氮沉降形态对西南岩溶区森林土壤有效磷来源的影响

森林生态系统氮和磷之间具有密切的耦合关系,阐明氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响,对推动全球环境变化条件下岩溶区退化森林植被恢复具有重要意义。以广西桂林岩溶区典型森林为研究对象,在野外模拟不同形态氮沉降(无氮沉降(CK)、氧化态氮沉降(Oxi)、还原态氮沉降(Red)和氧化还原态氮沉降(RO)),在模拟氮沉降1.5a后通过连续监测各季节凋落物、植物根系和雨水磷输入量,结合土壤全磷和有效磷的季节变化特征,探究氮沉降形态对中国西南岩溶区森林土壤有效磷不同来源的影响。结果表明：Oxi和Red处理显著提高了土壤有效磷含量,而RO处理对土壤有效磷含量的影响因季节不同而存在差异,所有氮沉降处理对土壤全磷含量的影响均不显著;CK处理凋落物磷年输入量为10.64kg·hm^-2,植物根系磷年输入量为12.65 kg·hm^-2,雨水磷年输入量为0.78 kg·hm^-2;所有氮沉降处理均显著增加了凋落物磷年输入量,而Oxi和Red处理均显著降低了植物根系磷年输入量,RO处理对植物根系磷年输入量没有显著影响。结构方程模型表明...     

川西亚高山森林土壤有机层碳、氮、磷储量特征

同步研究了川西亚高山云杉林、冷杉林和白桦林生态系统土壤有机层(OL)和矿质层(MS)的有机碳、全氮及全磷储量特征.所有土壤剖面上的有机碳和易氧化有机碳含量均随土壤深度增加而降低,即未分解层<半分解层<完全分解层<腐殖质层<淀积层<母质层.云杉林、冷杉林和白桦林土壤有机层的有机碳储量分别为29.38(±1.28)thm-2、22.70(±1.20)thm-2和8.63(±0.95)thm-2,矿质土壤中分别为17.84(±1.92)thm-2、19.74(±1.76)thm-2和14.92(±1.64)thm-2.冷杉林和白桦林土壤剖面上的全氮和全磷含量大小顺序为半分解层<完全分解层<腐殖质层,但腐殖质层>淀积层>母质层.云杉林、冷杉林、白桦林土壤有机层的全氮储量分别为0.85(±0.11)thm-2、0.68(±0.06)thm-2和(0.36±0.03)thm-2,全磷储量分别为0.29(±0.03)thm-2、0.22(±0.03)thm-2和0.06(±0.02)thm-2.图2表2参22     

降水变化、氮添加对鼎湖山主要森林土壤有机碳矿化和土壤微生物碳的影响

全球变化对土壤有机碳(SOC)存贮与分解的影响在全球碳(C)循环中具有重要地位.分别通过室内土壤培养法和氯仿熏蒸法,研究了降水变化和氮(N)添加处理对鼎湖山3种不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松针叶林SOC矿化和土壤微生物量碳(SMBC)的影响.结果表明:1)降水量增加能够提高森林演替晚期SOC累积矿化量和矿化速率,而对森林演替早期SOC累积矿化量和矿化速率没有显著影响(P>0.05).2)干旱条件(降水量减少)降低森林SMBC含量,且在鼎湖山季风林表层土壤(0～10 cm)中SMBC的减少达到显著水平(P<0.05).3)N添加处理对鼎湖山3种森林类型SOC累积矿化量、矿化速率以及SMBC都没有显著影响(P>0.05).未来关于SOC矿化对全球变化响应的研究,要综合考虑土壤有机质质量、C/N比例、外源性氮输入等因素的作用.图4表2参37     

低碳条件下土壤微生物量磷对加入无机磷的响应

土壤微生物量磷是土壤有效磷的“源”和“库”,其变化幅度很大,受多种因素影响。采用室内培养的方法,向土壤中加入不同量KH2PO4,分析在土壤有机碳供应不充足条件下土壤微生物量磷对外加无机磷的响应,探讨影响土壤微生物量磷的因素,为提高土壤磷素有效性提供理论依据。结果表明,在土壤有机碳供应不充足的条件下,加入的无机磷对土壤微生物量碳无明显影响,但可显著增加土壤微生物量磷和微生物含磷量,随着无机磷加入量的增加,土壤微生物量磷和微生物含磷量增加幅度增加。土壤微生物量磷及微生物含磷量与土壤有效磷之间成显著直线相关,土壤有效磷每提高1个单位,土壤微生物量磷增加0.22个单位,土壤微生物含磷量增加0.73个单位。     

鼎湖山森林演替序列水文过程中总有机碳(TOC)变化规律及其对土壤碳平衡的贡献

森林水文过程中的总有机碳转运对土壤有机碳平衡起着重要的作用,但我们对于水文过程对碳平衡的贡献机理所知甚少.本研究针对鼎湖山季风常绿阔叶林演替序列不同森林生态系统(马尾松林、针阔混交林和季风常绿阔叶林(简称季风林))的大气降水、穿透水、树干流、凋落物淋洗水以及地表径流中的总有机碳(TOC)进行了三年(2002年4月-2005年5月)观测,以此来分析水文学过程中TOC的变化规律和水文学过程对不同成熟度森林生态系统土壤有机碳积累的贡献.每场雨后进行水样的采集,采集的水样装入棕色玻璃瓶中,加硫酸至pH值小于2,放置于实验室冰箱冷藏待测.TOC用日本岛津公司生产的5000A型TOC-V分析仪测定.研究结果及推论如下:鼎湖山森林水文学过程中TOC浓度和总量变化呈现规律性的变化.大气降水中的TOC浓度和总量分别为(3.65±0.59)mg·L~(-1)和51.8104 kg·hm~(-2)·a~(-1),大气降水是鼎湖山森林生态系统水文循环过程中TOC的主要来源.穿透水(DTF)中TOC浓度和总量均为:松林>混交林>季风林,其中季风林TOC浓度显著低于其他两种林型.松林树干流的TOC浓度显著高于混交林和季风林.凋落物淋洗水TOC浓度和总量大小依次均为:松林>混交林>季风林,且三林型间存在显著差异(p<0.05).径流中TOC浓度和总量均较小,且无明显差异.在湿季5月份,穿透水、树干流、凋落物淋洗水的TOC浓度呈现下降趋势.干季(10月)开始以后,穿透水、树干流、凋落物淋洗水中的TOC浓度又逐步回升.地表径流中TOC浓度干湿季变化趋势不明显.干季中各水文学分量TOC浓度大于湿季,但TOC总量呈现相反趋势.在森林水文学过程中,凋落物淋洗水所携带的有机碳量是土壤有机碳输入的最大项,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为246.983 kg·hm~(-2)·a~(-1),255.187kg·hm~(-2)·a~(-1)和261.876kg·hm~(-2)·a~(-1);其次是直接到达土壤表面的穿透水,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为28.152kg·hm~(-2)·a~(-1),37.410kg·hm~(-2)·a~(-1)和43.176kg·hm~(-2)·a~(-1);树干流中有机碳浓度虽高,但总量很微小,季风林、混交林、松林中TOC总量分别为4.663kg·hm~(-2)·a~(-1),5.910kg·hm~(-2)·a~(-1)和4.566kg·hm~(-2)·a~(-1),所以对土壤有机碳收入贡献不大.径流所携带的TOC总量很小,季风林、混交林、松林中分别为8.707kg·hm~(-2)·a~(-1),9.318kg·hm~(-2)·a~(-1),7.220kg·hm~(-2)·a~(-1).由此可知,水文过程输入土壤的TOC总量远大于径流所带走的TOC总量,导致了水文过程中的TOC存留在土壤中,对土壤有机碳(SOC)的积累起着重要作用.季风林、混交林和马尾松林土壤每年通过水文学过程净输入的有机碳量分别为(27.1+1.65)g·m~(-2),(28.9±2.79)g·m~(-2)和(30.2±2.65)g·m~(-2).水文学过程中的这部分有机碳由于占总有机碳比例较小往往被忽视,但是正是由于水分在土壤中的下渗使得有机碳的分布趋于均匀,这将更加利于SOC的积累和保存.     

基于奶牛饲料氮和磷摄入量的粪尿氮和磷排出量估算

通过监测规模化奶牛场夏、冬两季奶牛氮、磷摄入量与排出量,分析两者之间的相关性,建立估算模型,以估算夏、冬两季奶牛场氮、磷排放量。结果表明,冬、夏两季每头成年奶牛每日粪、尿平均排出量分别为31.14和13.90 kg。泌乳牛夏、冬两季通过粪、尿排出的氮、磷总量分别为270.71和66.67 g·d-1,比干乳牛分别高16.4%和19.2%,比育成牛分别高150.7%和174.0%。不同生理阶段奶牛每日通过饲料摄入的氮、磷总量差异显著(P0.05),从高到低依次为泌乳牛、干乳牛和育成牛。每日通过粪、尿排出的氮、磷总量差异也达显著水平(P0.05),而且奶牛通过粪、尿排出的氮、磷占氮、磷摄入量的50%以上;夏、冬两季奶牛粪、尿、奶中氮、磷排出量与通过饲料摄入的氮、磷含量呈显著正相关关系,可利用拟合的回归方程建立基于奶牛饲料氮、磷摄入量的粪、尿中氮、磷排出量的估算模型,该模型可为奶牛场粪便管理及污染防治等工作提供参考。     

有机酸对不同磷源条件下土壤无机磷形态的影响

土壤有效磷含量低是影响作物生产的重要限制因素之一.作物根分泌活化难溶性磷的有机酸对改善其磷素营养具有重要意义.采用张守敬和Jackson无机磷分级方法,以湖北省武昌土为材料,加入不同磷源和有机酸,经室温培养后,测定速效磷含量和无机磷组分.结果表明,有机酸引起速效磷含量增多,除苹果酸处理的变化较小外,草酸和柠檬酸的加入使土壤中速效磷显著增加.供试有机酸均使土壤铝磷(Al-P)含量下降,钙磷(Ca-P)含量上升,变幅大小依次为草酸处理>柠檬酸处理>苹果酸处理;有机酸活化的磷主要来源于土壤中Al-P和铁磷(Fe-P)中的磷,同时有机酸能够促进土壤中闭蓄态磷(O-P)的形成与积累.图1表3参30     

无机氮和有机氮对水培番茄幼苗碳水化合物积累及氮素吸收的影响

采用2个番茄品种(申粉918、沪樱932),以营养液设置相同氮浓度(3.0 mmol/L,以N计)的NH4 -N、NO3-N、Gly-N三个处理,探讨无机氮(NH4 -N、NO3-N)和有机氮(Gly-N)对番茄幼苗生长、碳水化合物的积累及氮素吸收的影响.结果表明,在无机氮和有机氮存在的营养介质中,NH4 -N、Gly-N对番茄幼苗的生长有明显的抑制作用,对根系尤甚;与NO3-N处理相比,Gly-N、NH4 -N处理均显著提高了叶片可溶性糖、叶片和根系游离氨基酸含量以及各器官氮素含量,降低了叶片淀粉含量、各器官氮素积累量,而Gly-N处理的根系可溶性糖、淀粉含量升高;番茄幼苗基因型差异是否表现与氮素形态有关,以植株根系干重为指标的基因型差异在供应NO3-N时不表现;沪樱932的生长显著优于申粉918;不同品种对有机氮的吸收利用能力不同.     

海拔、坡向对川西高山灌丛草甸土壤氮、磷分布的影响

土壤氮(N)、磷(P)是植被生长、发育过程中最重要的养分元素,对生态系统的稳定和植被资源利用的可持续发展有重要意义.为了解川西高山灌丛草甸土壤氮、磷组分的分布状况,对3个海拔梯度(3800 m、4000 m、4200 m)和两个坡向(半阴坡和半阳坡)下的土壤氮、磷组分及土壤理化性质进行研究.结果 表明:研究区土壤全氮含...     

海拔梯度模拟气候变暖对高山森林土壤微生物生物量碳氮磷的影响

土壤微生物生物量在陆地生态系统碳氮磷循环中起着重要作用,是森林生态系统物质循环和能量流动的重要组成部分.以青藏高原东缘的川西高山森林土壤为研究对象,将暗针叶林土壤(3 900 m)沿海拔上移到高山林线(4 000 m),模拟气候变暖对土壤有机层和矿质土壤层微生物生物量的影响.结果表明,海拔上升导致土壤温度升高,但增温并未对雪被期高山森林土壤微生物生物量及其比值产生显著影响.方差分析表明,土壤层次对微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)影响都极显著(P0.01),对MBC/MBN、MBN/MBP影响显著(P0.05),雪被不同时期对MBN、MBP、MBC/MBN、MBC/MBP、MBN/MBP影响极显著(P0.01);相关分析表明,MBC、MBN、MBP与土壤温度和土壤湿度呈现显著正相关(P0.05);MBN、MBP与冻融次数之间呈现极显著正相关(P0.01);MBC/MBN、MBN/MBP、MBC/MBP与温度和雪被厚度呈现极显著正相关(P0.01).从长远来看,未来气候变暖对高山森林生态系统碳氮磷平衡的影响将取决于土壤微生物生物量和群落结构对这些环境因子的响应和反馈.     

Processes Influencing Dissolved Organic Nitrogen, Phosphorus and Sulphur in Soils

The influence of different plant and soil processes on the concentrations of soluble organic forms of carbon, nitrogen, phosphorus and sulphur in soil and drainage waters is reviewed. Current knowledge about soluble organic matter is restricted mainly to dissolved organic carbon. Comparable information about soluble organic nitrogen, phosphorus and sulphur in processes such as eutrophication, plant uptake and decomposition is limited. Data are presented to highlight the potential sources of soluble organic components together with a discussion of their likely fate within the soil profile. the implications of changes in land use and management practices on dissolved organic matter are discussed.     

氮磷营养盐因子对缘管浒苔生长、叶绿素荧光特性和氮磷富集的影响

为探讨大型海藻缘管浒苔(Ulva linza)对氮、磷加富的生理响应及其机制,分析了氮、磷浓度变化对藻体相对生长速率(Rr.g),氮、磷富集,叶绿素(Chl)含量,类胡萝卜素(Car)含量,色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)以及叶绿素荧光参数的影响.结果表明,在30μmol·L-1P浓度不变条件下,随着N浓度的增加,藻体P含量持续降低,而其Rr、g、N含量、Chl含量、Car含量、色素比值(Chl a/Chl b、Chl/Car)和叶绿素荧光参数均逐渐上升,N3处理(500μmol· L-1 N)缘管浒苔Rr.g和叶绿素荧光参数均达到最大值,N4处理(1 000 μmol·L-1)缘管浒苔Chl含量、Car含量和Chl a/Chl b比值均达到最大值.在500 μmol·L-1N浓度不变条件下,依次增加P浓度,缘管浒苔Rr,g没有显著差异,N含量没有显著变化,而P含量则呈明显上升趋势,其他指标变化幅度小.综上所述,与P相比,N的变化对缘管浒苔生长、光合色素和光合作用的影响更明显,在N浓度为500 μmol·L-1、P浓度为30 μmol ·L-1、N/P比值为16.67条件下,藻体生长最佳.当水体富营养化加剧时,缘管浒苔富集氮、磷的能力持续上升.     

冻融对湿地土壤可溶性碳、氮和氮矿化的影响

通过室内模拟试验,研究了不同冻融循环过程(-5-5℃或-25-5 ℃)对沼泽湿地土壤可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)以及土壤有机氮矿化过程的影响.结果表明,随着冻融次数的增加,土壤DOC和DON含量呈先增加后降低趋势,土壤DOC含量在冻融1次(-5-5 ℃或-25-5 ℃冻融循环处理)后达最大值,而土壤DON分别在冻融2次(-5-5 ℃冻融循环处理)和4次(-25-5 ℃冻融循环处理)后达最大值.这说明在短期内冻融交替对土壤DOC和DON含量的影响较明显.冻结温度和冻融次数显著影响土壤有机氮矿化过程,且-25-5 ℃冻融循环比-5-5 ℃冻融循环矿化累积量高.冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤有效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,对维持湿地生态系统稳定具有重要意义.     

A study on the Spatial Distribution of Nitrogen and Phosphorus Balance, and Regional Nitrogen Flow Through Crop Production

The spatial distribution patterns of the nitrogen and phosphorus input/intake amounts in crop production within two small basins are examined, based upon a cropping unit distribution map that is obtained from remote sensing data analysis. Firstly, we examine the availability and suitability of approaches to the spatial distribution analysis of cultivation patterns classified from material flow characteristics of crop production using seasonal remote-sensing data. Secondly, material flow units in crop production are grouped according to the cultivation patterns obtained from the remote-sensing data analysis. Consequently, the spatial patterns of the amounts of both nitrogen and phosphorus inputs/intakes through crop production on farmland are examined and their spatial distribution maps are prepared according to the material flow units. In addition, we developed a nitrogen flow and runoff model and the model is simulated based on the examination of the results of spatial distribution patterns of the material flow units. The annual nitrogen runoff from small catchments, where various crops are cultivated, varies from 2.7 kg ha^–1 year^–1 to 108 kg ha^–1 year^–1 and the annual balanced losses of nitrogen in small catchments varied from –30 kg ha^–1 year^–1 to 101 kg ha^–1 year^–1. Also, the monthly changes in soil nitrogen of each material flow unit is estimated at –55 kg ha^–1 as a maximum decrease and 114 kg ha^–1 as a maximum increase. These results indicate that the spatial distribution patterns of nutrient input and intake through agricultural activities should be considered when analyzing the material flows and nutritient movement in soil–water systems in rural areas for watershed environmental control and regional agricultural management.     

蔬菜地土壤有效态重金属提取方法的比较

实地采集土壤进行盆栽试验,研究用5种提取剂提取的土壤有效态重金属含量与大白菜吸收量间的关系。结果表明,采用化学提取方法测得的可提取态重金属含量比重金属总量更能有效预测大白菜吸收的重金属量,并以CaC l2和NH4OAc 2种提取剂最为有效。将土壤重金属总量与pH值2项指标结合起来考虑可较好地预测大白菜对土壤重金属的吸收。