吉林西部盐碱地水田水稻不同生长期土壤酶活性与有机碳含量的关系

土壤酶在土壤有机碳的转化过程具有关键作用,研究盐碱地水田土壤酶与SOC的关系对深入了解此类土壤碳循环机制有着重要意义。本文选取吉林省西部前郭县典型盐碱水田作为研究区,分别于水稻未插秧期、幼苗期、分蘖期、抽穗期和结实期采集0~30 cm和30~60 cm的土壤样品。样品采集后带回实验室进行测试,分别采用高锰酸钾容量法测定过氧化氢酶活性,3,5-二硝基水杨酸比色法测定淀粉酶活性,总有机碳分析仪测定SOC含量,分析土壤过氧化氢酶、淀粉酶活性和SOC含量的剖面分异特征及变化规律,并探讨酶与SOC的相关性。结果表明:盐碱水田土壤过氧化氢酶、淀粉酶活性以及SOC含量均随土壤剖面深度的加深而降低,且随水稻的生长而波动。插秧前,表层土壤过氧化氢酶、淀粉酶分别与SOC呈极显著正相关(n=18,P0.01)和显著正相关(n=18,P0.05),SOC含量不仅与两种酶活性密切相关,并受过氧化氢酶活性影响更大。水稻移栽后,两种酶与SOC的相关性均有不同程度降低,过氧化氢酶活性在幼苗期、抽穗期和结实期与SOC均呈显著正相关(n=18,P0.05);淀粉酶活性在幼苗期、分蘖期和结实期与SOC呈显著正相关(n=18,P0.05)。土壤过氧化氢酶、淀粉酶在水稻生长发育过程中受到外界干扰以及水稻根系发育等影响,活性发生明显变化,进而影响SOC。由于抽穗期水稻生长发育缓慢,对淀粉酶分解作用需求降低,使得其活性减弱,故对SOC的影响最小。     

吉林西部不同开发年份盐碱水田土壤有机碳和碳酸盐的季节动态

水稻土是中国主要的耕作土壤,在陆地土壤碳循环研究中具有重要现实意义。针对吉林西部水田土壤的特征,将无机碳库纳入土壤碳库研究,以典型灌区前郭县为例,野外采集盐碱地和已开发5、15、25、35、55年的5种不同水田表层土壤,建立实验样地,在水稻生长的幼苗期、分蘖期、长穗期和结实期采集土壤样品,用TOC仪分别测试表层土壤有机碳和碳酸盐含量,分析其季节动态规律和开发年份特征。结果表明：吉林西部盐碱水田土壤有机碳呈现“减-增-减”的季节变化规律,水稻生长的幼苗期和分蘖期有机碳含量下降,长穗期含量上升,结实期含量下降,碳酸盐季节变化规律与其相反,二者季节变化呈显著负相关;经历一个生长季后,开发5、15、25、35、55年的土壤有机碳含量分别增加了2.98%、3.53%、3.66%、2.72%、2.30%,碳酸盐含量分别增加了4.07%、2.15%、1.08%、1.61%、11.36%,说明研究区水田生长期具有碳汇作用;与未开发盐碱地相比,开发的5、15、25、35、55年生长季土壤平均总碳量分别增加了89.81%、121.03%、137.22%、188.28%,有机碳含量分别增加了284.28%、392.00%、456.37%、559.08%、666.06%,碳酸盐含量分别降低了13.49%、22.84%、32.23%、43.53%、62.40%;开发年份越长,水田土壤总碳和有机碳含量越高,碳酸盐含量越低;总碳的增加来自有机碳的增加;盐碱地开发有利于土壤碳汇。水稻生长期温度和降雨量影响土壤有机碳和碳酸盐季节变化。     

三江平原沼泽湿地垦殖对土壤微生物学性质影响研究

沼泽湿地垦殖对全球碳循环有重要影响,可以对全球气候系统产生反馈调节作用。土壤微生物学指标是反映不同土地利用方式最敏感的指示因子,可以在早期反映土壤有机碳的变化情况。以我国三江平原典型沼泽湿地、湿地垦殖为水田(15a)和旱田(25 a)3种土地利用方式为研究对象,开展了沼泽湿地垦殖对土壤微生物学性质变化影响研究。结果表明,沼泽湿地垦殖为水田和旱田后土壤有机碳、全氮含量显著降低(P=0.001),其中有机碳平均降低了31.50%、51.38%,全氮降低了49.81%、63.88%,旱田减少量显著高于水田,垦殖后全氮损失量高于有机碳引起土壤质量的下降。湿地开垦后土壤微生物量碳和土壤基础呼吸显著降低(P0.001),土壤有机质和养分可利用性下降,微生物活性降低,但开垦后二者在0~10和10~20 cm土层间的差异变弱;微生物熵总体表现为降低趋势,旱田和沼泽湿地0~10 cm土层差异不显著(P=0.728),10~20 cm土层差异显著(P=0.005),反映出农田土壤活性有机碳分配比例的降低;湿地垦殖后,水田土壤呼吸商(q CO2)升高,而旱田q CO2值显著降低(P=0.003),说明微生物在不同土地利用方式下对底物基质碳源利用策略发生改变;经回归分析发现,q CO2和土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关,表明微生物对基质碳利用率随土壤质量的改善而降低。     

不同经营年限对柑橘果园土壤有机碳及其组分的影响

土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡。果园是我国重要的土地利用类型之一,果园面积占我国土地总面积的1.15%。因此,研究果园土壤有机碳库的演变规律,对于准确评估我国陆地生态系统的固碳潜力具有重要的科学意义。利用时空替代和物理、化学分组的方法比较研究不同经营年限对柑橘果园土壤有机碳库及其组分的影响,旨为果园土壤固碳增汇机理研究提供科学依据。利用时空替代法和物理化学分组的方法比较研究经营年限对柑橘果园土壤有机碳库及其组分的影响。结果表明：50年代柑橘果园0~20 cm和20~40 cm土层颗粒有机碳和轻组有机碳含量分别比80年代柑橘果园提高了9.6%和23.60%、2.57%和3.63%,其中对0~20 cm土层的影响显著高于20~40 cm,说明果园经营干扰对土壤活性有机碳的影响随着土层的加深而降低。50年代柑橘果园0~20 cm土层土壤有机碳含量比80年代果园提高27.2%,可溶性有机碳提高20.1%,微生物生物量碳提高5.3%;50年代柑橘园0~100 cm土层有机碳储量比80年代柑橘园提高30.3%,但50年代柑橘园的土壤颗粒有机碳、轻组有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳占总有机碳的比率均低于80年代柑橘园,说明当种植年限超过30年后,随着种植年限增加,果园土壤有机碳质量存在退化的风险。     

帽峰山森林土壤碳氮随雨季月及土壤深度的时空变化特征

采用森林生态系统定位观测及对比试验方法,对广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林（16年）土壤（0~90 cm）有机碳、无机碳、总氮及有机氮的雨季月（5—10月）含量动态、垂直梯度变化特征及土壤湿度影响进行了对比观测研究。结果表明：常绿阔叶林及杉木林土壤有机碳、无机碳雨季月的剖面权均含量变化趋势均为倒S型,常绿阔叶林土壤有机碳剖面权均质量分数较相应杉木林大0.14%、土壤无机碳则小0.12%。常绿阔叶林土壤表层0~10、10~30 cm有机碳雨季月含量变差较杉木林分别高出1.83%、0.61%,土壤30~90 cm雨季月含量变差相对较小;常绿阔叶林土壤70~90 cm无机碳含量在5—8月份较高、杉木林则以土壤30~50 cm在5、6及10月含量较高;常绿阔叶林群落土壤0~20 cm的总氮雨季月含量均大于相应杉木林,植被吸收作用影响使土壤20 cm以下层的雨季各月总氮相对较低;常绿阔叶林土壤剖面雨季月无机氮含量随土层深度递减变化显著,即表层0~30 cm受矿化作用影响较大、深层30~90 cm则受植被吸收作用影响较大;而杉木林土壤剖面层无机氮含量则随雨季的月变化显著,5—7月份含量相对较小、8—10月份含量相对较大。常绿阔叶林土壤有机碳、总氮含量随土壤深度的增加均呈幂函数规律的递减,而杉木人工林土壤有机碳随土壤深度的增加呈对数函数规律的递减、土壤总氮含量则随土壤深度的增加呈二次函数规律的递减。在0~10 cm处,土壤有机碳和有机氮含量与土壤湿度呈负相关。     

不同林分土壤有机碳密度研究

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,已成为森林生态系统碳循环研究的重点之一;而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异,根据土壤发生层次特点,分别研究各层土壤有机碳含量分布规律,对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008年7月在北京西山妙峰山林区侧柏（Platycladus orientalis）林、刺槐（Robinia pseudoacacia）林、栓皮栎（Quercus variabilis）林和侧柏、油松（Pinus tabulaeformis）混交林内,分别随机选取3个位置挖土壤剖面,然后根据土壤发生层次性特点,把各剖面划分为四个土层（0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm和40～60 cm）,每层用环刀取样测定土壤容重,用土壤袋采集1 000 g的土壤样品,经除杂、风干、过筛等程序后,对土样的有机碳含量和碳密度进行了测定和初步研究。结果表明：4种林分下土壤有机碳平均含量和土壤有机碳密度不同,不同林分土壤0～10 cm有机碳含量和碳密度最高,并且均随土壤深度增加呈降低的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为：栓皮栎林〉侧柏、油松林〉侧柏林〉刺槐林。4种林分类型0～20 cm土层单位面积有机碳储量占总有机碳储量分别为：栓皮栎林51.1%,刺槐林44.2%,侧柏林43.0%,侧柏、油松混交林37.7%,平均为44.0%。     

岩溶区不同土地覆被方式对土壤团聚体有机碳的影响

分析不同土地覆被方式土壤有机碳的差异和特点有助于深入研究岩溶区碳循环的特点和规律。以西南岩溶地区森林、灌丛和果园3种土地覆被方式为研究对象,对0~100 cm各层土壤总有机碳及团聚体有机碳的差异和特征进行研究,结果表明:(1)3种土地覆被方式以森林土壤总有机碳含量最高(12.53~39.33 g·kg~(-1)),灌丛次之(8.48~27.99 g·kg~(-1)),果园最低(8.40~18.61 g·kg~(-1)),不同土地覆被方式土壤总有机碳不仅在0~20 cm差异显著,而且在40~70 cm土层也有明显差异(P0.05);各土地覆被方式0~100 cm各层土壤均以0.25 mm水稳性大团聚体为主,果园土壤2 mm团聚体质量分数在0~90cm土层显著低于森林和灌丛(P0.05)。(2)土地覆被方式对土壤2 mm大团聚体内有机碳含量的影响最为显著,森林土壤2 mm团聚体有机碳的含量为12.32~39.88 g·kg~(-1),在0~100 cm各层均显著高于灌丛和果园,并且灌丛土壤2 mm团聚体有机碳的含量在0~30 cm和40~90 cm土层也显著高于果园(P0.05)。另外,果园土壤0.25 mm微团聚体内有机碳的含量明显高于0.25 mm大团聚体,然而森林0~100 cm土层和灌丛0~30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量没有显著差异(P0.05)。(3)3种土地覆被方式,0.25 mm大团聚体对土壤有机碳的贡献均高于0.25 mm微团聚体;森林、灌丛和果园0.25~2 mm团聚体对有机碳的贡献率分别为40.31%~67.76%,41.99%~59.38%和48.72%~68.18%,是贡献率最高的团聚体;不同土地覆被方式之间2 mm团聚体对有机碳的贡献差异最为显著,森林土壤明显高于灌丛和果园;3种土地覆被方式中果园土壤0.25mm微团聚体对有机碳贡献率相对较高,其0.053~0.25 mm微团聚体对有机碳的贡献率为13.08%~26.98%,仅次于0.25~2 mm大团聚体。     

施用秸秆及接种蚯蚓对土壤颗粒有机碳及矿物结合有机碳的影响

在连续四年稻麦轮作的小区试验中,通过测定作物收获后表层土壤(0～5cm、5～10cm、10～20cm)中有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合有机碳(MOC)含量的变化,研究施用秸秆(表施或混施)和接种蚯蚓(Metaphireguillelmi)对SOC、POC及MOC的影响。结果表明:无论是否接种蚯蚓,经连续四年施用秸秆后,土壤0～5cm、5～10cm、10～20cm及0～20cm各土层的SOC和POC含量、0～5cm土层中MOC含量、10～20cm土层w(POC)/w(MOC)值均显著增加;混施秸秆相比表施秸秆更有利于各土层SOC与5～10cm土层POC含量提高。在施用秸秆条件下,接种蚯蚓使0～20cm耕作层土壤中POC和MOC含量有增加趋势;在秸秆施用且接种蚯蚓时,0～20cm耕作层的w(POC)/w(MOC)值均显著升高(与对照相比),表明秸秆施用且接种蚯蚓有助于土壤有机碳活性的提高。田间施用秸秆及接种蚯蚓对于促进农田土壤有机碳库增加及加快土壤有机碳循环与转化均有重要的意义。     

广东省土壤有机碳储量及分布特征

区域土壤有机碳调查在构建全球土壤碳循环的认识中具有重要作用。利用211个广东省土壤剖面数据,通过计算各剖面土壤有机碳密度,合理评估广东省不同土壤类型和土地利用方式的土壤有机碳储量。结果显示,广东省土壤有机碳总储量为1.25 Pg,其中,A层土壤(表层土壤,平均土层厚度为17 cm)有机碳储量为0.41 Pg,B层(平均土层厚度为29.5 cm)为0.51 Pg,C层(平均土层厚度为48.9 cm)为0.33 Pg。依据土壤发生学分类,研究区铁铝土土壤剖面有机碳碳储量为0.976Pg,占土壤有机碳总储量的78.1%。按土地利用方式,研究区林地土壤剖面有机碳储量为1.01 Pg,占土壤有机碳总储量的80.3%。统计结果表明,底层土壤(B层+C层土壤)有机碳储量是表层土壤有机碳质量分数的2倍以上,是研究区土壤有机碳的主要碳库。相关分析结果显示,底层有机碳质量分数与表层土壤有机碳质量分数呈显著的相关性,这种相关性是区域尺度上表层土壤有机碳向下迁移的表现。此外,每年由土壤退化侵蚀造成的直接进入周边水体的土壤有机碳流失量为13.3 Tg,约占表层土壤有机碳储量的3.2%,同时每年有20.9 Tg有机碳在研究区土壤中重新分布。研究结果可为合理评估研究区土壤有机碳储量和土壤环境管理提供科学支撑。     

马鬃岭自然保护区土壤碳蓄积的研究

以金寨马鬃岭自然保护区为研究对象,布置56个采样点,分析该区森林土壤有机碳质量分数时空分布特征和碳储量。结果表明：研究区有机碳含量丰富,随着土壤深度、植被类型、海拔高度的变化而变化。0~20cm土层有机碳质量分数最高为90.88 g·kg-1,平均为32.47 g·kg-1,土壤有机碳质量分数随着深度的增加而递减,表层有机碳变化幅度高于深层土壤,不同测点递减的程度不同;有机碳质量分数随海拔高度的增加呈递增趋势;土壤有机碳质量分数存在明显的季节变化,表层土壤秋季有机碳质量分数最高,冬春季次之,夏季最低,越往表层季节变化越明显。0~20 cm土层有机碳密度平均为6.52 kg.m-2,0~100 cm土层有机碳平均密度为23.26 kg.m-2,有机碳密度分布与有机碳质量分数分布基本一致。0~20 cm土层土壤碳储量为2.258×105~2.265×105 t,0~100 cm土层土壤碳储量为6.91×105~8.76×105 t,碳储量丰富。最后提出该自然保护区封山育林,对温室气体减排意义重大。     

贵州西部4种林型土壤有机碳及其剖面分布特征

在气候变化背景下,森林土壤碳库已成为全球碳循环研究重点之一。以贵州西部桦木（Betula luminifera H.Wilk.）、柳杉（Cryptomeria fortunei Hooibrenk ex Otto et Dietr.）、华山松（Pinus armandii Franch.）和杉木（Cunninghamia lanceilata（Lamb.）Hook.）4种主要森林类型为对象,对其土壤有机碳、碳密度及其垂直分配特征等进行了研究。结果表明：4种林型土壤有机碳含量和碳密度均表现为华山松林（51.09 g.kg-1,30.56 kg.m-2）〉杉木林（39.47 g.kg-1,22.97 kg.m-2）〉柳杉林（37.49g.kg-1,21.00 kg.m-2）〉桦木林（36.31 g.kg-1,20.13 kg.m-2）,华山松林土壤有机碳含量和碳密度显著大于其它三种林型,而另外三种林型间差异不明显;4种林型土壤有机碳含量和碳密度均随土层深度增加而逐渐降低,土壤有机碳含量均为0-10 cm最大,分别是剖面均值的1.45-1.61倍,而0-20 cm层土壤碳密度占整个土壤剖面的32.69%-38.08%,显著高于其他各层,大于20 cm的土层中,各层间的变化较小,土壤碳密度具有一定程度的表聚性;4种林型土壤有机碳含量与土壤pH均表现极强的负相关,与土壤全N和碱解N均表现极强的正相关,与全P、速效P、全K、速效K和阳离子交换量的相关性不尽一致,建立的方程具有较高的回归精度,土壤N和P状况对4种林型土壤有机碳含量有重要影响。     

川西高寒山地灌丛草甸不同海拔土壤碳矿化特征

研究不同海拔土壤碳矿化特征对深入认识不同海拔高寒灌丛草甸土壤有机碳动态变化有重要作用.以折多山3 800 m、4 000 m、4 200 m的半阴坡和半阳坡土壤为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法对不同海拔土壤碳矿化差异进行探讨.结果表明:各海拔土壤有机碳矿化速率随着培养时间的推移逐渐降低,且前21 d降低幅度明显高于后21 d,土壤有机碳矿化速率和累积碳矿化量在坡向上和土层中大体呈现出半阴坡高于半阳坡,0-20 cm土层高于20-40 cm土层且差异显著(P 0.05),但在海拔上没有一致变化规律.一级动态方程均能很好地拟合各海拔土壤累积矿化量,各海拔土壤潜在可矿化有机碳量(C_0)、C_0/SOC值均表现出半阴坡高于半阳坡,且都在3 800 m灰化土达到最大,表明在相同的环境温度背景下,半阴坡土壤固碳能力低于半阳坡,且灰化土固碳能力最弱.各海拔土壤活性有机碳含量占总有机碳含量比例呈现出半阴坡大于半阳坡,说明与半阳坡相比半阴坡土壤有机碳质量更高.除3 800 m灰化土以外,土壤有机碳、活性碳含量均表现0-20 cm土层高于20-40 cm土层且差异显著(P 0.05).土壤碳矿化速率、累积矿化量与土壤有机碳、活性碳显著相关,且活性碳更能直接影响有机碳矿化.综上所述,高寒地区阴阳坡土壤有机碳矿化存在差异,阴坡有机碳矿化量高于阳坡.(图2表4参33)     

围湖造田不同土地利用方式土壤有机碳和易氧化碳

围湖造田是我国20世纪50年代后期开始大量出现的与水争地的人类干扰活动。以太湖流域肖甸湖区为试验地,测定分析了该围湖造田区香樟（Cinnamomum camphora）林、水杉（Metasequoia glyptostroboides）林、毛竹（Phyllostachys heterocycla）林和农田4种不同典型土地利用方式35年后0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土壤有机碳和易氧化碳含量的差异,以及土壤易氧化碳的季节动态。结果表明：表层（0～10 cm）土壤有机碳含量林地显著高于农田,阔叶林高于针叶林。土壤易氧化碳含量随季节与土层深度的变化而变化,香樟林与毛竹林春夏季节大于冬季,水杉林与农田季节波动较平缓。4种土地利用方式下土壤有机碳和易氧化碳均随土层增加含量递减。与围湖地区内的溪流底泥相比,林地与农田表层土壤有机碳含量均有明显增加;与旱地发育的植被土壤相比,围湖后的土壤有机碳含量较低,易氧化碳含量较高,土壤有机碳稳定性较差。围湖造田作为人类对自然生态系统的一种干扰方式,显著改变了原有生态系统的碳循环特征,因此在研究全球碳循环中,围湖造田对生态系统碳循环的影响应该给予充分考虑。     

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。     

中国水稻土有机和无机碳的空间分布特征

农业土壤碳库对陆地生态系统碳循环的研究具有重要意义。水稻土是中国主要的耕作土壤,在土壤碳固定研究中具有现实意义。文章根据最近建成的中国1∶100万数字化土壤图和全国1490个水稻土剖面数据,估算我国水稻土碳密度和储量,并进一步分亚类和区域研究了水稻土碳库的分布特征。结果表明,中国水稻土面积为45.69×104km2,占我国土壤总面积的4.92%。中国水稻土无机碳的分布面积为5.93×104km2,仅占水稻土总面积的13%。水稻土碳密度具有高度的空间变异性,水稻土剖面0~100cm有机碳密度介于0.53kg·m-2~446.2kg·m-2之间,无机碳密度介于0.05kg·m-2~90.03kg·m-2。水稻土表层0~20cm有机碳密度介于0.17kg·m-2~55.38kg·m-2之间,无机碳密度介于0.01kg·m-2~21.85kg·m-2。中国水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm碳总储量分别为5.39Pg和1.79Pg。水稻土碳储量以有机碳为主,约占水稻土碳总储量的95%,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm有机碳储量分别为5.09Pg和1.72Pg。水稻土无机碳储量较低,仅占水稻土碳总储量的5%左右,水稻土剖面0~100cm和表层0~20cm无机碳储量分别为0.30Pg和0.07Pg。     

冻融作用下盐碱水田土壤含水率和氮素对有机碳影响研究

选择吉林西部前郭县盐碱水田土壤,进行实验室模拟冻融实验：以-5℃冻结1 d、5℃消融1 d作为1次冻融循环,揭示不同含水率和含氮量处理条件下土壤有机碳（SOC）的变化规律。结果表明,土壤含水率和含氮量是影响SOC含量的2个重要因素,冻融次数、土壤含水率、土壤含氮量以及冻融次数和土壤含水率、冻融次数和土壤含氮量的交互作用对盐碱水田SOC含量的影响显著（P〈0.05）。在1~3次冻融循环过程中,SOC含量明显降低,随着循环次数的增加,SOC含量降低速度减缓;适量的氮素和较低的含水率有利于SOC的稳定,初始含水率为50%的SOC含量明显低于含水率30%和40%的土壤,加入20%硝酸铵的SOC含量明显低于对照组和加入10%硝酸铵的土壤。研究结果对深入研究季节冻土区冻融期盐碱水田SOC变化规律,评估全年候SOC储量有重要意义。     

长江口芦苇湿地土壤酶活性对长期模拟升温的响应

为促进气候变暖情景下长江口芦苇湿地可持续管理,以长江口崇明东滩芦苇湿地为对象,采用开顶室生长箱(Open top chamber,OTC)原位模拟大气温度升高,在升温的第8年研究芦苇湿地0-10 cm、10-20 cm土层5种重要土壤酶(蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶)活性对长期模拟升温的响应.结果显示:长达8年的连续升温显著提高了0-20 cm土层的土壤酶活性,0-10 cm土层蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性分别增加71.9%、84.7%、41.8%、105.7%和18.9%,10-20 cm土层分别提高38.0%、92.6%、46.2%、87.7%和34.0%.升温与季节、土壤深度的交互作用对土壤酶活性影响显著.春季(4月)0-10 cm土层蔗糖酶活性显著提高,但这一土层酸性磷酸酶、中性磷酸酶和碱性磷酸酶活性显著降低;夏季(7月)各土层的蔗糖酶、脲酶和中性磷酸酶活性显著提高;秋季(10月)各土层的5种土壤酶活性也显著提高;冬季(12月)各土层的5种土壤酶活性没有显著变化.相关分析表明,土壤蔗糖酶、中性磷酸酶与土壤温度呈显著正相关,5种土壤酶活性均与土壤有机碳呈显著正相关,土壤蔗糖酶、酸性磷酸酶和碱性磷酸酶与总磷也呈显著正相关.综上表明,长期模拟升温能显著地改变长江口崇明东滩芦苇湿地土壤酶活性,进而可能影响这一地区的生态系统养分循环.     

祁连山中部土壤颗粒组分有机质碳含量及其与海拔和植被的关系

调查分析了祁连山中段不同海拔土壤颗粒有机碳及其与植被的关系.结果显示,土壤颗粒组分比例在0～15 cm和15～35cm土层随海拔升高而呈现下降趋势(P>0.2);土壤颗粒有机碳比例在0～15 cm土层随海拔升高也呈现下降趋势(P≤0.001).土壤颗粒组分比例0～15 cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m、15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 500 m及半阴坡2 200和2 800 m处较高;土壤颗粒有机碳比例0～15 cm土层在阴坡3 000 m和3 200 m、半阴坡2 200 m和2 800 m,以及15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 500 m、阳坡3 300 m和3 500 m处较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳和颗粒组分碳含量随海拔升高变化不显著(P<0.9).土壤颗粒有机碳含量0～15cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m、15～35 cm土层在阴坡3 000 m～3 500 m及阳坡3 300m处较高;土壤颗粒组分碳含量0～15 cm土层在阴坡3 000 m～3 400 m和阳坡3 300 m,以及15～35 cm土层在阴坡3 200 m和3 400 m及阳坡3 300 m处较高.土壤颗粒组分比例0～15 cm土层在森林和灌丛草甸中较高;15～35 cm土层在森林、灌丛草甸和干旱草原中较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳比例0～15 cm土层在荒漠草原和干旱草原,以及15～30 cm土层在森林和灌丛草甸中较高(P<0.05).土壤颗粒组分碳含量0～15 cm和15～35 cm土层在森林和灌丛草甸中较高(P<0.05).土壤颗粒有机碳含量0～15cm和15～35cm土层在森林中最高(P<0.05).土壤颗粒组分碳含量和颗粒有机碳含量与土壤有机碳含量有显著的正相关性(P<0.001),土壤颗粒有机碳含量与颗粒组分碳含量也有显著的正相关性(P<0.001),土壤颗粒组分比例与有机碳含量相关性不显著(P=0.15),土壤颗粒有机碳含量与颗粒组分比例有显著正相关性(P<0.005).结果说明祁连山中部北坡土壤有机碳稳定性受植被和海拔共同影响,荒漠草原和干旱草原表层土壤有机碳稳定性较低,森林和灌丛草甸土壤中非保护性碳含量较高.     

大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响

区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义。采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响。结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林针阔混交林阔叶混交林针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林;Cody指数表现为落叶林针阔混交林针阔混交林针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林阔叶混交林针阔混交林落叶林。土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0~20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24%、31.61%、31.70%、32.39%。相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数。双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P0.05)。综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用。     

不同母岩区马尾松人工林土壤酶活性及微生物学性质研究

红壤丘陵区马尾松人工林对土壤性质有重要影响。研究马尾松长期种植对该区主要母岩（花岗岩、第四纪红黏土和红砂岩）发育土壤酶活性及微生物学性质的影响。微生物性质结果显示,土壤微生物生物量碳氮在花岗岩区较高,但有机碳在第四纪红黏土区矿化相对强烈;0～20 cm土层,花岗岩区和红砂岩区土壤有机碳相对趋向累积,而20～40 cm土层,第四纪红黏土区土壤有机碳相对累积;花岗岩区林地土壤微生物群落相对稳定,且0～20 cm层土壤微生物群落真菌较多。转化酶活性和脲酶活性在花岗岩和第四纪红黏土区较高;酸性磷酸酶活性在第四纪红黏土区显著较高;各母岩区土壤多酚氧化酶活性无显著性差异;过氧化氢酶活性在花岗岩区显著较高;因此,在马尾松与土壤长期作用下,花岗岩区土壤微生物群落稳定性,生化强度较高,相对适宜马尾松林种植。