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。     

岷江上游干旱河谷典型阳坡海拔梯度上土壤水分动态

结合气象观察和土壤质地的分析，监测和研究了岷江上游干旱河谷茂县段典型阳坡土壤水分动态．结果表明：1．土壤水分的季节变化可分为土壤水分亏缺期、土壤水分补偿期和土壤水分消退期．2．土壤含水量在旱季随土层深度的增加呈升高趋势，雨季中期出现相反的变化趋势，据变异系数可将土壤剖面分为剧变层、渐变层和相对稳定层．3．相同土层深度含水量随海拔高度的增加先升高后降低．4．降雨和土壤特性是影响岷江上游干旱河谷土壤水分的主要因素：降雨量与0～100cm土层平均含水量的相关系数达到极显著水平，降雨对土壤含水量的影响随土层深度增加而减弱；大于10mm的降雨对土壤水分的补充作用明显，气温及蒸发量较低时，连续的小于10mm的降雨对土壤水分也有一定补充作用，降水可到达50cm土层深度．以沙质粘壤土为主的土壤含水量远高于以砂壤土为主的土壤含水量．岷江上游干旱河谷造林时间在4月为宜，以沙壤土为主的地段穴深在45～60cm较好，以沙质粘壤土为主的地段穴深在60—70cm比较适宜．图3表3参15     

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。     

尾巨桉不同连栽代数林地土壤水文-物理性质的研究

土壤水文-物理性质是森林生态系统水文生态功能研究的重要组成部分,但对于巨尾桉人工林不同连栽代数水文_物理性质的研究少见报导。本文于2001—2005年在广西东门林场尾巨桉不同连栽代数(1,2,3代)人工林中进行土壤水文-物理性质的测定。结果表明:①不同代数土壤容重均随土层深度的增加而递增,其递增量为0.0060～0.2804g·cm-3;造林后的土壤容重一般比造林前小0.0043～0.3148g·cm-3;相同土层的多年平均容重显示出3代>1代>2代,但差异不显著。②不同代数土壤总孔隙度的多年平均值一般随土层深度的增加而递减;造林后土壤总孔隙度随林龄增加有所递减;总孔隙度平均值显示出2和1代略大于3代的规律。③造林后的第4年,不同代数土壤持水量(最大、毛管、田间)比造林前有所增加,以后一般随林龄的增加有所递减;1m土层贮水量的多年平均值变动在833.2～1100.8t·hm-2之间,显示出3代大于1和2代的规律。④不同代数土壤通气度的多年平均值变动在12.5%～24.0%之间,并随土层深度的增加而降低;相同层次土壤通气度随着代数增加而减小。     

土壤酶活性对沙地樟子松人工林衰退的响应

采用时空互代法对辽宁省章古台地区10—60 a林龄的典型沙地樟子松人工林标准地土壤酶活性进行了测定,分析了土壤酶活性在时间(不同林龄)、空间(不同土层深度)的变化规律,及养分指标与土壤酶活性的关系,为分析樟子松人工林土壤退化问题及本研究区域土壤酶的后续研究提供参考.结果表明,该区域樟子松人工林土壤蔗糖酶和蛋白酶活性随林分年龄的增长而增高;土壤磷酸酶和过氧化氢酶活性先增高后降低趋势,在30 a林龄时分别达到最高值;土壤脲酶活性随林分年龄的增长呈先降低,30 a后保持稳定的趋势.5种土壤酶活性均随土层的加深而降低,且表层土壤酶活性显著高于20 cm以下土层土壤酶活性.随林龄和土层的递增,土壤酶指数与理化指标的变化趋势相似,说明土壤理化性状对土壤酶活性高低起重要作用.相关性分析表明,各土壤酶活性与养分因子间呈极显著相关,可用其表征林地土壤肥力状况.综上所述,可以从改善林地土壤理化性状入手,减缓樟子松人工林的提前衰退,而评价该区域林地土壤综合质量可采用测取土壤酶活性的方法.     

半干旱地区环境因子与果园表层土壤水溶性Na~+累积的关系

综合环境因素影响下土壤中钠的迁移和累积是阐明土壤次生盐渍化演替规律的重要内容之一.本研究以甘肃省秦安县兴国镇郑川村的3个有代表性的盐渍化果园为研究对象.通过对苹果(Malus pumila Mill.)树生长危害期(4-8月)的环境因子(果园近地面空气温度、相对湿度、潜在蒸发量、降雨量、土温、土壤水分)进行定点定位监测以及果园土壤表层不同土层水溶性Na+的定期采样分析,利用相关和回归分析的方法,研究了半干旱地区果园表层土壤水溶性Na+与环境因子的关系.结果表明,气温升高有利于表层不同土层水溶性Na+的累积,空气相对湿度增大能抑制表层不同土层土壤水溶性Na+的累积.不同土层水溶性Na+的含量与土温呈正相关关系,与0～2 cm、2～5 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm土层土壤水分含量呈负相关关系,与5～10 cm土层土壤水分含量呈正相关关系.水分亏值分别与0～2 cm、2～5 cm、10～15 cm、15～20 cm、20～25 cm土层水溶性Na+的含量呈正相关关系.与5～10 cm土层水溶性Na+的含量呈负相关关系,并科学的提出表层土壤5～10 cm土层是水溶性Na+对环境因子(蒸发量与降雨量)反应的灵敏层.     

晋西黄土区土地利用类型对阳坡土壤水分特征的影响

土壤水分是黄土区植被恢复建设过程中的主要限制因素,但不同土地利用下阳坡坡面土壤水分变化研究较少.以晋西黄土区土桥沟小流域为研究区,选取刺槐林、油松林、荒草地和梯田退耕地4种不同土地利用类型阳坡坡面为研究对象,用TDR土壤水分测量仪,以20 cm为间隔,测量阳坡各监测点0-200 cm土层土壤水分,并进行数理统计分析.结果表明:(1)观测期内,同一月份不同土地利用和同一土地利用不同月份阳坡土壤含水量差异显著(P 0.05),梯田退耕地各月土壤含水量较高,各土地利用类型10月份土壤平均含水量最高,6月份最低.(2)不同土地利用下阳坡土壤含水量均在0-100 cm土层变化较大,60 cm附近土壤含水量最高,随深度增加,变化趋势逐渐减弱,最终达到稳定状态,在观测范围内呈"S"状分布.(3)不同土地利用下阳坡坡面土壤水分活动层划分范围不同,刺槐林活跃层为0-80 cm,其深度范围大于其他3种土地利用类型,荒草地次活跃层深度范围最大为0-100 cm,此外,4种土地利用类型下,100-200 cm土层均为相对稳定层.(4)阳坡不同土地利用下土壤水分季节变异系数随土层深度增加先变大后减小,其中土壤水分季节变异系数均在土层40 cm处最大,140 cm左右开始趋于稳定.综上所述,阳坡不同土地利用类型下,土壤水分时空变化、土壤剖面活动层划分和土壤水分季节变异特征均呈现不同变化特征,结果可为黄土区阳坡植被恢复建设,土地与水资源有效利用提供理论依据.(图3表2参26)     

模拟增温对青海省玉树州称多县高寒草甸土壤水分的影响研究

三江源区具有重要的水源涵养功能,该区土壤水分的时空分布和变化对当地及周边地区的生态系统和气候调节有重要意义。为了解未来三江源草地土壤生态系统变化趋势,探究土壤温度和水分对模拟增温的响应规律,利用温湿度自动记录仪实时监测记录,分析了青海省玉树州称多县高寒草甸模拟增温条件下土壤温度和土壤水分的变化规律及冻融转换期土壤温度和水分的相关性。结果表明,(1)模拟增温条件下,0—5 cm和15—30 cm土层的土壤温度分别增加了2.50℃和1.36℃,对表层土壤(0—15 cm)的增温效果更加明显,且增温改变了不同土层解冻期和冻结期的长度。(2)0—15 cm和15—30 cm土层的土壤水分分别增加了0.07%和0.09%,15—30 cm土层的土壤水分的增幅大于0—15 cm土层,并且呈现出生长季变化波动大、非生长季变化波动小的规律。(3)在0—15 cm土层中,冻结期与解冻期,土壤温度和土壤水分均存在正相关关系(P0.01);在15—30 cm土层中,冻结期土壤含水量随着温度的增加呈现显著上升趋势。     

不同退化程度高寒草甸土壤理化性质及酶活性分析

为了探讨不同退化程度高寒草甸的土壤性能的变化以及草甸退化与土壤退化的关系,采用常规测定方法对不同退化程度(原生植被、轻度退化、中度退化、重度退化和黑土滩)高寒草甸的土壤理化性质以及酶活性进行测定,并采用主成分分析对5种不同退化程度高寒草甸的13个土壤特性进行分析及综合评价。结果表明,5种不同程度退化草地的土壤含水量、土壤有机质、全氮、全磷、速效磷和速效钾等指标均表现为0-10 cm土层大于10-20 cm土层。在0-10 cm土层中,随着退化程度的加重,土壤含水量、土壤有机质、全氮以及速磷呈下降趋势,且原生草地和轻度退化草地显著高于中度退化、重度退化和黑土滩(P0.05);在10-20cm土层中,土壤pH值、硝态氮、全钾等含量随退化程度的增加呈上升趋势,土壤含水量、土壤有机质、全氮、铵态氮、全磷、速效磷以及速效钾含量随退化程度的增加呈下降趋势。不同程度退化草地的土壤脲酶随着土层深度的增加而增加,中性磷酸酶和蔗糖酶随着土层深度的增加而减少。脲酶活性在0-10 cm土层随着退化程度的加剧有增加的趋势,而中性磷酸酶和蔗糖酶活性均有降低趋势。在10-20 cm土层中,脲酶活性表现为原生与中度退化显著高于重度退化、轻度退化和黑土滩(P0.05);中性磷酸酶活性是中度退化除与原生草地差异不显著外,与其他草地差异显著(P0.05);轻度退化草地的蔗糖酶活性最高,中度退化草地的蔗糖酶活性显著低于其余4种退化草地(P0.05)。通过主成分分析得知,在0-10 cm土层中,综合评分排列顺序为轻度退化原生重度退化黑土滩中度退化;在10-20 cm土层中,不同退化草地排列顺序为原生轻度退化中度退化黑土滩重度退化。以上结果表明,高寒草甸的退化与土壤的退化关系密切,这为高寒草甸的合理利用和恢复提供了理论依据。     

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.     

辽西北风沙地不同林龄樟子松人工林土壤优先流特征

为揭示沙地樟子松人工林衰退机制,以辽西北风沙地24、38、49a等3种不同林龄樟子松（PinussylvestrisL.var.mongholica）人工林与对照组荒草地为研究对象,采用野外染色示踪的方法研究不同林龄樟子松人工林土壤优先流的形态特征及根系影响。结果表明,不同林龄樟子松人工林的土壤优先流入渗深度在26—38 cm,24、38、49 a樟子松林地与对照样地土壤优先流最大染色深度依次为26.66、32.07、35.38、37.31 cm,优先流入渗深度随着林龄的增长明显加深,缺乏良好土壤结构且干燥的荒草地土壤更容易出现优先流现象。并且入渗深度与土壤自然含水率、土壤有机质的含量关系密切;随着樟子松林林龄的增加,根长密度也增加,染色面积比也增加,其中根系所产生的土壤大孔隙和根系死亡所产生的孔隙有决定性的影响效果;植物根系可以显著影响土壤优先流,且不同根系指标的影响程度不同,其中根长密度对土壤优先流的影响达到显著水平;随着樟子松林龄增长,到一定年限则生长缓慢,甚至会出现早衰现象,不同林龄樟子松林地根系特征指标间差异显著,这也直接影响土壤优先流特征。研究结果可为深入探究辽西北风沙地樟...     

黄土丘陵区降雨、径流、土壤水分的时空分布与利用对策

基于黄土丘陵区的延安燕沟多年监测资料，通过对燕沟流域的降雨、径流、及其不同土地利用方式下土壤水分等时空分布特征分析，明确了黄土丘陵区降雨的时间、空间分布具有显著差异性。降雨量在6～9月相对集中，年际、月际变异大；同时次降雨量、月降雨量均存在显著空间异质性，如降雨量沿燕沟沟道变化及坡向分异。径流特征是降雨及其下垫面特征的综合反映，3月左右由于气温上升，河道解冻，径流量出现小高峰，雨季后2个月出现最大高峰水量。对径流的利用则由于供水／需水时间错位，利用主要集中在枯水季节（4-6月），土壤水资源由于地形、降雨、植被覆盖等的差异性，特别是植被差异性利用，则存在时空异质性。土壤水分在雨季后1-2月在0～150cm形成高值期，150cm以下的土壤恢复缓慢。植被差异利用形成了土壤水分剖面不同：梯田〉草地〉拧条林〉拧条＋五角枫林〉沙棘林〉刺槐林。根据对水资源系统分析，提出了流域水资源开发利用的对策：农作物适雨种植制度；植被空间合理布局；降雨、土壤水、径流三水联合御旱，提高水资源利用效率。     

陕北黄土区陡坡土壤水分变异规律研究

土壤水分是制约陕北黄土区陡坡林草植被建设主要限制因素,深入系统的研究陡坡土壤水分变异规律是科学开展林草植被建设的重要前提。目前,陡坡不同季节、不同坡向、不同坡度的土壤水分变异规律尚未见系统的研究。为此,本研究通过观测陕北黄土区坡面尺度的自然恢复流域陡坡土壤含水量,研究分析了陡坡土壤水分季节变化规律、陡坡土壤水分垂直变化规律,结果表明：（1）陕北黄土区陡坡的土壤水分消耗期、土壤水分积累期、土壤水分消退期和土壤水分稳定期分别对应3-6、7-9、10-11和12月-次年2月;（2）0~120 cm土层中0~60 cm土层土壤含水量变化活跃。土壤水分随着土层深度的增加而增加,且各层间的差异也越来越显著;（3）基于土壤水分的垂直变化规律,陡坡的土壤水分弱利用层、土壤水分利用层、土壤水分调节层分别为0~40、40~60和60~100 cm。（4）在垂直于陡坡坡面方向上,深度大于40~50 cm的土壤层能为植被生长提供良好的土壤水分环境,有利于人工植被建设在陡坡开展。     

山西芦芽山林线附近土壤水分空间分布特征及其影响因素

于2008年植被生长季,在芦芽山荷叶坪亚高山草甸及森林-草甸过渡带内布设观测样带,应用FDR土壤剖面水分测量仪测量10～40 cm深度土壤含水量,并分析其空间分布特征和影响因素。结果表明:(1)根据所处位置及地上植被状况可将样带分为林地样带和草甸样带,林地样带土壤含水量随深度增加呈先升高后降低的变化趋势,草甸样带则恰好相反。(2)10和40 cm深度为土壤含水量稳定层,20和30 cm深度为活跃层,且林地样带10 cm深度土壤含水量小于草甸样带,20、30和40 cm深度土壤含水量则大于草甸样带。(3)降雨发生后,阴坡上部树岛样带土壤含水量增幅最大,阳坡上、中、下部草甸样带土壤含水量增幅也较大;不同土层深度比较而言,10cm深度土壤含水量增幅最大,20、30和40 cm深度土壤含水量增幅较为接近,土壤含水量对降雨的响应存在1～2d的时滞。(4)10、20和30 cm土壤含水量变化值与坡度呈显著正相关,30、40 cm土壤含水量变化值与初始土壤含水量呈显著负相关,20、30 cm土壤含水量变化值与地形湿度指数呈显著负相关。研究区内土壤含水量空间分布格局及其动态变化受植被和降雨影响显著,初始土壤含水量、坡度以及地形湿度指数对其也有一定影响。     

不同造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征

以典型黄土丘陵沟壑区樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)、油松(Pinus tabulaeformis)、山杏(Armeniaca sibirica)、柠条锦鸡儿(Caragana korshinskii)等乔、灌木配置而成的不同造林模式所营造的2 585hm~2人工林生态系统为研究对象,采用经典统计和冗余分析(Redundancy Analysis,RDA)方法对7种造林模式林下草本植物群落和土壤养分特征进行了研究,包括油松纯林-YS、大樟子松纯林(造林苗木规格1.5 m)-DZ、小樟子松纯林(造林苗木规格0.5 m)-XZ、柠条锦鸡儿纯林-NT、柠条锦鸡儿与大樟子松混交林-ND、柠条锦鸡儿与小樟子松混交林-NX、山杏与樟子松混交林-SZ,并以天然保护性草坡(CK)为对照,了解林下草本植物群落与土壤养分之间的关系,为黄土丘陵沟壑区人工林抚育管理提供科学依据。结果表明,(1)NT的草本植物群落3种多样性指数(Shannon-Wiener、Simpson和Pielou均匀度指数分别为43.9%、49.6%和45.3%)低于其他造林模式,混交林造林模式的林下草本植物多样性高于纯林。(2)NX和XZ林地土壤有效钾、有效磷含量相比其他造林模式处于较高水平,不同造林模式下土壤有机质均高于CK,除NT和NX外,其他5种造林模式土壤有机质含量显著高于CK,且存在极显著差异(P0.01)。(3)冗余分析(RDA)结果表明,RDA1轴和RDA2轴共同解释了全部方差的77.68%。综上,7种造林模式林下草本植物多样性及土壤有机质均高于天然保护性草坡,且土壤养分含量差异性主要表现在全氮、有效钾和有机质上。可见,不同造林模式可以提高生态系统植物多样性和土壤养分,但今后的造林工程需要重视不同树种间的合理搭配,以促进区域生态的可持续发展。     

海北高寒草甸返青期土壤温度与水分动态变化

分析青藏高原高寒草甸返青期土壤水分和温度的变化以及相互关系是理解高寒草甸生态系统变化的重要基础。为明晰青藏高原祁连山东部高寒草甸返青期的土壤温度与水分变化规律,选择祁连山东部海北高寒草甸为试验区,以实地测试与方差、相关及回归分析相结合的方法研究了海北高寒草甸返青期土壤分层水分和温度的动态变化。结果表明:(1)观测期内,高寒草甸整个返青期表层0 cm及地表以下5、15、30、60和120 cm土壤各层平均温度分别为10.47、4.11、3.28、1.76、0.80和0.51℃,表层0 cm地温受气温变化影响最为显著;返青早期各层土壤温度均稳定于0℃左右,返青中期各层土壤温度迅速增加,返青中后期自上而下不同土壤层温度逐渐降低;(2)表层、中层和深层土壤平均含水量分别为17.3%、20.6%和20.9%,中层和深层土壤水分含量较小;表层土壤含水量波动剧烈,在整个返青期呈逐渐下降趋势,中层和深层土壤含水量连续增加,波动范围小;(3)高寒草甸土层0~15 cm的土壤体积含水量与土壤温度呈显著负相关,随土壤平均温度增加,土壤体积含水量逐渐降低;15~30、30~45和45~60 cm较深层土壤含水量与土壤平均温度呈显著正相关,随土壤深度增加其相关性也随之增强。该研究可为理解青藏高原高寒草甸生态系统的变化规律和变化过程提供参考依据,对高寒草甸的保护及可持续利用也具有重要意义。     

三江源区退化高寒草甸浅层土壤冻融作用特征

在三江源区退化高寒草甸设置研究样地,通过野外连续观测,利用不同退化程度草地、不同土层一个完整冻融周期的土壤温度数据,探讨退化高寒草甸浅层土壤冻结和消融的发生时间、土壤温度的时空变化以及土壤温度与气温的相关性等规律。结果表明:在一个冻融周期内,退化高寒草甸土壤冻结至消融历时179～196 d,土温总体呈近似正弦曲线的变化趋势;随着退化程度的加剧,0～40 cm各土层土壤更早冻结和消融,与未退化草地相比,重度退化草地各土层冻结、消融起始日期分别提前7～23和18～38 d,土壤冻结锋面自地表向较深土层下移速度更快,土温梯度和变化速率更大,土壤更易升温和降温;从未退化到重度退化,土温对气温的响应增强,各土层土温与气温的相关系数分别为0.646～0.876、0.751～0.901、0.821～0.930和0.854～0.951;9月和3月是不同土层土温的过渡交替期。在退化高寒草甸研究样地,退化程度、土层深度和气温是影响浅层土壤冻融过程的因素,由退化导致的土壤冻融作用特征的改变,不利于高寒草甸生态系统和冻土环境的稳定。     

海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量和垂直分布特征

2016-2018年连续3年研究了海南尖峰岭热带山地雨林(香蒲桃天然林Syzygium odoratum、南亚松天然林Pinus latteri、桉树人工林Eucalyptus robusta和橡胶人工林Hevea brasiliensis)土壤有机碳储量和垂直分布特征,为该区域山地土壤碳库储量的准确预测提供参考依据。结果表明,(1)在垂直方向,不同年份热带山地雨林土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳含量随年份的变化不明显。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤有机碳含量均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(2)垂直方向土壤有机碳储量与土壤有机碳呈一致的变化规律,2016-2018年热带山地雨林土壤活性有机碳均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层增加趋势较为明显,深层土壤活性有机碳随年份的变化不明显,不同年份土壤活性有机碳含量差异不显著(P0.05)。此外,2016-2018年不同土层深度热带山地雨林土壤活性有机碳均表现为香蒲桃天然林和南亚松天然林显著高于桉树人工林和橡胶人工林。(3)土壤有机碳和活性有机碳与pH值和砂粒含量呈显著的负相关关系(P0.05),与电导率、黏粉粒含量、全氮呈显著的正相关关系(P0.05),与全磷含量没有显著的相关性(P0.05),其中与全氮的相关系数最大,土壤活性有机碳的相关系数高于土壤有机碳。(4)交互分析结果表明:土壤深度和林型对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响,其中林型和土层深度对有机碳含量具有显著的影响(P0.05);林型对有机碳储量具有显著的影响(P0.05);林型、土层深度、林型×土层深度对土壤活性有机碳具有显著的影响(P0.01)。研究表明,土壤活性有机碳对林型和土层深度的响应较为敏感,而林型和土层深度海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳储量起着决定性作用。     

沙地不同林龄樟子松人工林土壤微生物量特征

为揭示不同林龄沙地樟子松人工林土壤微生物性质的变化规律,选择10、20、30、40、50、60 a生科尔沁沙地樟子松人工林为研究对象,测定分析了土壤微生物量碳(MBC)、土壤微生物量氮(MBN)、土壤呼吸强度、土壤微生物量碳氮比(MB C/MBN)、土壤微生物碳、氮熵等特征的变化.结果表明,随林龄增加,MBC和MBN均先增大后平稳再下降,二者最大值分别出现在40 a和50 a;土壤呼吸强度、土壤微生物碳、氮熵都呈现出上升-下降-上升-下降的变化趋势,且各指标均在60 a最小,表明过熟林微生物性质恶化;MB C/MBN先维持稳定,后期大幅度增大,在60a时达到最大.随着土层深度增加,MBC、MBN及呼吸强度呈现表聚性;土壤微生物碳、氮熵呈现出先增后减的变化规律,深层MB C/MBN大于表层土壤.微生物各指标与樟子松人工林地上部分存在正相关关系,与全磷呈显著正相关关系.冗余分析表明,全磷、有机碳对不同林龄樟子松林下土壤微生物量影响显著.综上所述,樟子松近熟林和成熟林期微生物各指标达到最佳,过熟林时微生物活性差.     

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.