模拟降水减少对中亚热带杉木人工林土壤甲烷吸收的影响

森林土壤是大气中甲烷重要的汇,降水变化是影响森林土壤甲烷吸收速率(V_(CH_4))的重要因子。以中亚热带地区不同降水减少程度的杉木林土壤为研究对象,采用静态箱-气相色谱法来测定不同模拟降水减少处理样地的土壤甲烷吸收速率。结果表明:模拟降水减少后显著改变了土壤中的含水量,降水减少60%、降水减少20%和对照样地的年均土壤含水量分别为18.87%、23.89%和28.33%。杉木人工林土壤甲烷吸收速率在月变化上存在较大幅度的波动,其中土壤甲烷吸收速率在8月份达到一年中的最大值(对照75μg m~(-2) h~(-1)),2月份达到一年中的最小值(对照10.93μg m~(-2) h~(-1))。3种处理样地的土壤全年均为甲烷汇,与对照样地的甲烷年通量(2.48 kg hm~(-2) a~(-1))相比,降水减少60%和20%样地的甲烷年通量分别增加44%和19%。在对照样地中,土壤甲烷吸收速率与土壤含水量呈现负相关(P=0.001),与温度相关性不显著(P0.05);而模拟降水减少后,土壤甲烷吸收速率与土壤温度呈正相关关系(P=0.006和P=0.034),与土壤含水量相关性不显著(P0.05)。总之,模拟降水减少后不仅提高了杉木人工林土壤甲烷吸收的能力,同时也可能改变影响土壤甲烷吸收的环境因子;在模拟降水减少前土壤甲烷吸收速率与土壤水分相关性更为密切,而模拟降水减少后土壤甲烷吸收速率可能主要受土壤温度的影响。     

科尔沁沙地两种植被类型土壤呼吸动态变化及其影响因子

以科尔沁沙丘-草甸相间地区为研究区,运用LI-6400土壤呼吸配套系统对沙丘-草甸过渡带人工杨树林和固定沙丘小叶锦鸡儿群落土壤呼吸及其相关因子进行观测,结果表明,(1)生长期和生长末期人工杨树林保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的日变化表现为"多峰型"。(2)人工杨树林和小叶锦鸡儿群落保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的季变化峰值均出现在8月份,人工杨树林的土壤呼吸明显大于小叶锦鸡儿群落的土壤呼吸。(3)人工杨树林土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤温度相关显著(P0.01),保留枯枝落叶土壤呼吸小于去除枯枝落叶。(4)小叶锦鸡儿群落土壤呼吸的季变化与0—10cm土壤含水量相关显著(P0.01),与人工杨树林不同,保留枯枝落叶土壤呼吸大于去除枯枝落叶。(5)人工杨树林土壤呼吸与土壤温度显著呈指数关系,小叶锦鸡儿群落土壤呼吸与土壤含水量显著呈幂函数关系,并运用归一化法,通过建立土壤呼吸LnRs与土壤温度T、土壤含水量Lnθ的双因子回归模型,得出土壤温度和土壤含水量分别对保留和去除枯枝落叶土壤呼吸的贡献率。     

沙坡头人工植被演替过程的土壤呼吸特征

为探讨人工植被演替过程对土壤呼吸速率的影响,本文利用碱液吸收法同步测定了腾格里沙漠东南缘1956、1964、1981、1987、1989、2007年始植的人工植被区和2007年新铺设的草方格固沙区及流沙区的土壤呼吸速率变化,同时分析了土壤水分和温度对上述不同样地土壤呼吸的影响。结果表明:1) 总体而言,土壤呼吸速率随着人工植被演替时间的延长而逐渐增大。当土壤含水量较高时,不同始植年代人工植被区的土壤呼吸速率具有显著的差异(P<0.05);当土壤含水量较低时,不同始植年代植被区的土壤呼吸速率没有显著的差异(P>0.05)。2)土壤呼吸速率与土壤含水量呈正相关关系,且相关系数随着人工植被演替时间的延长而逐渐增大。3)利用土壤呼吸速率-土壤温度指数函数关系计算得到不同人工植被演替阶段土壤呼吸速率的Q₁₀值均较低(平均值仅为1.02)。土壤温度对1987、1989年人工植被区内的土壤呼吸速率产生了显著影响(P<0.05),而对其他样地的土壤呼吸速率影响不显著 (P>0.05)。综合说明,人工植被的演替过程改变了土壤呼吸速率大小及其对土壤水分和温度的响应。     

桉树人工林林下植被、地面覆盖物与土壤物理性质的关系

对儋州市东成镇的7个不同类型的桉树(Eucalyptussp.)人工林和一个马占相思林(Acaciamangium)林下的土壤含水量、土壤温度、土壤容重、土壤坚实度(硬度)以及土壤的机械组成等5个土壤物理指标进行研究。结果表明,有林下植被的桉树人工林地的土壤含水量比无林下植被的桉树人工林地的高出11.2~62.9 g.kg-1;同一样地内,有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量平均比没有枯枝落叶覆盖物的土壤含水量高27.6~38.2 g.kg-1;有林下植被的桉树人工林地土壤温度比无林下植被的桉树人工林地和空旷弃荒地低,但却比无林下植被、树冠大、荫蔽度大的马占相思林地的高。有林下植被的桉树人工林地的土壤硬度要比无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地和空旷弃荒地的小5.49~18.76 kg.cm-3。林下植被覆盖率高的桉树人工林地,其容重比有林下植被的桉树人工林地、无林下植被的桉树人工林地、马占相思林地、牧草实验地样地小0.33~0.48 g.cm-3。这说明桉树人工林下植被和枯枝落叶是影响土壤含水量、土壤硬度、土壤温度、土壤容重等土壤物理性质的重要因子。因此,为了有效改善桉树林的立地条件以及能更好地经营桉树人工林,在...     

蒋家沟流域不同海拔灌草层群落特征与土壤关系的研究

为了解干热河谷区不同海拔梯度植物群落灌草层物种多样性与土壤养分、水分之间的关系,该文选择干热河谷典型流域——蒋家沟流域作为研究区域,在流域内海拔1 400～3 000 m范围设置样带,对样带内8个海拔梯度的植物群落进行样方调查,统计不同海拔梯度灌草层的物种组成,测定土壤养分、土壤含水量和持水量,并将土壤指标与植被多样性指数进行主成分分析和皮尔逊相关性分析。结果表明:流域内样地共发现灌草层植物32科77属80种,且灌草层植物群落组成、土壤有机碳(SOC)含量、全磷(TP)含量、土壤含水量和持水量均受海拔梯度的影响显著(P<0.05)。其中,土壤含水量、持水量、植物群落的丰富度指数和多样性指数均随着海拔升高不断增加,且高海拔区域SOC含量显著高于中低海拔区域(P<0.05)。土壤TP含量与Pielou指数、土壤含水量与Margalef指数、Shannon-Wiener指数和物种数均呈显著正相关(P<0.05),说明除海拔梯度外,土壤养分、水分含量是影响植物群落灌草层组成和多样性的关键因子。     

垄沟覆膜栽培冬小麦田的土壤呼吸

通过大田试验研究了垄沟覆膜栽培条件下冬小麦生长过程中土壤呼吸规律。结果表明,垄沟覆膜栽培条件下垄脊土壤呼吸速率高于平作栽培,而垄沟部土壤呼吸速率小于平作。冬小麦生育期内垄脊平均呼吸速率为(2.06±0.44)μmol CO2·m-2·s-1,垄沟为(0.75±0.11)μmol CO2·m-2·s-1,而平作栽培为(1.14±0.20)μmol CO2·m-2·s-1。土壤呼吸季节变化显著,越冬期低,夏季高。不同生育期土壤呼吸日变化规律不同,越冬前和返青期土壤呼吸与土壤温度成正相关,随着土壤温度的升高而增加,呈单峰曲线;拔节期后垄脊部的土壤呼吸日变化明显,呈现双峰曲线;而平作和垄沟的土壤呼吸速率平稳,没有明显峰值。5 cm土壤温度与土壤呼吸之间的相关性最好。在一定范围内(<24—31℃),土壤呼吸随着温度的增加而增加,温度过高反而会抑制土壤呼吸速率。土壤呼吸f(R)与5 cm土壤温度之间的关系可以用二次函数表示;5 cm土壤温度T和土壤含水量W的交互效应可用函数:f(R)=a(bT2+cT)(1+dln(2W)/T)+e表示。垄沟覆膜栽培显著改变了冬小麦田的土壤呼吸作用。     

东灵山地区辽东栎林主要土壤因子的Haar小波分解

小波分解可以区分一维信号的区域变化和局部细节,是进行土壤因子分析的一种有效方法。应用该方法对北京东灵山地区辽东栎林样带中的3个主要土壤因子指标进行Haar小波分解。结果表明：沿山下到山顶样带梯度,土壤含水量呈明显的逐步下降趋势;土壤pH值变化幅度在6.5-6.6之间,表现比较稳定;土壤有机质含量在样带中存在3个较高值区域,具有一定的复杂性。较大水平上3个土壤因子在样带的下部受到的干扰较大,在样带的中、上部受到的干扰较小;在较小水平上,土壤含水量存在不规则的周期性干扰,pH值和有机质含量受干扰的情况较为复杂,规律性不明显。低频近假信号可以有效地揭示出土壤因子在样带中的总体变化规律,高频细节信号主要反映土壤因子受其它因素干扰程度,并可以在样带上定位出现奇异性变化的区域。     

华北落叶松林细根生物量对土壤水分、氮营养空间异质性改变的响应

在华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)林选取采伐干扰样地和未采伐干扰样地进行对比研究, 分析采伐干扰造成林下土壤水分和氮营养空间异质性的改变对细根生物量空间变异的影响。采用空间格局分析的小支撑、多样点的设计原则, 对每个样点的土壤分3层取样(0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm)。进行细根(≤1 mm和1-2 mm)生物量与土壤含水量、全氮、硝态氮、铵态氮和土壤pH的偏相关分析, 以及细根生物量变异函数值和土壤各因子变异函数值的线性回归分析。研究结果表明, 在不同样地, 细根生物量与土壤各因子均表现为正相关关系, 不同土层相关性强弱表现各异, 其中土壤含水量与细根生物量的相关性显著。受采伐干扰后, 细根生物量与土壤含水量、全氮、土壤硝态氮空间变异的关联性更趋于明显。多元线性回归分析结果表明, 采伐干扰样地细根生物量的空间变异更多地受到土壤多因子的综合影响, 而未采伐干扰样地的细根生物量受土壤水分、全氮和硝态氮单独效应的影响更大。     

土壤含水量对桔小实蝇蛹期存活的影响

浸水时间、土壤含水量对桔小实蝇Bactroceradorsalis(Hendel)蛹的存活及成虫羽化的影响的研究结果表明:(1)不同浸水时间对桔小实蝇蛹存活率的影响不同。浸水时间越长,蛹存活率越低;浸水对初期蛹的影响较大,蛹龄越大,浸水作用效果越低。浸水时间(TW)、蛹期(AP)和蛹存活率(SP)之间关系符合以下模型:SP=0.4165-0.00307TW+0.2290AP-0.00004496T2W-0.0002528A2P+0.00008258TWAP。(2)土壤含水量对桔小实蝇成虫羽化影响明显。当土壤含水量较低或较高时,羽化率都明显受到抑制。相对含水量在30%～80%之间,蛹的羽化率较高。相对含水量(Ws)和成虫羽化率(E)之间存在以下关系:E=0.396+0.01985W-0.000181W2。     

枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)人工林土壤呼吸及其影响因子的比较

2007年1月至12月,采用LI-COR-6400-09气室连接到LI-COR-6400便携式CO2/H2O分析系统测定枫香(Liquidambar formosana)和樟树(Cinnamomum camphora)人工林的土壤呼吸,并分析了土壤水热因子及其根生物量对土壤呼吸的影响.研究结果表明:枫香和樟树人工林中土壤呼吸的季节动态存在明显的季节性变化,都呈现不规则的曲线格局.全年土壤呼吸速率平均值分别为1.501 ìmol 和2.800 ìmol s-1.枫香和樟树林土壤呼吸的季节变化与土壤温度呈显著的指数相关,土壤温度可以分别解释土壤呼吸变化的92.7%和77.4%,与土壤含水量呈二次方程关系,土壤含水量可以解释土壤呼吸变化的10.6%和18%.在P＝0.05水平上多元回归分析,分别得出枫香和樟树土壤呼吸与土壤温度和含水量方程:y=0.4728e0.122tw0.002;y=0.061e0.235tw0.086,土壤温度和含水量共同可以解释土壤呼吸变化的94.5%和88.5%.枫香和樟树林中全年土壤呼吸的Q10值分别为2.62和3.26,Q10值在随着季节温度升高,而逐渐减小.两种人工林群落土壤呼吸季节变化表现出受非生物因子温度和水分变化的调控,同时也受森林植被的根生物量、凋落物量的影响.     

北京城市绿地表层土壤碳氮分布特征

在北京中心城区及周边郊区(覆盖六环路范围),采集不同类型绿地表层(0—20cm)土壤样品490份,测定了土壤有机碳、无机碳、全碳和全氮含量,探讨了城市土壤碳氮分布特征。结果表明:城市不同类型绿地土壤中碳含量差异明显,行道树土壤的有机碳、无机碳和全碳含量均显著高于其他类型绿地,而其它类型土壤有机碳含量差异不显著;居住绿地、道路绿地、单位绿地和公园绿地土壤无机碳含量显著高于生产绿地、防护绿地;城市土壤有机碳、无机碳和全碳含量与距离城市中心距离呈显著的负相关关系;与郊区土壤相比,城区绿地土壤有机碳、无机碳含量有富集的趋势,且无机碳增加更加明显;与郊区农业土壤相比,城市绿地土壤中有机碳有明显地增加趋势,说明北京的城市化在一定程度上有利于土壤碳库的累积。不同类型绿地土壤全氮含量差异不显著,城郊之间全氮含量也无显著差异,土壤全氮质量分数和碳氮比有逐渐减小的趋势,城市化对土壤氮的影响需要进一步研究。     

上海城市绿化带土壤蜱螨目群落结构与生物指标

通过对上海城市绿化带6种典型环境土壤的调查,研究了城市绿化带土壤蜱螨目和其它小节肢类土壤动物的群落结构及其与土壤环境的关系。结果表明:城市绿化带土壤蜱螨目群落结构特征在很大程度上有别于自然土壤和农业土壤,反映了城市绿化带为一新型生态系统;城市绿化带土壤质量较差,但土壤蜱螨目仍然保持了较高的种类丰富度和密度,是恶劣环境评价的较好指示生物类群;除蜱螨目密度和种类丰富度外,甲螨亚目的无翼类、低等类和中气门亚目的种类丰富度和密度以及中气门亚目雌雄性比对环境变化敏感,且这些指标特征对不同环境土壤质量的评价结果基本一致,是较好的生物指标。     

广州南沙区4种典型城市林业土壤质量调查研究

为掌握广州南沙区城市林业土壤养分及肥力整体状况,提高广州南沙区城市林业土壤管养水平,以广州南沙区4种典型城市林业土壤(森林公园、湿地公园、生态景观林带、河涌防护林)为研究对象,测定土壤pH值、电导率、容重、渗透率、非毛管孔隙度、有机质、水解氮、有效磷、速效钾等9项理化指标,通过土壤理化性质分析、土壤综合肥力分析,对广州...     

城市土壤封闭对有机碳库影响的时空变化模拟

随着全球城市化的迅速发展,城市生态系统的研究日益受到关注。城市化过程引发的大面积土壤封闭,导致土壤功能退化,进而影响城市生态系统。通过构建城市封闭土壤碳循环模型,考虑土壤温度,水分,有效氮含量以及各项理化性质等影响土壤有机碳在封闭条件下分解的影响因素,模拟南京市1980年至2010年城市封闭土壤有机碳含量与土壤有机碳库的时空变化过程,揭示人工封闭对于城市土壤功能的影响。结果表明:南京市1980年至2010年封闭土壤的有机碳含量显著减少,2010年土壤有机碳含量的均值为6.7 g/kg,比开放土壤低54.7%。土壤有机碳含量较低的区域主要分布在快速城市化的地区。由于封闭土壤阻碍了土壤有机碳的来源,造成封闭土壤有机碳含量持续减少,1980年至2010年间城市土壤有机碳库的总量减少约0.32 Tg。城市封闭对土壤有机碳影响的时空变化模拟可为研究城市化过程中的生态环境效应与城市生态建设提供参考。     

城市不同地表覆盖类型对土壤呼吸的影响

采用Licor-6400-09的土壤呼吸测量系统对北京市区3种不同覆盖类型地表(全硬地表、半透砖地表、草坪覆盖地表)的土壤呼吸速率及其影响因子进行了测定和分析。结果表明:(1)不同地表覆盖类型的土壤呼吸速率年均值分别为7.928 μmol·m^-2·s^-1(全硬地表),5.592 μmol·m^-2·s^-1(部分硬化地表)、2.625 μmol·m^-2·s^-1(草坪覆盖地表);土壤呼吸日均值最高均出现在夏季(14.785,10.296,5.143 μmol·m^-2·s^-1),最低为冬季(0.490,0.319,0.239 μmol·m^-2·s^-1);(2)3种地表类型的土壤呼吸速率有显著差异(P<0.05),大小排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(3)3种地表类型土壤呼吸速率均与土壤温度呈显著的指数相关,Q₁₀值排序为:草坪覆盖地表<部分硬化地表<全硬地表;(4)土壤含水率和土壤电导率与土壤呼吸均有一定的相关性,但关系较为复杂,有待于进一步研究。     

南京市城市土壤水分入渗特征

采用双环法测定了南京市代表性的土地利用类型下土壤的水分入渗率,研究了不同压实程度下土壤的入渗特征.结果表明：南京市不同压实程度土壤的入渗能力差异较大;土壤压实越严重,其容重越大、孔隙度越小,土壤入渗率越小;严重压实的土壤中存在水分入渗的限制层,致使稳定入渗率明显降低;土壤初始入渗率与稳定入渗率的差异较大,两者之间存在显著的线性相关关系.研究区土壤稳定入渗率的分布范围非常广（1～679 mm·h^-1）,这与城市土壤的压实、结构状况以及粗骨性砾石的存在密切相关.城市土壤入渗率的减小导致地表径流系数以及发生洪涝的几率和强度增大.     

不同类型城市森林对土壤肥力的影响

以东北林业大学城市林业示范研究基地中9种人工林(兴安落叶松林、樟子松林、黑皮油松林、黄波罗林、胡桃楸林、水曲柳林、白桦林、蒙古栎林、针阔混交林)及附近的农耕地和撂荒地土壤为研究对象,通过对林地土壤不同层次pH值、有机质及主要养分含量的测定分析,研究了不同林型对土壤肥力的影响.结果表明：阔叶林(除蒙古栎林)的土壤趋于中性,针阔混交林、兴安落叶松林、樟子松林和黑皮油松林的土壤呈微酸性,蒙古栎林的土壤呈酸性;随土壤深度增加,土壤有机质、水解氮、速效钾、有效磷、全氮、全磷含量均呈下降趋势.不同林地土壤同一层次化学指标整体差异显著(P＜0.05).土壤肥力优劣为：水曲柳林>黄波罗林>针阔混交林>胡桃楸林>白桦林>撂荒地>农耕地>樟子松林>兴安落叶松林>蒙古栎林>黑皮油松林,说明阔叶林(除蒙古栎林)和针阔混交林中的土壤肥力增加,而针叶林的土壤肥力趋于下降.     

城市绿地种子库的初步研究

对城市绿地土壤种子库的组成、种群数量、空间分布和物种多样性进行了初步研究,结果表明：城市绿地土壤种子库存中共出现植物42种,其中在第一层中共出现植物1 477株,多样性指数为2.05,均匀度是0.58,最大的物种多样性指数是3.56,第二层的物种多样性指数,均匀度和最大物种多样性指数均比第一层要低,分别为1.94、0.56和3.47,植物种类也要少一些。城市绿地土壤种子库中种的丰富度、种子苗量、多样性指数均不如远郊区山地天然次生林。城市绿地土壤种子库中蕴藏着一些潜在种群,有些植物种可以用于城市绿化建设。     

城市绿地土壤呼吸速率的变化特征及其影响因子

城市绿地土壤呼吸作用深刻影响着城市生态系统碳循环过程,强化城市绿地土壤呼吸速率(Rs)的变化特征及其影响因素的研究,可揭示绿地在城市生态系统碳循环过程中的作用,为优化布局城市绿地和实现低碳排放目标提供科学依据。以广州市海珠湖公园的疏林、灌丛和草地3种典型植被类型的土壤为研究对象,于2013年11月-2014年10月采用静态箱—气相色谱法对公园绿地Rs进行跟踪观测。结果表明:海珠湖公园城市绿地在干湿季节中Rs差异显著;干季Rs较低且波动幅度较小疏林、灌丛和草地的凡变化范围分别为(1.66±0.18)-(3.26±0.20)μmol m~(-2)s~(-1)、(1.27±0.15)-(3.67±0.16)μmol m~(-2)s~(-1)和(1.94±0.08)-(6.82±1.13)μmol m~(-2)s~(-1);湿季Rs较高且波动幅度较大,疏林、灌丛和草地的Rs变化范围分别为(3.53±0.46)-(13.81±1.31)μmol m~(-2)s~(-1)、(2.82±0.22)-(12.72±1.16)μmol m~(-2)s~(-1)和(2.80±0.30)-(9.83±0.96)μmol m~(-2)s~(-1)。T_(10)和VWC_(10)均对土壤呼吸过程有重要的影响,进一步通过回归分析得出,土壤10cm处温度(T_(10))和体积含水量(VWC_(10))分别解释Rs时间变异的40%左右和10-24%左右。T_(10)和VWC_(10)相互影响、共同作用于土壤呼吸过程,双因素复合模型的解释能力较单因素模型明显提高,均在50%以上,复合模型为Rs=α·exp(β·T_(10)+γ·VWC_(10))。干湿季土壤呼吸的温度敏感性(Q_(10))有明显差异,湿季的Q_(10)比干季的分别高0.44、0.70和0.46。     

城市土壤质量演变及其生态环境效应

城市化是人类活动影响下自然生态系统向人工生态系统的急剧变化形式,它引起一系列生态环境条件的改变。城市对土壤资源的数量和质量产生深刻的影响,包括土壤地表封闭引起的土壤生态功能彻底消失,土壤物理性质恶化,土壤形态学特征和演变过程深受人为作用的影响。短程变异增加而总体多样性降低,土壤污染加剧,土壤养分富集等多方面,城市过程中土地利用变化对土壤产生一系列生态环境效应,如养分径流输出增加,热缓冲能力下降,污染转移危险性上升等,有必要迅速开展城市化过程中土壤质量演变及其生态环境效应的系统研究,为我国城市可持续发展提供理论依据。