冻融作用下寒温带针叶林土壤碳氮矿化过程研究

以大兴安岭落叶松林土壤为研究对象,设置8℃恒温和-5-8℃冻融循环（1个冻融循环为在-5℃培养24 h,后在8℃培养24 h）2个处理,进行30 d的室内培养实验,探讨了寒温带针叶林土壤在冻融交替时期的碳氮矿化过程及其相互关系。结果表明,培养温度和培养时间对土壤碳矿化速率和碳矿化累积量均有显著影响。第1次和第5次冻融循环后,冻融处理土壤的碳矿化速率显著高于恒温培养下土壤的碳矿化速率;第7次和第15次冻融循环后,冻融土壤碳矿化累积量显著低于恒温土壤的碳矿化累积量。土壤氮矿化速率没有受到培养温度、培养时间以及二者交互作用的影响,但培养时间和培养温度对土壤净氮矿化累积量有显著的影响。第5、7、15次冻融循环后,冻融处理的土壤无机氮净矿化累积量低于恒温培养的土壤无机氮净矿化累积量。经过30 d的培养,恒温处理下的土壤碳、氮矿化累积量（碳累积量：92.82μg·g-1,氮累积量73.76 mg·kg-1）是冻融处理下（碳累积量：65.51μg·g-1,氮累积量33.45 mg·kg-1）的1.42倍和2.21倍。土壤碳矿化累积量与土壤净氮矿化累积量均为正相关关系,但在相同的碳释放量下冻融循环处理土壤累积的无机氮较少。以上结果表明,冻融循环减少了大兴安岭寒温带落叶松林土壤碳排放和无机氮的累积,有利于土壤碳的固持和减少养分的流失。     

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。     

九寨沟国家自然保护区不同森林类型土壤养分特征

土壤性状与植被演替间存在复杂的相互关系,探究不同森林类型间土壤养分差异有助于了解植被演变过程中地上与地下的关系以及生态系统养分循环机制.本文研究了九寨沟国家自然保护区内黄果冷杉(Abies ernestii)林、油松(Pinus tabulaeformis)林、青杄-辽东栎(Picea wilsonii-Quercus wutaishanica)混交林和红桦(Betula albo-sinensis)林4种典型森林类型表层土壤养分特征及其季节动态.结果显示:1)土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)、可溶性有机碳(DOC)、水解氮(HN)和有效磷(AP)在不同林型间均存在极显著差异(P0.01),大小关系为红桦林青杄-辽东栎混交林油松林黄果冷杉林.2)SOC与TN和TP间存在极显著正相关关系(P0.01,r≥0.88),而土壤p H与SOC、TN和TP间存在极显著负相关关系(P0.01,r≤-0.83).3)土壤养分存在极显著的季节差异,且与林型间存在显著的交互作用(P0.01).红桦林SOC和TN在10月最大,而其他3种林型在12月最大;可溶性养分在各林型中均在10月达到最大值.本研究表明,红桦林土壤肥力较其他3种林型好,但存在秋冬季节可溶性养分流失的风险;青杄-辽东栎混交林具有较好的养分循环效率和土壤肥力保持能力;森林枯枝落叶层在土壤养分循环过程中具有重要意义.     

川西亚高山3种典型森林土壤碳矿化特征

为了解森林转化对土壤碳矿化过程的影响,采用室内培养法对川西亚高山3种典型森林(天然林、桦木次生林和云杉人工林)土壤碳矿化过程进行219 d的动态监测.结果表明,3种森林土壤碳矿化速率随培养时间增加而下降,矿化积累量随时间增加而增加,土壤有机层碳矿化速率和积累量均显著高于对应矿质土壤层;在土壤有机层,天然林和桦木次生林土壤碳矿化速率和积累量均显著高于云杉人工林,而在矿质土壤层3种森林无显著差异.培养结束时,3种森林有机层矿化积累量占总有机碳比值分别为11%、8%和11%,矿质土壤层分别为4%、6%和4%.森林群落、土壤层次和培养时间及三者交互作用对土壤碳矿化和积累量均有显著影响.土壤生物化学特性与土壤碳矿化率和积累量显著相关.单指数模型能很好地拟合土壤碳矿化特征.综上所述,森林转化对川西亚高山土壤碳矿化影响显著,主要表现在土壤有机层.     

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     

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)     

氮素形态对泥炭沼泽土壤有机碳矿化的影响

大气氮沉降是全球变化的主要因素之一。硝态氮、氨态氮是大气氮沉降的两种主要氮素形态,且两者在大气氮沉降中的比例具有较大的空间变异性。目前,多数研究侧重于探讨氮输入量与土壤碳循环过程之间的关系,很少有研究关注不同氮素形态对沼泽湿地土壤有机碳矿化的影响。以东北地区多年冻土区及季节冻土区泥炭沼泽为例,利用室内模拟实验,在100%土壤最大持水量条件下,将土样于15℃好氧培养60 d,研究不同形态氮输入对泥炭沼泽土壤有机碳矿化的影响。结果表明,多年冻土区和季节冻土区泥炭沼泽0~30 cm深度的土壤有机碳贮量分别为17.60、13.06 kg·m-2。多年冻土区泥炭沼泽土壤有机碳的累积矿化量显著大于季节冻土区(P0.001)。同一泥炭沼泽中,表土(0~15 cm)有机碳累积矿化量显著大于下层(15~30 cm;P0.001)。氨态氮抑制土壤有机碳矿化,使多年冻土区泥炭沼泽土壤有机碳累积矿化量下降12.08%~14.90%,季节冻土区下降7.28%~12.57%,而硝态氮及硝酸氨对土壤有机碳矿化无显著影响。此外,氮素形态、土壤深度及泥炭沼泽类型对土壤有机碳矿化有显著的交互作用(P0.05)。因此,区分不同氮素形态对土壤碳排放的影响是非常有必要,有利于深入了解大气氮沉降对泥炭沼泽土壤碳库稳定性的影响。     

黄土台塬不同土地利用方式下土壤有机碳分解特性

为了探讨土地利用方式对土壤有机碳分解的影响,以黄土台塬的乔木林地、灌木林地、天然草地和耕地等不同植被类型土壤为研究对象,对土壤有机碳矿化分解特征进行分析。结果表明,不同土地利用方式下土壤有机碳含量、有机碳密度、土壤可矿化碳含量和有机碳矿化速率均表现为天然草地和灌木林地较高,耕地最低;而土壤有机碳矿化率和呼吸速率表现为耕地和乔灌混交林地较高,灌木林地和天然草地较低。在土壤孵化的1 575 h内,不同土地利用方式下土壤矿化过程均可划分为4个阶段:0.5~5 h(第1阶段)、5~111 h(第2阶段)、111~399 h(第3阶段)和399~1 575 h(第4阶段);前399 h是可矿化碳排放的主要时段,前111 h是土壤可矿化碳排放速率最大且排放速率下降速度最快的主要时段;总体上,土壤可矿化碳累积排放量随培养时间的延长呈增加趋势,可矿化碳累积排放速率则逐渐降低。土壤有机碳矿化速率随土层深度的增加而递减。土壤有机碳矿化分解速率与有机碳总量有关,土壤呼吸与有机碳总量、矿化碳总量相关性不显著(P>0.05)。     

污泥有机碳在林地土壤中的分解动态

采用室内培养试验研究了不同温度及污泥施入量的条件下土壤后有机碳的降解动态规律。结果表明,污泥有机碳的矿化速度在前期较快(前3周)。在整个培养过程中,污泥有机碳的累积分解率和周分解率变化规律为12%>6%≥24%;结果还表明,污泥有机碳的分解受温度和污泥施用量的影响。在前3周,50℃培养条件下,有机碳的平均累积矿化量分别比30℃和15℃高出52%和71%。此外,随污泥施用量的增加,有机碳的矿化量增加,而矿化率则呈下降趋势。     

赣南不同母质及植被覆盖红壤有机碳矿化研究

为探明不同母质及植被覆盖红壤有机碳矿化的变化规律,采集赣南地区3种不同成土母质(花岗岩风化堆积物、红砂岩风化堆积物、第四纪红土)及不同植被覆盖模式(林草地、灌草地、裸地)下的红壤样品,通过密闭培养法对有机碳矿化动态进行分析,结果表明,(1)花岗岩和第四纪红土母质土壤有机碳矿化速率表现为林草地灌草地裸地,红砂岩母质土壤则表现为灌草地林草地裸地,裸地土壤有机碳矿化速率较其他植被覆盖低。(2)有机碳日均矿化量随土壤深度及培养时间(28 d)的增加而降低;培养14 d,有机碳矿化累积量高达总量的70.26%~86.36%;培养14 d后,有机碳日均矿化量较小且相对稳定。有机碳矿化量与植被覆盖率呈显著正相关关系(P0.05)。(3)不同母质及植被覆盖对土壤有机碳释放CO_2-C分配比例有较大影响,第四纪红土红壤有机碳释放CO_2-C分配比例最大,固碳能力较弱;裸地土壤有机碳矿化释放CO_2-C分配比例最大,固碳能力较弱。     

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%。     

刈割对草原生态系统土壤微生物量碳含量及其土壤有机碳矿化的影响

采用室内培养试验,研究了不同刈割处理对草原生态系统土壤微生物量碳含量及其土壤有机碳矿化的影响。结果表明,微生物量碳含量大小关系顺序是M2M5MCKM10M15。MCK、M2、M5、M10、M15土壤的微生物量碳占有机碳比率分别为0.93%～1.76%、0.49%～1.76、0.91%～1.72、0.87%～1.51和0.75%～1.42。27d恒温培养过程中,土壤有机碳矿化速率随培养时间的延长而下降。     

冻融对长白山森林土壤碳氮矿化的影响

长白山地区秋末春初常常存在冻融过程,冻融过程影响土壤水分分布而改变土壤理化性质。通过室内模拟实验,研究了冻融过程（-20~15℃）对长白山阔叶红松（Pinus koraiensis）林和白桦（Betula platyphylla）林土壤有机碳和氮矿化过程的影响。结果表明,经过3次冻融循环,冻融处理土壤矿化速率显著高于对照处理,但经过多次冻融循环过程,冻融处理抑制土壤有机碳矿化过程,对照处理土壤有机碳矿化速率高于冻融处理（P=0.019）。在培养结束后,冻融处理的阔叶红松林和白桦林土壤无机氮质量分数,分别是对照处理的1.88倍和1.96倍;冻融次数也是影响土壤有机氮矿化的一个重要因素,35次冻融循环后,阔叶红松林和白桦林土壤中无机氮分别提高了2.10倍和2.81倍。冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,但也潜在增加了土壤中无机氮流失的风险。     

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.     

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。     

重庆缙云山典型林分土壤有机碳密度特征

在全球气候变暖背景下,土壤有机碳库已经成为全球碳循环研究的重点之一.文章对缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、毛竹林和灌木林土壤有机碳和C/N的特征进行了初步探索.结果表明,4种林分土壤有机碳含量和密度不同,且都随土壤深度增加有减少的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为:灌木林(22.40 kg·m-2)>针阔混交林(12.02 kg·m-2)>毛竹林(10.09kg·m-2)>常绿阔叶林(7.97 kg·m-2).常绿阔叶林、针阔混交林和灌木林土壤有机碳主要存储于土壤Ⅰ层,其单位面积有机碳储量分别占总有机碳储量的82.18%、75.37%和68.17%;毛竹林土壤有机碳主要存储于土壤Ⅰ、Ⅱ层,这两层土壤单位面积有机碳储量占总有机碳储量的79.29%.4种典型林分的土壤C/N比也随土壤深度的增加呈现减少的趋势,与这4种林分土壤有机碳的剖面变化吻合,C/N平均值大小顺序为:灌木林(20.08)>毛竹林(9.18)>针阔混交林(8.85)>常绿阔叶林(3.00).     

土壤和气候因素对土壤有机碳平均周转时间的影响

研究不同气候条件下不同地区土壤有机碳平均周转时间的变异规律对于探讨未来气候变化情景下土壤有机碳的稳定性及空间变化具有重要意义。为研究不同气候条件下不同地点土壤有机碳平均周转时间的差异及其与土壤和气候因素的关系,采集南宁、常州、宿迁、牡丹江4个不同气候区11个样点的土壤,在当地年平均土壤湿度和25%土壤湿度下培养土壤,测定1年的累积土壤异养呼吸量、有机碳含量,进而估算土壤有机碳平均周转时间,并测定土壤pH、全氮、有效磷、速效钾含量。结果表明,不同气候区的土壤有机碳平均周转时间存在明显差异,具有最低年平均温度和年降水量的牡丹江土壤有机碳平均周转时间最大。在采样点年平均土壤湿度下培养土壤的有机碳平均周转时间变异范围为(18.60±3.90)—(74.73±10.47) a,在25%土壤湿度下培养土壤的有机碳平均周转时间变异范围为(13.40±1.61)—(83.54±19.28)a。在采样点土壤湿度培养土壤的有机碳平均周转时间变化主要与有机碳含量有关,而与年异养呼吸量无显著(P0.05)相关性;当土壤湿度提高到25%之后,土壤有机碳平均周转时间变化则受到土壤有机碳含量和年异养呼吸量的双向调节,且培养土壤的湿度提高到25%后,土壤有机碳平均周转时间显著(P0.05)增加。土壤有机碳平均周转时间随土壤全氮含量增加而增大(P0.05),随土壤速效磷含量增加而减小(P0.05)。土壤有机碳平均周转时间与土壤pH和速效钾含量无显著回归关系(P0.05)。基于土壤总氮含量(TN)、有效磷含量(SAP)、年平均温度(MAT)、年平均降水量(AP)的模拟方程[MTT=13.156e(0.667TN-0.005SAP+0.019MAT-0.311AP)]可模拟采样地点土壤湿度下土壤有机碳平均周转时间(MTT)85.5%的变异,基于总氮含量(TN)、年平均温度(MAT)、年平均降水量(AP)的模拟方程[MTT=7.637e(0.906TN+0.127MAT-2.393AP)]可模拟25%土壤湿度下土壤有机碳平均周转时间82.6%的变异。该研究显示不同采样点土壤有机碳平均周转时间存在极显著(P0.001)差异,且这种差异主要与土壤和气候因素的差异有关。     

石灰性土壤添加不同量碳酸钙对秸秆有机碳矿化的影响

广西石灰性土壤面积较广,其较高碳酸盐含量能够影响土壤中物质循环。为了明确石灰性土壤中碳酸盐含量对土壤秸秆有机碳矿化过程的影响,加深对石灰性土壤有机碳的周转与固存机制的认识,开展了土壤外源秸秆添加培养试验,分别设置无添加对照(CK)、添加5%秸秆(C0)、5%秸秆+5%碳酸钙(C1)、5%秸秆+15%碳酸钙(C2)和5%秸秆+25%碳酸钙(C3)处理,以研究石灰性土壤中外源秸秆有机碳的转化与土壤碳酸钙含量的关系。结果表明,与对照相比,添加秸秆后土壤CO₂释放速率、累积释放量、活性有机碳含量均得到大幅提升。培养期间,各处理土壤CO₂释放速率均表现为前期(第2—5天)快速下降、中期(第5—39天)缓慢下降、后期(第39—60天)趋于稳定。不同碳酸钙处理使土壤CO₂累积释放量提升了5.10%—15.69%,但C3处理的土壤CO₂释放速率、累积释放量均低于C1和C2处理,并对土壤有机碳矿化表现出强烈负激发效应,最高为183.33%。随着土壤碳酸钙含量的增加,土壤微生物生物量碳(MBC)含量逐渐降低。土壤碳酸钙...     

不同有机肥对矿区复垦土壤氮素矿化的影响

为揭示同一施氮水平下不同有机肥对矿区复垦土壤的氮素矿化过程的影响,以山西省孝义市水峪煤矿采煤塌陷复垦土壤为研究对象,在200 mg/kg施氮水平下(以全氮计),施用鸡粪、猪粪和牛粪,并以不施肥处理为空白对照,在培养温度为20℃和30℃下,进行为期161 d的室内恒温培养试验,分析不同有机肥对矿区复垦土壤氮素矿化的影响,从而为矿区复垦土壤的快速培肥熟化提供理论科学依据.结果表明:(1)在整个培养时期,各施肥处理的硝态氮含量、硝态氮累积量以及累积矿化量总体呈上升趋势,尤其在培养56-84 d迅速增加.在培养结束时(161 d),不同施肥处理的硝态氮含量、硝态氮累积量以及累积矿化量总体表现为鸡粪处理猪粪处理牛粪处理空白处理(P 0.05).(2)培养初始(0 d),不同施肥处理的铵态氮含量均最高,其中鸡粪、猪粪和牛粪处理之间差异不显著,但三者均显著高于空白处理(P 0.05).各施肥处理的铵态氮含量在培养0-14 d随着培养时间延长迅速降低,在14-161 d各施肥处理的铵态氮含量基本保持不变,维持在较低水平,培养结束时各处理铵态氮含量均低于1.71 mg/kg.(3)随温度升高,各施肥处理的土壤硝态氮含量、硝态氮累积量和累积矿化量增加,不同温度对各施肥处理的土壤硝态氮含量影响显著(P 0.05),但不同温度对各施肥处理的土壤硝态氮累积量和累积矿化量影响不显著.总的来说,有机肥的施入促进了矿区复垦土壤氮素矿化,提高了土壤氮素有效性,施用鸡粪对提高土壤有效氮效果最好,不同施肥处理对矿区土壤矿化效果总体表现为鸡粪处理猪粪处理牛粪处理空白处理,并且30℃下各有机肥的矿化效果优于20℃.(图2表5参50)     

白石砬子自然保护区几种主要植被类型土壤入渗特性研究

为了深入研究辽东山区森林土壤的水源涵养功能,以白石砬子自然保护区内的6种主要植被类型下土壤为研究对象,采用野外双环试验和室内理化性质分析相结合的方法,研究了不同植被类型下土壤入渗能力及其与理化性质的关系。结果表明,不同植被类型土壤的初渗率、稳渗率、平均入渗率、渗透总量均表现为下层低于上层,最大值是最小值的近3倍;不同植被类型间土壤入渗能力差异较大,其中A层初渗率排列顺序为原生红松阔叶混交林>红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>农地>蒙古栎林>杂木林,B层初渗率排列顺序为鱼鳞云杉臭冷杉林>农地>杂木林>红松人工林>原生红松阔叶混交林>蒙古栎林,A层稳渗率排列顺序为红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>原生红松阔叶混交林>杂木林>蒙古栎林>农地,B层稳渗率以杂木林最大,为3.8 mm?min-1,原生红松阔叶混交林最小,仅为1.1 mm?min-1,其他4种植被类型土壤稳渗率几乎无差异,A层平均入渗率排列顺序为红松人工林>原生红松阔叶混交林>鱼鳞云杉臭冷杉林>杂木林>蒙古栎林>农地,B层平均入渗率排列顺序为杂木林>鱼鳞云杉臭冷杉林>红松人工林>蒙古栎林>农地>原生红松阔叶混交林,A层的渗透总量以红松阔叶混交林和红松人工林最大,蒙古栎林和农地相对较低,B层的渗透总量以杂木林最大,红松阔叶混交林最小;主成分分析评价的土壤入渗能力排序为红松人工林>鱼鳞云杉臭冷杉林>原生红松阔叶混交林>杂木林>蒙古栎林>农地,初渗率、稳渗率、平均入渗率和渗透总量等4个指标综合起来能够很好的表达土壤入渗能力,其主成分方差的累积贡献率为90.662%;不同层次土壤入渗速率与入渗时间均存在良好的幂函数关系;土壤的稳渗率、平均入渗率、渗透总量与非毛管孔隙度呈显著正相关关系,初渗率与非毛管孔隙存在相关性,但不显著。与容重存在负相关关系,但不显著。