亚热带地区不同人工林配置下土壤微生物量碳及微生物墒的年际动态

以自然恢复的草坡(SH)为对照样地,分析广东鹤山共和样地不同配置人工林——10种树种混交林(10NS)、30种树种混交林(30NS)、厚荚相思纯林(Acacia crassicarpa,AC)、红椎纯林(Castanopsis hystrix,CM)和尾叶桉纯林(Eucalyptus urophylla,EU)在种植后第1年、第6年和第11年的土壤微生物量碳,探讨不同人工林配置下土壤微生物量碳的年际动态。结果表明:除EU外,其他4种林型及对照SH的土壤微生物量碳(MBC)均随着林龄的增加呈先上升后下降趋势,但差异不显著;不同人工林MBC含量在6 a林龄时达到最高,最高值在AC中可达266.078 mg?kg~(-1);相同林龄MBC在不同林型间存在差异,在11 a林龄时该差异达到极显著水平(P=0.001),表现为混交林(10NS和30NS)的MBC含量最高,AC和CM纯林次之,SH和EU最低。不同人工林土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量在林龄间的变化趋势与不同人工林的MBC(EU除外)在林龄间的变化趋势一致。土壤微生物墒(MBC/SOC)在不同林型间的变化趋势与MBC基本一致,均在11 a林龄时产生显著差异且土壤微生物墒值在混交林达到最高。MBC与SOC(P0.01)、TN(P=0.01)呈显著正相关,而MBC/SOC与SOC呈显著负相关(P=0.03)。MBC在人工林中的年际变化存在波动,可能与人工林林分和土壤尚未达到成熟水平有关。该研究可为亚热带丘陵荒坡人工林的生态恢复与管理提供科学的基础数据与理论依据。     

滇中亚高山5种林型土壤碳氮磷生态化学计量特征

探究不同森林类型林地土壤C、N、P含量及其化学计量特征的垂直分布情况对评价森林生态系统养分循环具有重要意义。本研究以滇中亚高山地区5种森林类型(常绿阔叶林(Evergreen broad-leaf forest)、高山栎林(Quercus semicarpifolia forest)、华山松林(Pinus armandii forest)、云南松林(Pinus yunnanensis forest)、滇油杉林(Keteleeria evelyniana forest))林地土壤为研究对象,对不同土层土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)及其生态化学计量比的垂直分布特征进行分析。结果表明,不同林型、不同土层深度土壤养分含量及其化学计量比存在显著差异,5种林型各层土壤中C、N、P的变化范围分别为2.09-15.07、0.34-0.97和0.23-0.32 mg·g~(-1),各土层土壤C含量均表现为阔叶林针叶林;各土层土壤N含量除30-40cm外均表现为阔叶林针叶林;土壤P含量无显著差异。5种林型各层土壤C/N、C/P、N/P的变化范围分别为5.35-16.42、6.69-43.97和1.16-2.84,各土层土壤C/N均表现为云南松林和滇油杉林显著低于其他3种林型,C/P均表现为常绿阔叶林最高,N/P均表现为阔叶林针叶林。5种林型土壤C、N、P三者间存在显著正相关,阔叶林土壤C、N、P三者间存在极显著正相关,而针叶林土壤C、N间存在极显著正相关,土壤P与C、N之间相关性则未达显著水平。     

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。     

川西次生灌丛和不同类型人工林对土壤养分的影响

为评价不同树种造林对土壤养分循环的影响,以落叶阔叶灌丛为对照,比较研究川西亚高山造林恢复28年后4种人工林(连香树Cercidiphyllum japonicum、油松Pinus tabulaeformis、落叶松Larix kaempferi和华山松Pinus armandii)土壤有机质(SOM)、可溶性有机碳(DOC)、可溶性有机氮(DON)及全氮(TN)、全磷(TP)、土壤铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)的含量,结合林地凋落物贮量及细根生物量等参数,试图揭示不同人工林土壤养分差异化的影响因素.结果显示:人工造林影响土壤的养分循环,与落叶灌丛林地相比,除连香树样地TP密度及2015年10-20 cm的SOM、TN密度外,落叶人工林土壤养分基本呈下降趋势.除华山松样地的可溶性有机质(DOC、DON)外,油松及华山松人工林土壤地力的退化趋势更甚于落叶人工林样地,其土壤有机质含量、TN、TP密度、可溶性有机质及速效养分均呈不同程度的下降.不同人工林间土壤养分的差异性与不同树种的凋落物、细根、土壤容重及涵水能力差异化有关.综上所述,人工林林分结构单一导致小气候恶化、凋落物分解缓慢是造成土壤养分循环功能下降的重要原因;选择有利于养分循环的阔叶树种营造针阔混交林以改善林分结构和土壤环境条件,可促进土壤养分的循环.     

伏牛山南麓山茱萸人工林土壤碳氮磷及化学计量特征

分析人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其化学计量特征,对于了解森林土壤养分丰缺和养分平衡从而制定科学合理的经营管理策略具有重要意义.以伏牛山南麓西峡县2个林龄(26年和38年)各自4种林分密度(725、900、1 031、1 250株/hm~2)的山茱萸(Cornus officinalis)人工林为研究对象,测定0-30 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算C:N、C:P和N:P,分析林龄、林分密度对土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量特征的影响,探索土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比相互间的关系.结果表明,山茱萸人工林整体土壤SOC和TN含量丰富,TP含量匮乏;C:P和N:P较高,元素比例严重失衡,P有效性低.林龄38年的土壤SOC、TN、TP含量及C:N、C:P、N:P均高于林龄26年,除C:N外,其他差异均达显著水平(P 0.05).林分密度对山茱萸人工林土壤SOC、TN、TP含量及其计量比均存在极显著(P 0.001)影响,林龄26年和38年的土壤C:P和N:P均以密度1 031株/hm~2的最高,表明该密度下土壤的C、P和N、P比例失衡严重.山茱萸人工林整体土壤TN与TP、C:N与C:P的最优关系可用二次函数表示,前者达极显著水平(P0.01),后者不显著(P 0.05),其他土壤C、N、P及计量比相互间呈显著或极显著线性关系;从关系强度来看,C:N和N:P主要受TN含量影响,C:P主要受TP含量影响.由此可见,在山茱萸人工林经营管理中,针对土壤P元素的不足应适量补充施加,调节各元素之间的计量比,进一步促进群落发展.(图2表4参40)     

城市森林土壤碳氮磷含量及其生态化学计量特征

为探讨典型城市森林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)空间分布、季节变化、化学计量特征及其影响因素,选取蜀山森林公园(近郊)、紫蓬山国家级森林公园(远郊)麻栎林(Quercus acutissima)为实验样地,在每个样地内随机选取3个15×15m实验样方,在每个样方内,按照"S"形布点法选取5个采样点,采集0—10、10—30 cm土壤样品,分析其有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其理化指标,并计算土壤C、N、P化学计量比。研究结果表明,研究地0—30 cm土壤:SOC、TN、TP均值分别为21.82、1.69、0.18 g·kg~(-1),季节对土壤TN、TP含量影响显著,且秋春季高于夏冬季。土壤C:N均值为12.53,表现为秋季夏季冬季春季;C:P均值为122.03,表现为夏季冬季春季秋季;N:P均值为9.57,表现为春季夏季冬季秋季。季节对土壤C:N、N:P影响显著。SOC、TN、TP含量及其计量比均随土层深度的增加而下降。区位对土壤SOC、TN、TP含量影响显著,季节、区位交互作用对土壤TN、TP、C:N、C:P影响显著,季节、土层交互作用对土壤TP、C:P、N:P影响显著,区位、土层交互作用对C:N影响显著。土壤SOC、TN、TP之间及C:N、C:P、N:P之间(除C:N与N:P外)存在极显著正相关关系;土壤SOC、TN与C:N、C:P、N:P、铵态氮(NH_4~+-N)、硝态氮(NO_3~--N)、溶解性有机碳(DOC)呈显著或极显著正相关;TP与p H、NO_3~--N、C:N呈极显著或者显著正相关;土壤C:N、C:P、N:P与C、N、NH_4~+-N、DOC呈显著或极显著正相关关系。该研究证实了研究区域城市森林土壤处于"碳富集、磷限制"状态,且土壤C、N、P间存在耦合关系;城市森林土壤NH_4~+-N、NO_3~--N、DOC含量增加,利于土壤C、N积累。     

宁夏河东沙地生物土壤结皮及其下伏土壤养分的空间分布特征

为了揭示沙地生物土壤结皮的生长发育情况及其下伏土壤养分的空间分布特征,选择宁夏河东沙地为研究区,通过野外采样和室内实验,应用经典统计学、地学统计学和地理系统预测,分析了藻类和藓类结皮及其下伏0-5、5-10 cm土层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量以及结皮层厚度的空间分布特征。结果表明：(1)SOC、TN、TP质量分数的变异系数(CV)呈中等变异,CV_TN (57.1%)>CV_SOC (48.7%)>CV_TP (30.5%),生物土壤结皮对下伏土壤养分影响显著,其中藓类结皮对SOC和TN的影响更显著,藻类结皮则对TP的影响更显著;(2)藻类结皮下5-10 cm土层TN质量分数呈现强烈空间自相关性,块金系数(N/S)为20.3%,其余土层的SOC、TN、TP质量分数空间自相关性中等,TP质量分数空间变异由随机因素主导,SOC和TN则由结构因素主导;(3)在区域尺度和剖面尺度上,生物土壤结皮及下伏土壤的养分空间分布特征差异显著,结皮层土壤SOC质量分数中部和北部高、南部低,TN质量分数中南部高...     

长白山四种森林土壤呼吸的影响因素

2004年5-10月,研究了非生物因素(温度、土壤含水量)和生物因素(微生物量碳和植被类型)对长白山北坡四个垂直植被带阔叶红松(Pinus koraiensis)林、红松云冷杉(Picea jezoensis,Abies nephrolepis)林、岳桦(Betula ermani)云冷杉林和岳桦林的土壤呼吸的影响.结果表明:4种森林的土壤呼吸与土壤温度、大气温度之间都呈极显著(p<0.01)指数相关关系;土壤呼吸与土壤含水量没有明显的相关关系;土壤微生物最碳随季节变化有相似的变化规律,即单峰型曲线,峰值出现在8月份;土壤呼吸的月平均值和土壤微生物量碳之间都呈线性相关,但均未达刘显著水平;不同月份植被类型对土壤呼吸的影响没有明显的规律.     

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。     

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     

震区典型受损区生态恢复过程中的土壤恢复率与空间异质性

在我国西南强地震影响区生态恢复重建的背景下,探明不同气候区不同恢复条件下的土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)的恢复率以及空间异质性及其演变规律,对准确认识生态恢复作用下灾害干扰区的土壤恢复动态变化具有重要意义.选取汶川地震灾区干旱河谷气候区和亚热带季风气候区的受损治理区为研究样地,以邻近的未受损区为对照,分析地震后恢复期受损治理区土壤SOC、TN、TP的恢复率以及空间异质性的分布规律.结果表明,两种气候区内受损治理区SOC、TN、TP的含量整体上显著低于未受损区,说明地震后受损治理区的养分状况尚未恢复至震前水平.养分恢复率表现为亚热带季风气候区TN(53%-58%)、TP(51%-58%)高于干旱河谷季风气候区TN(32%-36%)、TP(41%-49%),SOC的平均恢复率在两个气候区表现基本一致,亚热带季风气候区具有更高的养分恢复率.干旱河谷气候区受损治理区和未受损区的养分变异系数均高于亚热带季风气候区,说明干旱河谷气候区土壤结构稳定性较差,受灾害破坏更为严重,土壤养分的空间异质性较大,发生水土流失及次生灾害的可能性更大.干旱河谷气候区受损治理区的C:N值大于未受损区,而亚热带季风气候区则相反.上述研究表明灾区土壤养分结构受到严重破坏,而气候可能是影响土壤恢复的主导因子,结果可为灾区生态恢复进程提供理论依据.(图2表4参38)     

太岳山森林土壤有机碳矿化随温度、湿度和培养时间的变化特征

温度和湿度是驱动土壤有机碳矿化的主要环境因子,其驱动作用又会随着培养时间而发生改变.以山西太岳山地区的油松林(Pinus tabulaeformis Carriere,PF)、辽东栎林(Ouercus wutaishansea Mary,QF)和油松辽东栎混交林(MF) 3种森林类型为研究对象,把其土壤放在水分含量为30%、60%、90%和温度为5℃、10℃、20℃、30℃的水热条件下进行培养,用CO_2自动测量系统按照不同的时间间隔测定土壤有机碳矿化速率,整个矿化周期为387 d.结果显示,土壤有机碳累积矿化量以辽东栎林的相对较高,最高值出现在20℃和90%水热条件下培养的辽东栎林,为18.58μg/g,最低值出现在30℃和30%含水量的油松林,为3.95μg/g.在前75 d培养时间内,累积碳矿化量随着水热梯度的提高而增加,而在从181-387 d的培养期内,累积碳矿化量则随着温度的升高而降低.温度对瞬时矿化速率的影响也随着培养时间呈现出了类似的变化规律.土壤有机碳矿化的温度敏感性以辽东栎林土壤在5℃和90%湿度培养时最高,为2.35;以在20℃和湿度60%培养的混交林土壤最低,为0.58.温度敏感系数值(Q_(10))随着培养时间的延长和温度梯度的增加呈现下降的趋势.综上所述,在太岳山地区,同样的培养条件下,以辽东栎林的土壤碳矿化量最高;在培养前期,水热互作对土壤有机碳矿化有正的驱动作用,而在培养后期,温度对土壤有机碳矿化的调控作用明显减弱.(图4表4参41)     

亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征

作为土壤质量的重要指标,活性有机碳(SLOC)在土壤物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。本研究依托中国科学院会同森林生态试验站,于2016年12月-2017年12月,通过对亚热带常绿阔叶林(烤林)不同季节土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征。结果表明,(1)不同季节亚热带常绿阔叶林土壤养分和有效养分均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中不同季节土壤全磷含量差异不显著(P0.05)。(2)土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)具有明显的季节动态,均表现为夏、秋季较高,春、冬季较低。(3)亚热带常绿阔叶林土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中夏季和秋季差异不显著(P0.05),春季和冬季差异不显著(P0.05),夏季和秋季显著高于春季和冬季(P0.05),而不同季节SMBC/SMBN差异不显著(P0.05)。(4)土壤活性有机碳与土壤总有机碳均呈显著线性关系,说明土壤活性有机碳依赖于土壤总有机碳含量,各自从不同角度表征了土壤中活性较高部分碳的含量。(5)亚热带常绿阔叶林土壤EOC、POC、LFOC、WSOC和SMBC与SOC、TN均呈显著或极显著相关性,与TP相关性不显著;活性有机碳各组分之间相互影响和密切联系,其中SOC、TN是亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳变化的重要影响因素。     

上海市3种森林类型土壤微生物生物量碳和氮的时空格局

土壤微生物生物量作为土壤有机质最活跃的部分,可用来表征土壤肥力水平,而且在维持土壤生态系统平衡方面有重要意义。采用氯仿熏蒸浸提法测定上海市3种城市森林土壤微生物生物量碳含量(C_(mic))和氮含量(N_(mic)),并分析了其空间变化和季节动态。结果表明,林型之间C_(mic)和N_(mic)差异显著,香樟(Cinnamomum camphora)林、水杉(Metasequoia glyptostroboides)林、香樟混交林C_(mic)和N_(mic)变化范围分别为46.57~908.77和10.61~103.64、64.58~480.54和20.14~88.39、57.38~853.18和16.67~148.00 mg·kg~(-1),各林型C_(mic)和N_(mic)均随土壤深度的增加而下降。3种林型除15~20 cm土层微生物生物量季节变化不显著以外,0~5、5~10和10~15 cm 3个土层都有明显季节动态,且最高值均出现在秋季。相关分析表明,土壤微生物生物量与土壤有机碳含量、全氮含量呈极显著正相关(P0.01),与容重呈极显著负相关(P0.01),同时N_(mic)受水分和温度的影响较大。不同城市森林中植被与环境因子的共同作用导致土壤有机碳含量和全氮含量的不同,造成土壤微生物生物量的时空格局差异。     

冻融循环对亚高山森林土壤微生物生物量及群落结构的影响

土壤冻融循环过程释放的碳和养分是维持亚高山森林冬季土壤微生物活性的重要保障。为了解冻融循环对土壤微生物群落的影响,以川西亚高山针叶林、阔叶林和针阔混交林土壤为对象,采用微缩实验研究了冻融循环(-5℃冻结12 h,5℃解冻12 h为一个冻融循环,共80次)对土壤微生物群落磷脂脂肪酸(PLFAs)含量和结构的短期影响。结果表明:土壤微生物群落对冻融循环响应随林型不同而存在差异。与5次冻融循环相比,3种林型的细菌、真菌、革兰氏阳性菌(G~+)和革兰氏阴性菌(G~-)的PLFAs含量在经80次冻融循环后均出现降低,混交林、针叶林和阔叶林细菌PLFAs含量分别降低71.9%、73.7%和74.6%,真菌PLFAs含量降低55.5%、75.4%和84.7%,G~+PLFAs含量降低77.1%、68.8%和73.7%,G~-PLFAs含量降低70.6%、78.1%和78.8%。冻融循环显著影响阔叶林的真菌/细菌比值,林型对真菌/细菌比值和G~+/G~-影响不显著。Shannon-Wiener多样性指数和Pielou均匀度指数在混交林中随冻融循环次数增加而逐渐增加,在针叶林和阔叶林中则呈现降低趋势,且均受冻融循环显著影响。冗余分析(RDA)显示,冻融过程中土壤养分有效性与微生物生物量和群落结构显著相关。全球变暖导致冬季冻融循环格局变化可通过改变土壤养分有效性影响亚高山森林土壤微生物生物量和多样性。     

太滆运河流域不同用地方式下土壤pH值、有机质及氮磷含量特征分析

为了加强土壤施肥管理及农业面源污染控制,实地采集太滆运河流域120份表层(0～20 cm)土壤样品,运用数理统计与ArcGIS相关技术,对不同用地方式下土壤pH值、有机质(SOM)、全氮(TN)、全磷(TP)含量及其空间分布特征进行了研究。结果表明,研究区pH平均值为5.36,土壤呈酸性。TN、SOM含量丰富但TP较缺乏,分别达到全国第二次土壤普查养分分级标准中的二级、二级、五级水平。不同用地方式下土壤pH值、TN、SOM含量差异达极显著水平(P0.01)。pH值依次为空地水田林地水浇地果园,TN含量依次为水田水浇地果园林地空地,SOM含量依次为水田果园水浇地林地空地,化肥用量及种类、种植制度、植被覆盖、耕作管理及政策是造成这种差异的主要原因。受单一施肥、土壤磷淋洗及流失影响,不同用地方式土壤TP含量之间并无明显差异。Spearman相关分析表明,土壤TN含量与pH值呈显著负相关(P0.05),与SOM、TP含量分别呈现极显著正相关(P0.01)。不同用地方式下土壤pH值介于小变异到中等变异之间,TN、SOM含量均属于中等变异,TP含量除空地外均属于高等变异。太滆运河流域酸性土壤分布广且均匀,TN和SOM含量高值区主要集中在太滆运河中游及下游地区,TP含量较高值区域集中在中下游南侧。     

震区生态恢复初期土壤养分含量与微生物生物量特征的关系

为探究地震灾区不同气候区的初期生态恢复过程,选取汶川地震重灾区汶川县(干旱河谷气候区)和绵竹市(亚热带季风性气候区)的受损治理样地与未受损样地,对比研究表层土壤(0-20 cm)全养分(有机碳SOC、全氮TN)、速效养分(水解性氮、有效磷、速效钾)和微生物生物量含量.结果表明:同一气候区内,不同土壤层次SOC含量和0-5 cm、5-10 cm层土壤TN含量均表现为未受损区显著高于受损治理区(P0.05).其中,在亚热带季风气候区,受损治理区的水解性氮(AN)和微生物量碳(MBC)含量在不同土壤层次显著低于未受损区(P 0.05),真菌数量与速效钾(AK),放线菌数量与土壤SOC,TN与细菌、真菌、放线菌数量在未受损区均存在显著相关性(P 0.05);在干旱河谷气候区,未受损区不同层次土壤有效磷(AP)和微生物量氮(MBN)含量显著高于受损治理区(P0.05),MBC与AN、AP,MBN与SOC、TN,细菌数量与AK在受损治理区存在显著相关(P0.05),真菌数量与AP在未受损区存在显著相关(P0.05).典范相关分析发现,土壤中AK、TN含量与细菌数量、MBC含量,AK含量与真菌数量具有正相关关系.因此,震后受损区土壤速效养分、生物肥力不及未受损区,需加大土壤培肥力度,提高土壤速效养分含量,增加土壤微生物数量,从而改善土壤健康状况,促进生态恢复.(图3表5参41)     

杨树根际土碳氮磷生态化学计量特征与根序的相关性

林木细根不同生长发育等级形态特点及功能分异是根系生态学研究的新视角.为深入探索林木根际土壤养分循环过程及根土互作关系,以杨树(Populus×euramericana‘Neva’)人工林为研究对象,按照随机布点原则采集杨树人工林非根际土壤和不同根序细根的根际土壤,测定其全碳(TC)、全氮(TN)、全磷(TP)及速效N、有效P的含量,并计算土壤C、N、P化学计量比.结果显示:(1)杨树人工林根际土壤C、N、P含量与非根际土壤存在显著差异,但不同根序间速效N、有效P含量以及铵硝比(NH_4~+-N/NO_3~--N)未达到显著差异水平(P0.05).随着根序升高根际土壤TC含量显著下降,而TN含量逐渐增加.1-2级细根根际土壤TP含量显著高于4-5级根(P0.05).(2)杨树细根根际土壤C/N随着根序升高显著降低(P0.05);C/P随着根序升高逐渐下降,但在不同根序间差异不显著(P0.05).(3)基于细菌OTUs的非参数估计指数表明,根际土壤与非根际土壤细菌群落多样性存在显著差异;土壤TC和TN含量及C、N、P化学计量比均与细菌群落丰富性(Chao指数和ACE指数)呈显著相关(P0.05),TP含量与细菌群落相关性不显著.上述结果说明杨树根际土壤C、N、P养分循环呈现依赖于根序的变化特征,不同根序细根根际细菌群落组成和结构的差异性可影响土壤C、N、P循环过程.     

山西太岳山典型植被类型土壤微生物量特征

以山西太岳山4种不同植被类型为对象,研究其土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)含量以及土壤和凋落物养分含量的变化特征,并利用通径分析模型,探讨土壤和凋落物养分含量对土壤微生物量的效应.结果显示:MBC、MBN和土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量随土层深度加深逐渐减小.各层土壤SOC、TN含量均表现为草甸华北落叶松人工纯林华北落叶松白桦混交林灌木林;MBC和MBN含量分别为143-900 mg/kg和22-155 mg/kg,两者均在草甸和华北落叶松白桦混交林中显著高于华北落叶松人工纯林和灌木林;土壤微生物量碳氮比在A(0-10 cm)、B(10-20 cm)两层的变化范围为6-8,在C(20-30 cm)、D(30-40 cm)两层的变化范围为4-10.土壤微生物熵在华北落叶松白桦混交林和灌木林下达到较高水平,碳熵和氮熵的变化范围分别为0.6%-2.8%和1.4%-5.4%.通径分析结果表明,土壤理化性质、凋落物养分含量和土壤微生物量之间存在不同程度的相关性,凋落物N含量是影响土壤微生物量的直接因素之一.总体来说,不同植被类型对土壤微生物量有重要的影响,落叶松人工纯林和草甸对碳库的作用更大,有利于养分的积累.(图5表8参43)     

马尾松不同林型对土壤理化性质的影响

以安徽省枞阳县大山村3种马尾松不同林型（马尾松纯林、马尾松-麻栎混交林、马尾松-枫香混交林）0~60 cm土层为研究对象,探讨3种马尾松林型的土壤理化性质变化规律,旨在为该区马尾松人工林的可持续发展和生产提供科学依据。结果表明：（1）0~60 cm土层,3种马尾松林型土壤容重随深度的增加而逐渐增加,混交林土壤容重显著低于纯林;土壤含水量随土层的加深而逐渐减小,其大小为：马尾松-枫香混交林>马尾松-麻栎混交林>马尾松纯林,马尾松-枫香混交林在土壤容重降低,土壤孔隙度增加及土壤含水量方面优于马尾松-麻栎混交林;（2）土壤pH值介于4.5~5.0之间,3种林型pH值随土层深度的增加而增大,但差异均不显著,其中马尾松-枫香混交林土壤pH值较高;（3）3种林型土壤有机质、全N、有效P和速效K均随土层深度的增加而减少,呈现明显的“表聚”现象,其质量分数表现为：马尾松-枫香混交林>马尾松-麻栎混交林>马尾松纯林;（4）土壤容重与土壤水分质量分数、有机质、全N、有效P和速效K等养分质量分数均呈负相关,土壤有机质与全N、有效P和速效K呈极显著的正相关,这说明土壤有机质在改善土壤理化性质和促进养分循环方面起着非常重要的作用。