氮沉降对森林土壤碳收支机制的影响

森林土壤储存着全球陆地生态系统大约45%的碳,在维持全球碳平衡方面具有重要的作用。不断加剧的全球氮沉降对森林生态系统碳循环和碳吸存产生了深刻的影响,进而改变了森林生态系统的生产力和生物量积累。本文以欧洲和北美温带地区开展的有关氮沉降对森林生态系统影响的研究为基础,提炼出最可能决定加氮影响碳输入、输出效应方向和大小的因素：凋落物分解、细根周转、外生菌根真菌、土壤呼吸及可溶性有机碳淋失,并探讨了森林生态系统碳动态对氮沉降响应的不确定性。陆地生态系统碳氮循环密切相关,由于氮循环的复杂性,尽管以往碳循环研究都考虑了氮对碳循环的限制作用,但在碳氮循环耦合机理方面的研究还比较少见。在未来研究中,应通过探寻森林土壤碳氮相互作用特征,及土壤微生物、土壤酶等与土壤碳氮过程的互动机制,来增进氮沉降对森林碳储量和碳通量的理解。     

2种方法测定溶解性有机碳和总氮含量比较研究

该文采用岛津TOC-VCSH/TN分析仪与连续流动分析仪,分别运用高温催化燃烧法和湿化学氧化法测定已知质量浓度溶液、森林土壤零张力渗漏液、水浸提液和K2SO4浸提液样品中的溶解性有机碳(DOC)与溶解性总氮(DTN)含量。针对已知质量浓度DOC和DTN标准溶液,2种仪器测定结果平均值接近实际值,相对误差3%,相对标准偏差5%,显示基于上述2种方法仪器分析均具有良好的准确度和精密度。在测定不同未知样品中DTN含量时,连续流动分析仪测定结果相当于总有机碳/总氮分析仪测定结果的1.06~1.23倍(R2≥0.98),且随着样品DTN浓度的增高此差异增大;两仪器测定土壤零张力渗漏液和土壤K2SO4浸提液DOC结果较接近,比值(总有机碳/总氮分析仪测定结果比连续流动分析仪测定结果)为0.99~1.04(R2≥0.99),但是在测定土壤水浸提液DOC含量时,连续流动分析仪测定结果仅相当于总有机碳/总氮分析仪的0.79倍(R2≥0.99)。上述结果显示,基于高温催化燃烧法和湿化学氧化法均能有效的分析环境液体样品中DOC和DTN含量,后者更适用于大批样品的快速测定。     

辽宁东部山区几种主要森林植被类型土壤渗透性能研究

沿辽河水系设置临时标准地 ,对辽宁东部山区具有代表性的油松林、落叶松林、红松林、柞木林、杂木林及灌丛 6种植被类型的土壤水分的入渗性能进行了研究。结果表明 ,辽东山区 6种植被类型下土壤都表现出较强的渗透性能。A层的初始入渗率 (f0 /mm·min- 1) 1 2 .8～ 6 1 .1 ,平均值为 38.7,B层 1 6 .8～4 1 .7,平均值为 2 7.0 ,C层 2 9.2～ 38.2 ,平均值为 2 4 .4 ;A层的稳定入渗率 (fc/mm·min- 1) 2 .6～ 4 .2 ,平均值为 3.5 ,B层 2 .2～ 4 .1 ,平均值为 2 .9,C层 1 .1～ 3.3,平均值为 2 .2 ;A层的饱和导水率 (k10 /mm·min- 1)1 .5 3～ 2 .2 3,平均值为 1 .86 ,B层 0 .77～ 2 .0 5 ,平均值为 1 .2 7,C层 0 .5 0～ 1 .2 8,平均值为 0 .79。不同植被类型下不同土壤发生层次的入渗能力差异显著 :一般地 ,阔叶林下土壤的入渗性能明显好于针叶林 ,榛丛下土壤也表现出很好的渗透性能 ;不同土层入渗性能大小为A层 >B层 >C层。林龄差异在 2个龄级以上时 ,林龄越大 ,土壤初渗性能越好。用Horton方程拟合土壤饱和渗透过程 ,模拟结果与实测结果相近。     

紫色森林土壤发育特点的研究

本文通过对赤水紫色森林土壤发育特点的研究，总结出划分紫色森林土壤剖面的方法，解决了紫色森林土壤剖面划分不清楚，研究人员之间各自划分的结果不能对比的问题，为进一步研究紫色森林土壤打下了基础。     

贵州省主要森林类型土壤有机碳密度特征及其影响因素

森林土壤有机碳是全球土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于减缓大气中CO2浓度持续升高具有重要的意义。本研究采用野外调查和室内分析相结合的方法,以贵州桦木、栎类、柏木、云南松、杉木、马尾松、华山松等7种主要森林类型为主要对象,分析贵州主要森林类型土壤有机碳密度特征,探讨不同植被类型和环境因子对其的影响。结果表明:(1)贵州森林土壤有机碳密度约为180.62Mg/hm2,高于同纬度地区江西省森林土壤平均有机碳密度102.1Mg/hm2,表现出贵州森林土壤具有较高的固碳能力;(2)不同森林类型土壤有机碳密度变化范围为:114.52~388.29Mg/hm2,且差异显著(P0.05)。各种森林类型土壤有机碳密度大小为:华山松林杉木林柏木林栎类林马尾松林桦木林云南松林;(3)不同植被类型下各层土壤有机碳密度大小均以表层土壤为最大,且随土壤深度增加而降低;(4)在立地条件上,贵州森林土壤有机碳密度与海拔显著相关,与坡度、经度、纬度相关关系均不显著。     

模拟氮沉降对北亚热带落叶阔叶林土壤呼吸的影响

于2008年4月～2009年4月在龙王山北亚热带落叶阔叶林地进行模拟氮沉降试验,利用静态箱-气相色谱法测定土壤呼吸,研究氮沉降增加对森林土壤呼吸的影响.结果表明,氮沉降没改变土壤呼吸的季节性变化规律和日变化规律.与对照(CK)相比,低氮(TL)、中氮(TM)和高氮(TH)处理使森林土壤年平均呼吸速率分别降低了8.51%、9.74%和11.24%,使日平均呼吸速率分别降低了4.42%、11.09%和12.17%.森林土壤呼吸与土壤温度存在极显著的指数关系(p0.01),CK、TL、TM和TH的土壤呼吸温度敏感系数(Q10)分别为2.53、3.22、2.64和2.92,氮沉降提高了林地土壤呼吸的温度敏感系数.本研究表明,氮沉降显著降低了森林土壤呼吸,但提高了土壤呼吸的温度敏感性.     

氮添加对生长季寒温带针叶林土壤有效氮和酸化的影响

基于低剂量、多形态的N添加控制实验,以大兴安岭寒温带针叶林为研究对象,通过长期持续的原位增N处理,测定了2010年、2012年和2013年生长季初期(5月)和生长旺季(8月)0~10 cm土壤有效氮(NH+4-N和NO-3-N)含量以及土壤p H值.结果表明,生长季初期和生长旺季土壤有效氮均以NH+4-N为主,NO-3-N含量较低,其中NH+4-N含量占无机氮含量的96%以上.随着增N时间的延长,同生长旺季相比,增N对生长季初期0~10 cm土壤NH+4-N影响较为明显,且主要受施N类型影响.与此相反,生长旺季0~10 cm土壤NO-3-N含量高于生长季初期.N输入对生长季初期和生长旺季土壤NO-3-N影响较为明显,且低N处理更倾向于促进0~10 cm土壤NO-3-N的富集.随着时间的延长,土壤NH+4-N和NO-3-N对增N的响应都由前期的不显著向后期的显著转变.增N对生长季初期和生长旺季0~10 cm土壤p H值影响显著,其中低N处理的土壤和生长旺季阶段土壤p H值相对较低.随着增N时间的延长,土壤p H值对增N的响应也由前期的不显著向后期的显著转变.长期持续的增N处理已经使大兴安岭寒温带针叶林0~10 cm土壤产生了明显的酸化.     

林地土壤氟的形态分布特征及其影响因素

采用连续分级浸提法分析了13个具有代表性的不同类型林地土壤中氟的赋存形态特征,探讨了土壤理化性质对氟形态分布的影响。结果表明,研究区域土壤全氟含量变化较大,为62.68～970.39 mg/kg,以残余态为主,其中水溶态、可交换态、铁锰氧化物态、有机束缚态和残余态氟含量平均值分别为0.59、0.02、0.50、0.79和374.98 mg/kg。相关性分析表明,不同形态氟之间存在一定的相关性,且土壤性质也影响氟的形态分布,如水溶态氟含量与土壤pH呈显著正相关,与黏粒、铝氧化物呈显著负相关;可交换态氟含量与锰氧化物含量呈显著负相关。基于土壤阳离子交换量、黏粒、铝氧化物和锰氧化物的多元回归模型,可较好地预测水溶态氟、可交换态氟和铁锰氧化物态氟的含量,其决定系数r~2为0.53～0.70。     

中国中南部典型酸雨区森林土壤酸化现状分析

对重庆铁山坪(TSP)、湖南蔡家塘(CJT)、广东流溪河(LXH)和贵州雷公山(LGS)4个观测站土壤样品的研究结果表明,4个观测站均属于土壤严重酸化区,酸化强弱顺序为TSP>CJT>LXH>LGS,阳离子交换量(CEC)和盐基饱和度(BS)均随土层加深而降低,而吸附态SO42-量和铝离子饱和度(AlS)均随土层加深而升高.4个观测站的BS与AlS呈负相关性,说明Al3+对盐基离子有较强的置换能力.     

Forest soil CO2 fluxes as a function of understory removal and N-fixing species addition

We report on the effects of forest management practices of understory removal and N-fixing species (Cassia alata) addition on soil CO2 fluxes in an Eucalyptus urophylla plantation (EUp), Acacia crassicarpa plantation (ACp), 10-species-mixed plantation (Tp), and 30-species-mixed plantation (THp) using the static chamber method in southern China. Four forest management treatments, including (1) understory removal (UR); (2) C. alata addition (CA); (3) understory removal and replacement with C. alata (UR+CA); and (4) control without any disturbances (CK), were applied in the above four forest plantations with three replications for each treatment. The results showed that soil CO2 fluxes rates remained at a high level during the rainy season (from April to September), followed by a rapid decrease after October reaching a minimum in February. Soil CO2 fluxes were significantly higher (P < 0.01) in EUp (132.6 mg/(m2·hr)) and ACp (139.8 mg/(m2·hr)) than in Tp (94.0 mg/(m2·hr)) and THp (102.9 mg/(m2·hr)). Soil CO2 fluxes in UR and CA were significantly higher (P < 0.01) among the four treatments, with values of 105.7, 120.4, 133.6 and 112.2 mg/(m2·hr) for UR+CA, UR, CA and CK, respectively. Soil CO2 fluxes were positively correlated with soil temperature (P < 0.01), soil moisture (P < 0.01), NO3?-N (P < 0.05), and litterfall (P < 0.01), indicating that all these factors might be important controlling variables for soil CO2 fluxes. This study sheds some light on our understanding of soil CO2 flux dynamics in forest plantations under various management practices.