cm土层各个粒级团聚体的有机碳含量均显著增加,油菜—荞麦(RB)轮作模式20-40 cm土层各个粒级团聚体的有机碳含量显著增加,随粒径级数递减其增幅分别为41%、49%、72%和39%,其>3 mm粒级团聚体的有机碳储量及贡献率也最高.总之,轮作有利于增加土壤团聚体的有机碳含量,可改善土壤团聚体组成及稳定性,增加土壤的固碳能力,但不同轮作模式间有差异.本研究表明油菜—荞麦轮作更有利于土壤固碳,可以在研究区域作为重要轮作模式进行推广和应用.(图2表5参41)     

密云水库上游流域不同林分土壤有机碳分布特征

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳库作为全球土壤碳库的重要组成部分,已成为全球碳循环研究的重点之一。以密云水库上游流域天然次生山杨（Populus davidiana Dode）、白桦（Betula platyphylla Suk.）混交林、天然次生辽东栎（Quercus wutaishanica Blume）林、人工华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr.）林、人工油松（Pinus tabulaeformis Carr.）林和灌丛等5种典型林分为研究对象,选取典型样区,进行密集采样和试验分析,探讨了不同林分土壤有机碳质量分数和密度的分布特征。结果表明：在整个土壤剖面上（0~40 cm）,不同林分土壤有机碳质量分数和密度大小顺序均为：杨桦林〉辽东栎林〉灌丛〉落叶松林〉油松林,总体上呈现出随土地利用强度和人为干扰程度增加而降低的变化趋势,即天然次生林比人工林更有利于土壤有机碳的储存和积累;不同林分类型土壤有机碳质量分数和密度均在表层（0~10 cm）最大,并随着土层深度的增加呈下降趋势,剖面分布差异明显;此外,不同林分在0~20 cm土层中的单位面积土壤有机碳储量均占其剖面总储量的57%以上,即土壤有机碳富集在0~20 cm深的表层土体中。因此,为增加森林土壤固碳,应加强对天然次生林的保护,减少人类活动对森林及其表土层的干扰。     

南亚热带典型乡土阔叶人工林与桉树人工林土壤微生物量氮及可溶性氮特征

土壤微生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)及可溶性氮可表征土壤氮素的动态变化规律与土壤肥力水平,其研究可为人工林建设中的树种选择以及人工林多重服务功能的评价提供科学参考.对我国南亚热带地区红椎(Castanopsis hystrix)、米老排(Mytilaria laosensis)、火力楠(Michelia macclurei)和山白兰(Paramichelia bailonii)等4种乡土阔叶人工林以及外来速生桉树(Eucalyptus)人工林不同土层(0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm)土壤MBN与可溶性氮[游离氨基酸(Free amino acid,FAA)、硝态氮(NO_3~--N)和铵态氮(NH_4~+-N)]含量特征进行研究.结果表明,林分类型、土层深度及二者的交互作用对土壤NO-3-N含量无显著性影响(P0.05);4种乡土阔叶人工林在0-20 cm土层的土壤MBN含量高于桉树人工林;桉树人工林土壤FAA含量在各土层均呈现出高于乡土阔叶人工林的趋势,但桉树人工林土壤NH_4~+-N含量与乡土阔叶人工林之间无明显规律.Pearson相关分析表明土壤pH值和有机质含量是影响不同树种人工林土壤MBN、FAA和NH_4~+-N含量的2个主要因素.总体而言,4种乡土阔叶人工林土壤在有效性氮储备和供应方面并不一定优于桉树人工林.     

半干旱黄土区柠条林土壤水分和养分与群落多样性关系

为了探讨半干旱黄土区柠条土壤水分和养分与群落多样性关系,选择半干旱黄土区不同林龄柠条林作为观测样地,测定0-100 cm(0-20、20-40、40-60、60-80、80-100 cm)土壤水分和养分含量。结果表明,(1)不同林龄柠条草本群落多样性有明显的差异,其中,总盖度、生物量、物种数、均匀度指数、多样性指数、丰富度指数随着林龄的增加呈先增加后降低趋势,在20年达到最大,之后有所降低。(2)不同林龄柠条土壤含水量随着土层深度的增加呈逐渐降低趋势,其中,20-40 cm以下土层土壤含水量呈急剧降低趋势,80-100 cm土层土壤含水量差异并不明显。(3)不同林龄柠条土壤养分(有机碳、全氮、全磷和全钾)随着土层深度的增加呈逐渐降低趋势,其中,20-40 cm以下土层土壤养分呈急剧降低趋势;相同土层土壤养分大致随着林龄的增加呈先增加后降低趋势,在表层差异最大;双因素交互分析显示:林龄和土层深度对土壤有机碳、全氮、全钾均具有显著的影响(P0.05),林型×土层深度对土壤有机碳、全氮、全钾具有极显著的影响(P0.01);林龄、土层深度、林型×土层深度对土壤全磷没有显著的影响(P0.05)。(4)不同林龄柠条土壤微生物量(微生物量碳、氮、磷)随着土层深度的增加呈逐渐降低趋势,相同土层土壤微生物量大致随着林龄的增加呈先增加后降低趋势,在表层差异最大;双因素交互分析显示:林龄和土层深度对土壤微生物量碳、氮具有显著的影响(P0.05),林型×土层深度对土壤微生物量碳、氮具有极显著的影响(P0.01);林龄、土层深度、林型×土层深度对土壤微生物量磷没有显著的影响(P0.05)。(5)相关性分析显示:植被总盖度、地上生物量、丰富度指数和多样性指数与土壤有机碳和水分呈显著的相关关性,物种数和均匀度指数指数与土壤养分和水分均没有显著的相关性(P0.05),由此说明植被群落的地上生物量和物种多样性与土壤养分及水分是相互联系,相互制约的。     

减氮配施有机肥对土壤碳库及玉米产量的影响

设减施氮肥(减氮20%A_1、减氮40%A_2)2个水平,配施有机肥(设不配施B_0、有机肥B_1、生物有机肥B_2)3个水平和不施氮(CK_0)、常规施氮N100%(CK_1)两个对照试验,研究减氮配施有机肥对川中丘陵土壤微生物量碳(MBC)、总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CPMI)及玉米产量的影响,为川中丘陵玉米生产可持续的土壤肥料管理提供科学依据。结果表明,随施氮量的减少,MBC、TOC、LOC、CPMI均逐渐降低。与常规施氮(CK_1)相比,减氮20%、40%(A_1B_0、A_2B_0)处理MBC分别降低25.6 mg·kg~(-1)、35.08 mg·kg~(-1),TOC降低9.29%、26.46%,LOC降低3.88%、13.14%,CPMI降低1.32%、7.98%。减氮配施有机肥显著提高MBC、TOC、LOC、CPMI及产量。与不配施有机肥相比,减氮20%配施有机肥(A_1B_1、A_1B-2)TOC分别提高19.29%、37.26%,LOC提高24.54%、42.13%,CPMI提高25.13%、44.06%,产量提高14.8%、19.4%。减氮20%、40%配施有机肥处理土壤有机碳库总体变化趋势为A_1B-2A_1B_1A_2B_1A_2B_2。与CK_1相比,A_1B-2玉米产量提高495.79 kg·hm-~(2),MBC增加21.95 mg·kg~(-1),TOC增加25.50%,LOC增加36.81%,CPMI提高42.17%。土壤微生物量碳、总有机碳、活性有机碳、碳库管理指数与产量存在极显著相关性(P0.01)。活性有机碳与微生物量碳、总有机碳、碳库管理指数均存在极显著相关性,说明活性有机碳能很好地反映土壤肥力特性。减氮20%配施生物有机肥是促进土壤碳库积累、提高产量的推荐施肥措施。     

杉木（Cunninghamia lanceolate）人工林生长状况与根系生物量相关性研究

为明确杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林生长状况与根系生物量的关系,进一步认知植物对环境的适应,为人工林管理提供科学依据,以福建沙县12—14年生杉木人工林为对象,选择林分生物量差异显著的3种林分(分别为高生物量CH、中生物量CM和低生物量CL),采用根钻法对根系和土壤进行取样,测定0—10、10—20、20—40 cm土层土壤C含量、土壤N含量、土壤C:N,杉木不同组分根系[吸收根(1—2级)、运输细根(3—5级)、粗根(5级以上)以及灌草根]生物量密度,并分析了不同组分根系生物量与杉木人工林林分生物量的关系。结果表明,(1)土壤C、N含量在各土层均表现为C_HC_L(P0.05)。土壤C:N在0—10 cm和10—20 cm土层无显著差异,但在20—40 cm土层表现为C_LC_MC_H(P0.05);(2)杉木根系主要分布在浅层土壤,各林分0—20 cm土层杉木吸收根,运输细根和粗根分别占0—40 cm土层的84.2%—85.9%、84.6%—85.2%和78.6%—80.0%。尽管吸收根生物量密度仅占总根生物量密度的5.0%—8.7%,但在不同林分间差异显著,在0—10 cm和10—20 cm土层表现为CHCL(P0.05)。灌草根生物量密度较低,各林分和土层间均无显著差异;(3)不同林分0—40 cm土层吸收根生物量差异显著,且与林分生物量呈正相关关系(P0.05)。该研究结果表明土壤C、N含量的差异可能是造成根系生物量和林分生物量存在差异的主要原因,土壤C、N含量高的林分,杉木吸收根生物量和林分生物量均较高。在不同组分的根系中,杉木吸收根对外界环境变化最为敏感,养分条件好的林分和土层,吸收根的生物量也更高。     

秸秆还田下长期连作棉田土壤有机碳活性组分的变化特征

以棉花长期连作定位试验田为研究对象,分析了秸秆还田条件下长期连作棉田土壤有机碳活性组分及难降解组分含量的变化特征,为评价秸秆还田对长期连作棉田土壤有机碳库的稳定性及指导区域农业管理措施增强土壤固碳能力提供了科学的理论依据。试验在石河子大学农学院试验站棉花长期连作定位试验田进行,设有秸秆还田模式下5、10、15、20、25和30年棉田连作小区(标记为5、10、15、20、25和30年),无秸秆还田模式下1、5、10和15年连作小区(标记为CK1、CK5、CK10和CK15),共计10个处理,每个处理3次重复,小区土壤初始背景值相近。棉花种植品种为"新陆早46号",按"30+60+30"宽窄行距配置,采用膜下滴灌,种植密度为每公顷19.8万株。全生育期滴灌11次,滴灌总量5 400 m3·hm-2,共施纯N 495kg·hm-2,用氮肥的30%作基肥,于棉花收获后结合翻耕施入,其余70%氮肥作追肥随水滴施,其他管理措施同一般大田管理。研究结果表明:秸秆还田可以显著提高0~60 cm土层总有机碳(TOC)含量,随着连作年限的增加,TOC含量逐渐升高,连作30年棉田土壤TOC含量最高;秸秆还田处理下各连作棉田0~20和20~40 cm土层有机碳活性组分含量随着连作年限的增加而呈现明显增加后减少的趋势,而难降解组分(酸解残余碳)含量与活性组分含量呈相反的趋势。秸秆还田能够显著地增加长期连作棉田0~60 cm土层有机碳活性组分和难降解组分的含量,且各组分含量均为0~2020~4040~60 cm土层。秸秆还田处理下0~60 cm土层有机碳活性指数(LIc)均小于无秸秆还田处理,且除连作15年外,随连作年限增加LIc呈下降趋势,30年时达到最低,3个土层连作30年LIc比连作5年分别降低了42.86%、49.21%和48.45%;而秸秆还田条件下0~60 cm土层土壤有机碳难降解指数(RIc)均大于无秸秆还田处理,且表现出与活性指数(LIc)相反的趋势,随连作年限增加RIc呈增加趋势,30年时达到最大,3个土层连作30年RIc比连作5年分别增加了28.31%、35.02%和40.53%。秸秆还田能够提高长期连作棉田土壤总有机碳和难降解组分含量,减少有机碳活性组分含量,并使各组分占总有机碳比例间呈动态变化而保持TOC含量呈稳定增加趋势,使长期连作棉田土壤品质朝好的方向转化,同时增加有机碳的稳定性,有利于提高地力。     

四川盆地西缘4种人工林土壤团聚体及有机碳特征

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,强烈影响着土壤物理化学性质.通过干筛法对四川盆地西缘4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林和麻栎林)两个土壤层次(0-20 cm和20-40 cm)土壤团聚体及有机碳进行研究.结果表明:4种人工林土壤团聚体均以2 mm粒径为主,而0.5-0.25 mm粒径团聚体仅占1.07%-3.39%;柳杉人工林0-20 cm土壤有机碳含量比20-40 cm高2倍多,其他3种人工林两个土壤层次差异幅度相对较小;与2 mm土壤大团聚体相比,各林地微小团聚体有机碳含量相对较高.2 mm粒径团聚体对有机碳贡献率达到72%-87%.但是,较小粒径土壤团聚体有机碳储量相对较高.综上所述,就土壤团聚体及有机碳特征而言,柳杉林和麻栎林比桢楠林和含笑林更适合用于当地植被恢复.     

川西亚高山3种森林土壤碳氮磷及微生物生物量特征

以空间代替时间的方法,对川西亚高山天然针叶林、桦木次生林、人工云杉林有机层和矿质层土壤碳、氮、磷化学计量以及土壤微生物生物量和呼吸进行比较分析.结果表明,天然针叶林转化为次生林和人工林,土壤有机层碳、氮、磷,微生物生物量碳、氮含量及微生物呼吸均显著下降,其中微生物生物量碳依次为天然林(727.98 mg/kg)次生林(554.56 mg/kg)人工林(239.83 mg/kg),微生物生物量氮为天然林(72.56 mg/kg)次生林(50.42 mg/kg)人工林(20.78 mg/kg),而矿质层各测定变量在3个森林群落之间差异基本不显著.各森林群落有机层土壤碳、氮、磷,微生物生物量及呼吸均显著高于矿质层,而碳氮比和微生物生物量碳氮比在土壤层次之间差异不大.相关分析表明,土壤碳、氮、磷及化学计量比及微生物变量之间存在显著相关关系.综上所述,森林转换显著影响川西亚高山土壤碳、氮、磷化学计量及微生物生物量,且影响主要体现在土壤有机层.     

四川盆地西缘4种人工林土壤活性氮季节动态

于2015年3月、6月、9月和12月采集四川盆地西缘都江堰灵岩山4种人工林(柳杉Cryptomeria fortunei、含笑Michelia wilsonii、桢楠Phoebe zhennan、麻栎Quercus acutissima)2个土层(0-20 cm和20-40 cm)的土壤样品,比较分析土壤铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮,并同步监测环境因子季节动态.结果显示:4种人工林土壤无机氮均以硝态氮为主;各土壤活性氮组分都呈现出显著季节动态,土壤铵态氮含量在生长季(6月和9月)高于非生长季(3月和12月),而硝态氮、微生物生物量氮和无机氮呈相反的季节模式(生长季低于非生长季);0-20 cm土层活性氮组分总体高于20-40 cm土层,土壤活性氮受林型显著影响,且与季节和土层密切相关;活性氮组分之间及活性氮组分与土壤温度、水分及月降水量总体上显著相关.综上所述,土壤的活性氮季节变化远大于林型及土层之间的变异,相比林木的生物作用,环境因子对土壤活性氮的驱动作用更为强烈.