中国北亚热带天然次生林与杉木人工林土壤活性有机碳库的比较

为了了解北亚热带东部地区天然次生林转变成杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林对土壤活性有机碳库的影响, 以浙江省富阳市庙山坞森林生态系统定位研究站杉木人工林和天然次生林为研究对象, 对达到成熟林状态的两种林分类型0-60 cm内各土层土壤活性有机碳含量进行了比较研究。结果表明: 1)天然次生林土壤总有机碳、易氧化有机碳、水溶性有机碳和轻组有机质含量均高于杉木人工林, 与人工杉木林相比, 增幅分别为19.0%-32.6%、0.8%-30.3%、3.8%-54.1%和6.3%-38.6%, 且在0-10和10-20 cm土层差异显著(p < 0.05) (水溶性有机碳仅在0-10 cm土层差异显著); 2)杉木人工林土壤水溶性有机碳与易氧化碳占总有机碳的比率均高于天然次生林; 3)两个林分土壤水溶性有机碳、易氧化碳和轻组有机质与总有机碳含量均呈现极显著相关, 且天然次生林土壤易氧化碳、轻组有机质与总有机碳的相关系数均大于杉木人工林; 4)土壤有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效磷、速效钾、速效钙和速效镁)的相关性均达到显著(p < 0.05)或极显著(p < 0.01)水平。     

不同经营类型毛竹林土壤活性有机碳的差异

以起始于1984年的长期不同经营类型毛竹林为研究对象,探讨了秋季毛竹林集约经营后土壤有机碳库的变化。结果表明:(1)集约经营后0—10 cm土层毛竹林土壤总有机碳、易氧化碳、水溶性有机碳和轻组有机质含量分别下降了8.64%,14.11%,8.29%,29.70%(0—20 cm),差异均达到显著水平。(2)两种毛竹林土壤各种碳的剖面特征均随土层深度的增加而呈下降趋势,但下降幅度不同。集约经营在一定程度上影响了毛竹土壤易氧化碳、水溶性有机碳的剖面特征。(3)土壤各活性有机碳之间,土壤总有机碳、易氧化碳、水溶性有机碳与土壤全氮、水解氮、速效K、Ca、Mg之间相关性均达到显著或极显著水平(水溶性有机碳与速效磷相关性不显著),轻组有机质含量除与速效钙极显著相关外,与其它土壤养分之间相关性均不显著。(4)集约经营降低了土壤易氧化碳碳素有效率、水溶性有机碳碳素有效率及土壤碳库活度,并在土壤剖面部分土层达到显著水平。因此,集约经营的毛竹林,通过配施恰当比例的有机无机肥,结合土壤垦复、除草、合理的竹株留养和采伐等综合竹林经营技术,以达到改善土壤质量和实现毛竹林可持续经营的目的。     

毛竹林地表稻草覆盖后翻耕对土壤有机碳的影响

为了解毛竹林地表覆盖后翻耕对土壤总有机碳及土壤活性有机碳含量的影响,以浙江省台州市黄岩区山地毛竹林为研究对象,对连续覆盖2年翻耕,连续覆盖2年未翻耕和自然生长样地(对照)3种不同管理方式下地表覆盖的毛竹林0~50 cm土层土壤有机碳含量进行了比较。结果表明:覆盖2年未翻耕处理和覆盖2年翻耕处理0~50 cm各土层土壤总有机碳含量比对照样地分别增加了8.7%~43.8%和22.2%~90.8%;土壤轻组有机质含量较对照分别增加了13.2%~111.0%和36.7%~238.5%;覆盖2年翻耕处理和对照样地相比,0~50 cm各土层土壤易氧化碳含量分别增加了21.9%~97.5%,而覆盖2年未翻耕处理下的土壤易氧化碳含量0~20 cm土层较对照样地增加明显,20~50 cm土层则有减少的趋势;3种处理下的土壤水溶性有机碳含量,除10~20 cm土层差异性显著外,其余的土层变化都不明显;对照样地土壤水溶性有机碳占总有机碳的比率高于覆盖2年处理的毛竹林地,而易氧化碳占总有机碳的比率则表现为0~20 cm土层覆盖2年未翻耕覆盖2年翻耕对照样地,20~50 cm土层对照样地覆盖2年翻耕覆盖2年未翻耕;3种处理下土壤各活性有机碳与土壤总有机碳的相关性均达到极显著水平;3种处理方式下,土壤有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁)的相关性均达到显著(P0.05)或极显著(P0.01)水平。     

毛竹林地表覆盖年限对土壤有机碳的影响

为了解毛竹(Phyllostachys edulis)林不同年限地表覆盖对土壤总有机碳及土壤活性有机碳含量的影响,以浙江省台州市黄岩区山地毛竹林为研究对象,对覆盖1年、覆盖2年和自然生长(对照)的毛竹林地0–50 cm内各土层土壤活性有机碳含量进行了比较研究。结果表明:1)地表覆盖1年和2年的毛竹林样地土壤总有机碳、轻组有机质和易氧化碳含量均高于对照样地,相比于对照样地,覆盖1年的毛竹林样地土壤总有机碳、土壤轻组有机质、土壤易氧化碳含量分别增加11.2%–74.2%、31.7%–196.9%、5.0%–79.6%,覆盖2年的毛竹林样地土壤总有机碳、土壤轻组有机质和土壤易氧化碳含量分别增加22.2%–90.8%、36.7%–238.5%、21.9%–97.5%。不同处理样地的土壤水溶性有机碳含量差异不明显。2)对照样地土壤水溶性有机碳占总有机碳的比率高于覆盖处理的毛竹林地,而易氧化碳占总有机碳的比率在0–30 cm土层表现为覆盖1年覆盖2年对照样地。3)覆盖1年、覆盖2年和自然生长3种处理下,土壤水溶性有机碳、易氧化碳、轻组有机质和总有机碳含量呈现较高的相关性,且对照样地土壤水溶性有机碳与总有机碳的相关系数大于覆盖1年和覆盖2年的毛竹林地,覆盖2年的毛竹林样地易氧化碳与轻组有机质的相关系数最大。4)三种处理方式下,土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳、轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、有效磷、速效钾、交换性钙、交换性镁)的相关性达到显著或极显著水平。短期内毛竹地表覆盖有利于提高土壤总有机碳、土壤活性有机碳和土壤养分元素含量,对改善毛竹林土壤质量,维持竹林可持续经营具有一定的促进作用。     

火烧对中国北亚热带天然马尾松林土壤有机碳的影响

以北亚热带天然马尾松火烧迹地为研究对象,对火灾1年后0~50 cm各土层土壤有机碳和土壤养分含量变化进行分析。结果表明:火灾后各层土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量均高于对照样地,增幅分别为4.5%~47.6%、6.6%~43.0%和9.0%~49.1%,且在0~10 cm和10~20 cm土层中差异极显著(P0.01);火灾发生1年后在0~50 cm土壤剖面土壤有机碳储量相比对照样地增加了23.8%(P0.01);过火后土壤总有机碳、易氧化碳和轻组有机质与土壤养分(全氮、水解氮、速效钾)的相关性均达到极显著水平(P0.01)。火后土壤有机碳增加的主要原因是植被层未充分燃烧的有机残体的混入。     

集约经营对毛竹林土壤碳氮库及酶活性的影响

为探明集约经营对毛竹林土壤碳库、氮库以及酶活性的影响,在浙江省临安市选取相邻的粗放经营毛竹林和集约经营毛竹林(经营年限为15年),测定表层(0～20 cm)与亚表层(20～40 cm)土壤不同形态碳氮和蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶的活性.结果表明: 长期集约经营显著降低毛竹林土壤有机碳含量和储量,表层和亚表层土壤有机碳储量分别下降13.2%和18.0%;集约经营15年后,毛竹林表层和亚表层土壤水溶性碳、热水溶性碳、微生物生物量碳和易氧化碳含量均显著降低;与粗放经营毛竹林相比,集约经营毛竹林表层和亚表层土壤氮储量分别增加50.8%和36.6%;集约经营显著增加毛竹林土壤硝态氮和铵态氮含量,显著降低土壤水溶性氮和微生物生物量氮含量;集约经营15年后,毛竹林表层土壤蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和酸性磷酸酶活性均显著下降,亚表层土壤酸性磷酸酶活性显著下降,而其他酶活性均无显著变化.长期集约经营导致毛竹林土壤碳储量、活性碳库和微生物活性显著下降,在以后的经营过程中要注意化肥与有机肥配合使用,以保证毛竹林的可持续经营.     

林下植被抚育对樟树人工林土壤活性有机碳库的影响

以我国亚热带东部地区48年生樟树人工林为对象,并以未抚育林分为对照,分析了不同林下植被处理对两种林分0～60 cm土层土壤活性有机碳含量及其比率的影响.结果表明: 与对照相比,抚育林分土壤总有机碳和易氧化碳含量均下降,且在0～10和10～20 cm土层之间的差异达到显著水平;而水溶性有机碳(0～10 和10～20 cm土层除外)和轻组有机质含量升高,但差异不显著.抚育林分土壤水溶性有机碳占总有机碳的比率高于对照,而易氧化碳占总有机碳的比率则相反.两种林分土壤中水溶性有机碳、易氧化碳、轻组有机质与总有机碳含量均呈显著或极显著相关,其中,抚育林分的易氧化碳和轻组有机质与总有机碳的相关系数大于对照,而水溶性有机碳与总有机碳则相反.两种林分中,易氧化碳、轻组有机质、总有机碳与土壤养分的相关性均达到显著或极显著水平,而抚育林分土壤水溶性有机碳与水解氮、速效磷、交换性钙和交换性镁的相关性不显著.     

不同土地利用类型下土壤活性有机碳库的变化

分析了中国科学院沈阳生态试验站不同土地利用类型长期定位试验土壤0～40cm活性有机碳含量,结果表明:0～20cm土层内荒地土壤有机碳、易氧化碳、微生物生物量碳、溶解性有机碳和轻组有机碳含量高于割草地和裸地,而割草地颗粒有机碳含量略高于荒地;在20～40cm土层,割草地土壤有机碳、易氧化碳和颗粒有机碳含量较高,而荒地微生物量碳、溶解性有机碳和轻组有机碳含量较高。不同土地利用类型土壤活性有机碳含量均随着土层加深而递减。土壤微生物量碳、溶解性有机碳和轻组有机碳的分配比例为荒地>割草地>裸地,易氧化碳和颗粒有机碳的分配比例为割草地>荒地>裸地。土壤活性有机碳的分配比例随土层加深而下降,但溶解性有机碳的分配比例变化趋势相反。     

不同树龄香榧土壤有机碳特征及其与土壤养分的关系

该研究以浙江省诸暨市的香榧国家森林公园5个树龄段(0~50、50~100、100~300、300~500和500a以上)的香榧(Torreyagrandis)为研究对象,通过野外采集土壤样品,分析其0~20、20~40、40~60cm土层土壤总有机碳(TOC)、易氧化碳(ROC)、轻组有机质(LFOM)及土壤养分含量,探讨不同树龄香榧土壤有机碳变化规律,为香榧林的土壤质量评价与持续利用,以及香榧古树的保护提供理论依据。结果表明:(1)不同树龄香榧土壤的总有机碳、易氧化碳和轻组有机质含量均随香榧树龄的增加呈先增大后减小的趋势,且300~500a生的数值最大,但易氧化碳与轻组有机质含量在各树龄间的差异不明显。(2)不同树龄香榧土壤中易氧化碳占总有机碳的比例总体表现为:50~100a0~50a100~300a300~500a500a以上(0~20cm土层除外)。(3)各树龄段香榧土壤易氧化碳和轻组有机质含量与土壤总有机碳之间的相关性均达到极显著水平;不同树龄段香榧土壤总有机碳、各活性有机碳组分与全氮(TN)、水解性氮(AN)、有效磷(AP)之间的相关性较好(0~50a生除外),与速效钾(AK)、交换性钙(Ca)和交换性镁(Mg)之间的相关性较差(500a以上除外);500a以上香榧土壤总有机碳、各活性有机碳组分与土壤养分的相关性均达到极显著水平。     

火烧对马尾松林土壤酶活性和有机碳组分的影响

土壤酶参与土壤有机质矿化过程,林火能通过改变土壤中微生物的群落结构等来改变土壤酶的活性,进而影响土壤有机碳的动态过程。土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成部分,火烧会使土壤有机碳组分发生变化,研究火烧后土壤有机碳组分的变化对于土壤有机碳库的管理具有重要意义。以我国中亚热带典型马尾松人工林火烧迹地为研究对象,通过对比研究,探讨了火烧对土壤酶活性和土壤有机碳组分的影响以及两者之间的关系。结果表明:(1)与对照相比,火烧后一年0—10 cm土层土壤p H值明显升高(P0.05),土壤总碳含量显著降低(P0.05),土壤全氮含量平均降低17.5%(P0.05)。0—10 cm土层和10—20 cm土层土壤含水量均显著低于对照(P0.05)。(2)相比对照,土壤β-葡萄糖苷酶活性在0—10 cm土层显著降低(P0.05),土壤酚氧化物酶活性和过氧化物酶活性显著升高(P0.05)。(3)火烧后一年0—10 cm土层土壤微生物量碳、土壤颗粒性有机碳、土壤易氧化碳含量比对照分别降低26.4%、30.9%和2.69%,但无显著差异,土壤溶解性有机碳含量则显著降低(P0.05);两个土层土壤不稳定有机碳含量和粘粒有机碳含量变化不显著。     

Duration of mulching caused variable pools of labile organic carbon in a Phyllostachys edulis plantation

Aims Soil total organic carbon and labile organic carbon are important indicators in evaluating soil quality. Mulching is widely applied to promote the emergence of bamboo shoot in winter time through stand management. Yet the consequences of mulching on soil quality in Phyllostachys edulis have not been well studied. We aim at the quantitative effect of mulching duration on soil quality in P. edulis stands.
Methods Several P. edulis stands located in Huangyan District of Taizhou, Zhejiang Province of China, had been applied with mulching for 1-2 years and were used in this study to assess the mulching effects. We also selected stands without mulching treatment as the reference sites (or control, CK) for comparisons.||||Important findings Total soil organic carbon (TOC), light fraction organic matter (LFOM), and easily-oxidized carbon (EOC) contents at stands with 1-year and 2-year mulching treatments were significantly increased compared with those at the CK sites. The 1-year mulching increased TOC, LFOM and EOC by 11.2%-74.2%, 31.7%-196.9% and 5.0%-79.6%, respectively, than those of CK sites, while by 22.2%-90.8%, 36.7%-238.5%, and 21.9%-97.5% with 2-year treatment. However, the contents of water-soluble organic carbon (WSOC) changed insignificantly. Among the indicators, we found that WSOC:TOC in CK was higher than that with the mulching treatments, while EOC:TOC with 1-year treatment was higher than that with 2-year treatment, and EOC:TOC with 2-year treatment was higher than that of CK. Additionally, WSOC, EOC, and LFOM at all three treatments showed high correlations with TOC, with a higher correlation coefficient of WSOC with TOC of 0- 30 cm soil layers in CK than those with mulching treatments. The correlation coefficient of EOC and LFOM with TOC was the highest at the 2-year mulching sites. More importantly, TOC, WSOC, EOC, and LFOM were significantly (p < 0.05), or extremely significantly (p < 0.01), correlated with soil nutrient content, including total N, hydrolysis N, available P, available K, exchangeable Ca, and exchangeable Mg in all treatments. In sum, it appeared that mulching in short term can increase the contents of TOC, soil labile organic carbons and soil nutrients in bamboo soils, yielding an improved soil quality and thus can be promoted as a plausible practice for the sustainable management of P. edulis stands.     

江西官山常绿阔叶林土壤有机碳组分沿海拔的变化

对江西官山国家级自然保护区不同海拔(400、600、800、1000、1200 m)常绿阔叶林土壤总有机碳、惰性有机碳和活性有机碳进行分析,研究土壤有机碳的海拔分布特征。结果表明: 土壤总有机碳、惰性有机碳及活性有机碳含量在土壤表层最高,随土层加深而逐渐下降。随海拔升高,土壤总有机碳、惰性有机碳、易氧化有机碳、微生物生物量碳及0～20 cm土层土壤颗粒有机碳含量均出现先增后降的趋势, 且在海拔1000 m达到峰值,而土壤水溶性有机碳及20～40 cm土层土壤颗粒有机碳含量无明显变化。在0～10 cm土层,土壤惰性有机碳占总有机碳的比例在海拔800和1200 m显著高于海拔400和1000 m,而土壤活性有机碳占总有机碳的比例在海拔400 m最高;土壤惰性有机碳和活性有机碳占总有机碳的比例在10～40 cm土层随海拔的增加均呈先增加后降低的趋势,峰值分别在1000和600 m处。各组分有机碳与土壤湿度、微生物生物量氮、可溶性有机氮均呈显著正相关,而且活性有机碳与铵态氮呈显著正相关。海拔显著影响常绿阔叶林土壤有机碳组分的分布,惰性有机碳、易氧化有机碳和微生物生物量碳对海拔变化的响应更敏感。高海拔土壤惰性有机碳和活性有机碳在水分和氮素充足条件下易发生分解与转化,降低土壤碳库的稳定性。在全球气温持续升高背景下,要加强高海拔地区森林土壤有机碳的动态变化研究。     

衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对土壤活性有机碳库的影响

为了解植被恢复对土壤活性有机碳库的影响,采用空间代替时间序列方法,对衡阳紫色土丘陵坡地植被恢复对土壤活性有机碳含量和分布进行研究。结果表明,土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、水溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)和易氧化碳(ROC)含量均以乔灌阶段最高(P0.05),随土层加深显著减小(P0.05)。随恢复进程,MBC/SOC、DOC/SOC和ROC/SOC显著增加(P0.05);0~20 cm土层,LFOC/SOC随恢复显著增加(P0.05),而20~40 cm土层,LFOC/SOC的差异不明显(P0.05)。随土层加深,LFOC/SOC显著减小(P0.05),DOC/SOC、MBC/SOC和ROC/SOC逐渐增加(P0.05)。SOC、MBC、DOC、LFOC和ROC间存在极显著正相关关系(P0.01)。各类活性有机碳库与土壤含水量(SWC)、全氮(TN)、碱解氮(AN)和速效磷(AP)呈显著或极显著正相关关系(P0.05或P0.01),与土壤容重(BD)呈极显著负相关关系。因此,植被恢复在一定程度上可提高衡阳紫色土丘陵坡地土壤活性有机碳的形成和积累,增加土壤碳储量。     

不同植茶年限土壤团聚体及其有机碳分布特征

作为土壤结构的基本单元和土壤肥力的重要组成部分,土壤团聚体对土壤的物理、化学和生物特性均有重要影响。试验选取了雅安市名山区中峰乡生态茶园区12—15a、20—22a、30—33a和50a的茶园,研究其土壤团聚体及其有机碳总量、储量和活性组分的分布特征,探究植茶年限对土壤团聚体及其有机碳分布的影响。结果表明:(1)研究区土壤以2 mm粒级团聚体为主,约为70%—80%,且在0—20 cm土层植茶20—22a土壤团聚体含量最高;(2)茶园土壤团聚体有机碳含量随团聚体粒级的减小而增加,最大值出现在0.25 mm粒级团聚体,且在植茶50a时达最高值,0—20 cm土层团聚体有机碳含量均高于20—40 cm,土壤团聚体水溶性有机碳和微生物生物量碳随植茶年限的延长呈先增加后降低的变化趋势,植茶30—33a时含量最高,且小粒级团聚体水溶性有机碳含量较高而微生物量碳较低;(3)土壤团聚体对有机碳的贡献率约有70%来自2 mm粒级团聚体,团聚体有机碳储量随植茶年限延长呈增加的趋势,不同植茶年限0—20 cm土层各粒级团聚体有机碳储量均高于20—40 cm土层,且以0.25 mm粒级团聚体有机碳储量最高。研究结果在一定程度上揭示了不同植茶年限土壤团聚体及其有机碳的分布特征,可为改善区域土壤质量及实施退耕还茶工程提供理论指导。     

林冠氮添加和林下植被去除对杉木林土壤有机碳组分的影响

为探讨氮添加和林下植被管理对杉木人工林土壤有机碳组分的影响,以福建沙县官庄国有林场杉木人工林为对象,设置对照（CK）、林冠氮添加（CN）、林下植被去除（UR）、林冠氮添加和林下植被去除（CNUR）4个处理的野外控制实验,研究林冠氮添加和林下植被去除对土壤总有机碳、惰性有机碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、微生物生物量碳和水溶性有机碳的影响。结果表明：5年CN添加处理显著降低易氧化有机碳（10—20 cm）和微生物生物量碳（20—40 cm）含量,增加表层土壤颗粒有机碳占总有机碳的比例。UR处理对土壤有机碳组分的作用不显著,而CNUR处理显著降低表层土壤水溶性有机碳含量及其比例。土壤各有机碳组分均与土壤含水量、可溶性有机氮、微生物生物量氮和铵态氮呈显著正相关。研究表明,土壤活性有机碳比惰性有机碳对林冠氮添加（5年）的响应更敏感,且表现为中下层土壤响应大于表层土壤,短期氮添加能促进土壤活性有机碳的分解,而林下植被去除在短时间内可能通过改变土壤含水量和可利用氮减缓有机碳的分解与转化,从而补偿由于氮添加引起的土壤活性有机碳下降,未来需要通过长期氮添加实验进一步研究土壤有机碳动态变化的响应机制。