苏北沿海不同土地利用方式土壤水溶性有机碳含量特征

土壤水溶性有机碳(WSOC)是土壤碳循环最活跃的组成部分之一。土地利用方式的改变可能显著影响土壤有机碳的组成和结构,进而影响到大气与土壤间的碳交换。本研究以苏北沿海地区农田、杨农复合经营、杨树纯林以及草地等4种不同土地利用方式土壤为研究对象,采用TOC-VCPN总有机碳仪测定了4种不同土地方式下土壤WSOC含量的变化。分析了土壤WSOC与土壤总有机碳(TOC)、易氧化碳(ROC)及理化性质的相关关系。结果表明:WSOC和TOC、土壤全氮(TN)、ROC呈显著正相关,与碳氮比、pH、土壤容重呈显著负相关;WSOC的含量随土层的加深而减少,与总有机碳的变化特征一致,在各个土层,不同土地利用方式WSOC含量差异不显著;农田和草地的WSOC含量在0～10cm土层与10～25cm土层之间差异显著(P<0.05),杨农复合经营的WSOC含量在10～25cm土层与25～40cm土层之间差异显著(P<0.05),其他3种类型差异不显著。     

小流域内植被类型对土壤NO3-/NH4+空间变化的影响

流域内植被类型、地形地貌特征对土壤氮循环过程有重要的作用,是影响下游水体无机氮素来源以及富营养化的关键因子。通过比较小流域内4种植被类型(落叶松人工林、油松人工林、天然阔叶次生林和农田(玉米))对土壤NO3--N和NH4+-N含量空间变化的影响,揭示流域内不同立地条件下水源涵养林与土壤无机氮变化特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NO3--N和NH4+-N含量差异显著(P<0.05);由坡上到坡下土壤NO3--N和NH4+-N含量显著降低;在土壤表层NO3--N和NH4+-N含量最高,随着土层深度增加无机氮含量减少;与水源涵养林天然植被和人工林植被相比,农田土壤NO3--N含量最高(11.86mg·kg-1),有较高的氮流失风险。     

苏北沿海土地利用变化对土壤易氧化碳含量的影响

土壤易氧化碳(readily oxidizable carbon, ROC)作为指示土壤有机碳(SOC)早期变化的敏感指标,对研究人类干扰及全球变化背景下的土壤有机碳库稳定性及其动态具有重要的指示意义.为深入了解土地利用变化对土壤易氧化碳含量的影响,本文对苏北沿海地区草地、农田、杨-农复合经营及杨树纯林4种不同土地利用方式的土壤ROC含量及其相关因子进行了测定.结果表明： 苏北沿海地区不同土地利用类型的ROC含量表现为草地＜农田＜杨-农复合系统＜杨树林,不同土地利用方式间ROC含量在0~10 cm土层差异最为显著;ROC及ROC/SOC随着土层深度的增加而递减,且不同土层之间差异显著;4种土地利用方式ROC的季节变化趋势一致,其值均为夏季最大,冬季次之,春季最小;ROC与土壤pH值、土壤容重呈极显著负相关,与SOC、土壤水溶性有机碳(WSOC)、全N、土壤C/N、Mg呈显著或极显著正相关,而与土壤湿度、全P的相关性不显著.土地利用方式的变化显著影响了土壤易氧化碳的空间分布特征,土壤容重、pH值、全N和SOC是ROC在不同土地利用方式间产生差异的主要-原因.     

半干旱区沙质退化草地造林对土壤质量的影响

采用野外调查与室内培养相结合的方法,研究了我国北方半干旱区科尔沁沙地退化草地营造樟子松人工林32年后0～10 cm表层土壤理化性状、土壤碳氮矿化量、土壤微生物量以及土壤酶活性等的变化. 结果表明32年生樟子松人工林土壤有机碳、全氮和全磷等养分含量分别下降了21%、42%和45%;5月和11月樟子松人工林土壤NH4 -N显著高于草地(P=0.001;P=0.019),而5、8和11月草地土壤NO3--N含量显著高于樟子松人工林(P＜0.001;P=0.048;P=0.031);5、8和11月樟子松人工林土壤有机碳日矿化释放的CO2-C量均大于草地,而二者土壤氮矿化率差异不显著(P＞0.05);5和8月樟子松人工林土壤微生物量碳含量与草地相比差异不显著,11月则显著高于草地;土壤养分和水分含量是影响土壤微生物量碳含量的重要因素;与草地相比,樟子松人工林土壤脲酶和蔗糖酶活性降低,而土壤过氧化氢酶活性升高. 上述结果说明半干旱区沙质退化草地营造樟子松人工林32年后土壤质量出现一定程度的下降;由于植被的改变,樟子松人工林土壤理化性状和生物学性状等表现出与草地不同的季节动态特征.造林作为我国北方半干旱区沙地退化生态系统的一种恢复手段具有一定的局限性.     

土地利用方式对黑土剖面有机碳分布及碳储量的影响

以典型黑土区29年长期定位试验处理下的土壤为对象,研究了农田、裸地、自然草地和落叶松林地4种土地利用方式下土壤剖面(0~200 cm)有机碳及碳储量的分布特征.结果表明:不同土地利用方式下表层(0~10 cm)土壤有机碳含量差异最大,表现为草地>农田>林地>裸地.农田10~120 cm各土层有机碳含量均低于草地、林地和裸地.与农田相比,自然草地对土壤有机碳提升作用明显,其0~60 cm各层土壤有机碳含量均显著高于农田;裸地表层(0~10 cm)土壤有机碳含量显著低于农田;落叶松林地0~20 cm有机碳含量与农田相比无明显变化,但其20~140 cm土层有机碳含量均高于农田.土壤剖面有机碳含量与p H值、容重、粉粒和粘粒含量呈显著负相关,与全氮和砂粒含量呈显著正相关.农田0~200 cm剖面有机碳储量显著低于其他3种利用方式,分别比草地、裸地和林地低13.6%、11.4%和10.9%.农田黑土在增加碳储量及改善环境方面具有很大潜力.     

林下植被去除与氮添加对樟子松人工林土壤化学和生物学性质的影响

通过析因试验设计,研究了科尔沁沙地樟子松人工林生态系统内土壤无机氮(NO3--N+NH4+-N)含量,潜在净氮矿化(PNM)、硝化速率(PNN),微生物生物量碳(MBC)、氮(MBN)及MBC/MBN,土壤脲酶、酸性磷酸单酯酶活性和土壤有效磷(Olsen-P)含量对林下植被管理(对照和去除)和氮添加(对照和添加8g·m-2)的短期响应.结果表明:林下植被去除显著降低了土壤NH4+-N含量、PNM、MBC和MBC/MBN比值,提高了土壤Olsen-P含量,而对土壤NO3--N含量、PNN和土壤酶活性的影响不显著.氮添加提高了土壤NO3--N含量、PNM和PNN,但对其他指标的影响不明显,可能与试验处理时间较短有关.土壤NH4+-N含量对林下植被去除与氮添加的交互作用的响应显著;而NO3--N含量虽对林下植被去除与氮添加处理的交互作用响应不显著,但在氮添加同时进行林下植被去除的样地中的土壤NO3--N含量比只进行氮添加处理的样地提高了27％,有可能导致土壤中NO3-的淋失.林下植被是影响樟子松人工林土壤化学和微生物学性质的重要因素,因此在森林管理和恢复过程中,不能忽视林下植被的作用.     

水源涵养林不同植被类型土壤NH_4~+-N和NO_3~--N分布特征

以辽宁东部山地水源涵养林为对象,选择槭树-蒙古栎林、山杨林、白桦-山杨林和落叶松人工林等4种植被类型,测定其土壤NH4+-N、NO3--N、pH值、容重、有机碳和全氮等理化指标,分析了植被类型、土壤层次与土壤无机氮分布特征之间的关系。结果表明:4种植被类型土壤NH4+-N、NO3--N在土壤表层(0~5 cm)含量最高,由表层向下逐渐降低;土壤总无机氮含量大小为落叶松人工林(27.46 mg·kg-1)山杨林(21.76 mg·kg-1)槭树-蒙古栎林(19.09 mg·kg-1)白桦-山杨林(17.88 mg·kg-1);阔叶林中NH4+-N是土壤无机氮的主要存在形式,而落叶松人工林土壤中NO3--N所占比例较高;水源涵养林土壤NH4+-N、NO3--N均与土壤有机质、土壤含水量呈极显著正相关(P0.01)。总体而言,植被类型对土壤无机氮分布有较大影响,研究结果可为辽东山区水源涵养林植被类型的选择和结构调控提供参考。     

闽江口典型芦苇湿地与短叶茳芏湿地土壤碳氮含量的空间分布特征

以闽江河口鳝鱼滩湿地的芦苇湿地、短叶茳芏湿地以及二者交错带湿地为对象,研究了不同类型湿地土壤碳氮含量的空间分布特征。结果表明:土壤总氮(TN)和有机碳(SOC)含量在水平方向上整体表现为交错带湿地芦苇湿地短叶茳芏湿地,而在垂直方向上其在不同类型湿地土壤中的含量均随深度增加而降低;与芦苇湿地和短叶茳芏湿地相比,交错带湿地表层土壤的无机氮含量分别降低了15.78%、0.84%(NH4+-N)和13.04%、44.00%(NO3--N),而在下层土壤分别增加了30.00%、6.06%(NH4+-N)和43.75%、23.91%(NO3--N);芦苇湿地土壤NH4+-N含量主要受到有机质含量控制,短叶茳芏湿地土壤TN含量受到土壤盐分的重要影响,而土壤颗粒组成和水分是影响交错带湿地土壤的NH4+-N和NO3--N关键因子。研究发现,芦苇与短叶茳芏种群的竞争作用不但明显增加了交错带湿地土壤SOC和TN含量,而且也深刻改变了NH4+-N和NO3--N含量的空间分布特征,其可能通过改变土壤的细颗粒组成、氮矿化与硝化作用来影响土壤碳氮的空间分布。     

小兴安岭原始红松混交林林隙土壤不同形态氮含量

以小兴安岭地区红松混交林(椴树红松混交林、云冷杉红松混交林和枫桦红松混交林)大、中、小3个林隙为研究对象,对林隙和郁闭林分土壤铵态氮(NH4+-N)、硝态氮(NO3--N)、可溶性全氮(TSN)、可溶性有机氮(SON)、微生物氮(MBN)和全氮(TN)含量进行分析,探讨不同混交林林隙中土壤氮形态特征。结果表明:林隙和郁闭林分土壤以有机氮为主,占TN 98%以上。林隙中土壤NO3--N含量高于NH4+-N含量;SON含量高于NH4+-N和NO3--N含量。红松混交林中土壤NH4+-N、NO3--N、SON和MBN含量在大、小林隙之间以及林隙与郁闭林分之间差异显著,尤其是MBN含量表现为郁闭林分小林隙中林隙大林隙,与林隙面积呈极显著负相关;3个林型中NO3--N/TN和MBN/TN随着林隙面积增大而减小;椴树红松混交林和云冷杉红松混交林林隙中NH4+-N/TN、TSN/TN和SON/TN随林隙面积增大而减小,枫桦红松混交林林隙中随林隙面积增大而增大。林隙和郁闭林分中土壤TSN与SON均呈现极显著正相关;林隙土壤NH4+-N与NO3--N和MBN呈显著相关,但在郁闭林中未表现出此关系。     

青藏高原土壤可溶性氮组成特征

对青藏高原不同海拔(2500~5500 m)、不同植被类型(高寒草原、高寒草甸、草地、林地、荒漠、盐碱地等)土壤可溶性氮的组成特征及其影响因素进行了研究。结果表明:青藏高原土壤总可溶性氮(TSN)含量丰富,以可溶性有机氮(SON)为主,SON占TSN的比例达50%以上,且硝态氮(NO3--N)占可溶性无机氮(SIN)比例显著高于铵态氮(NH4+-N),NO3--N占SIN的比例达60%以上。方差分析表明,不同海拔梯度间土壤可溶性氮含量差异显著,高寒草原与高寒草甸的TSN及SON含量显著高于其他植被类型。土壤p H与不同形态可溶性氮均呈负相关关系,是影响土壤不同形态可溶性氮的重要因素。逐步回归分析表明,对土壤NH4+-N影响最为显著的气候因子是生长季相对湿度,而对土壤NO3--N影响最为显著的气候因子是生长季温度。     

桂林会仙喀斯特湿地芦苇群落土壤氮的季节变化

该研究以桂林会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落土壤为对象,研究了土壤氮含量的季节动态变化特征,探讨了土壤氮对水热季节变化的响应趋势。结果表明:土壤有机氮在全氮中所占比例较大,0~10 cm土层的全氮与0~10 cm和10~20 cm土层的速效氮季节变化特征一致,表现为夏季秋季春季冬季;10~20 cm和20~30 cm土层的全氮和有机氮均表现为春季夏季秋季冬季。0~10 cm土层的有机氮和10~20 cm土层的速效氮变化趋势一致,表现为秋季夏季春季冬季。各层土壤硝态氮呈现出先升高后降低的单峰曲线变化趋势,均表现为夏季春季秋季冬季,并与铵态氮0~10 cm和10~20 cm土层的季节变化趋势相一致。20~30 cm土层的铵态氮与0~10 cm和20~30 cm土层的土壤微生物量氮含量时间动态一致,均表现为春季秋季夏季冬季,10~20 cm土层的微生物量氮表现为秋季春季夏季冬季的趋势。土壤铵态氮含量明显高于硝态氮,各层土壤铵态氮含量基本呈现出不规则"M"形的双峰曲线变化。会仙喀斯特湿地典型芦苇植物群落不同土层土壤各形态氮含量的动态特征对水热变化的季节响应差异较大,不同月份之间有所不同,但均在冬季含量最低,与月均气温和月均降雨量的变化关系表现为不完全的同步趋势。土壤氮含量季节变化特征的差异主要与气温、水分条件、不同生长期芦苇吸收利用、土壤有机碳、凋落物养分的归还以及有机氮矿化等影响有关。该研究结果为桂林会仙喀斯特国家湿地公园生态功能恢复与可持续发展利用提供了科学依据。     

苏北不同林龄杨树林土壤活性碳的季节变化

土壤活性有机碳是全球碳循环中的最为活跃的重要组成部分。为阐明苏北沿海杨树人工林土壤活性有机碳季节变化特征及其主要影响因子,选择不同林龄(4、8、12、15、20a)的杨树人工林,研究了0～10、10～25和25～40cm土层水溶性有机碳、微生物生物量碳及土壤温度、湿度等生态因子的季节动态变化。结果表明:不同林龄的杨树林土壤水溶性有机碳和土壤微生物生物量碳总体上表现为春夏季节大于秋冬季节,且均以0～10cm土层变化差异最显著;土壤水溶性有机碳最大值出现在春季,最小值在秋季;土壤微生物生物量碳最大值在夏季,最小值在秋季或冬季。相关关系分析表明,土壤水溶性有机碳含量和微生物生物量碳之间具有显著的相关关系,2种活性碳与土壤温湿度的相关关系不显著。研究表明,土壤活性碳的季节变化不仅受到温湿度季节变化的影响,还受到土壤理化性质、地被特征及其季节变化等因素的综合影响。     

退化设施蔬菜地修复过程中土壤可溶性有机碳与无机氮动态

土壤强还原处理(reductive soil disinfestation,RSD)可以有效修复退化设施蔬菜地土壤,但实施过程中亦会存在可溶性有机碳(DOC)与无机氮(NO3--N和NH4+-N)的淋溶风险。本研究选用水稻秸秆及其制备的生物质炭(biochar,BC)作为修复材料,采用BC、RSD以及RSD+BC三种方法修复退化蔬菜地土壤,探究修复过程中土壤基本性质、DOC与无机氮的动态变化。结果表明,与对照土壤相比,BC处理显著提高了土壤pH、EC和DOC含量(P<0.05),但对土壤NO3--N和NH4+-N无显著影响。对于RSD和RSD+BC处理,土壤NO3--N含量在1~3 d内快速下降,之后维持在较低水平;土壤DOC含量呈先上升后下降趋势,在整个培养时段均显著高于对照处理(P<0.05)。方差分析表明,BC与RSD处理对土壤DOC、全碳(TC)、全氮(TN)和C/N存在交互作用。可见,RSD和RSD+BC处理能有效去除NO3--N,但DOC含量大幅度增加,存在淋溶风险。     

养殖密度对缢蛏养殖系统水质的影响

依据辽宁丹东东港地区的实验池塘中缢蛏(Sinonovacula constricta)实际放养密度,设置了0、30、60、90和120 ind·m-25个密度梯度,采用实验生态学方法室内模拟研究了放养密度对缢蛏单养系统水质的影响。结果表明:放养密度对溶解氧(DO)、硝态氮(NO3--N)、亚硝态氮(NO2--N)、活性磷(PO43--P)及总磷(TP)含量的影响极显著(P0.01),对铵态氮(NH4+-N)含量的影响不显著(P0.05);其中,DO、NO3--N及NO2--N含量随缢蛏放养密度的增加而减小,PO43--P及TP含量随缢蛏放养密度的增加而增大;缢蛏放养密度相对较高的实验组(90和120 ind·m-2)明显促进了底泥沉积物中P的循环和再生,同时提高了水中营养物质N的利用率,有效控制NO2--N及NH4+-N等有害物质的含量;在实际养殖中可以按照90~120 ind·m-2的密度放养,并且加强对池塘水质的管理。     

铜锈环棱螺生物扰动对"蓝藻水华"水体底泥及其间隙水中碳、氮、磷含量的影响

实验室内建立小型模拟生态系统,根据铜锈环棱螺(Bellamya aeruginosa)的密度设置了3个处理组和1个对照组.结果显示:铜锈环棱螺对底泥0～0.5 cm及0.5～2 cm有机质影响较明显,显著降低了底泥中的C:P.处理组3和处理组2间隙水NH4+-N含量分别在底泥0～0.5cm及0.5～2 cm深度和对照组之间存在显著差异(p＜0.05).间隙水中NO2--N+NO3--N的变化较复杂,处理组NO2--N+NO3--N含量在0～0.5 cm,0.5～2cm及2～4cm与对照组相比差异显著(p＜0.05).间隙水中DIP含量随底泥深度先增后减,在2～4 cm处含量达最大,DIP含量在0.5～2 cm深度处理组与对照组之间有显著差异(p＜0.05).铜锈环棱螺生物干扰增加了底泥表层有机质的含量,同时降低了其稳定性.     

添加氮素对沙质草地土壤氮素有效性的影响

通过氮素添加(20g.m-2.a-1)试验,研究了科尔沁沙地东南部沙质草地生态系统土壤氮矿化及有效氮的季节变化。对2006年生长季的观测发现,添加氮素显著提高了沙质草地生长季土壤铵态氮、硝态氮、矿质氮的含量以及9月1日至10月15日的净氮矿化速率与硝化速率;添加氮素导致土壤有效氮的季节变异增大,净氮矿化(1.29～11.60mg.kg-1.30d-1)与硝化(-4.15～11.20mg.kg-1.30d-1)速率随时间呈上升趋势,铵态氮含量逐渐降低,硝态氮与矿质氮(6.49～20.66mg.kg-1)含量的变化呈"V"型,最小值出现在生物量生长高峰期的7月中旬。该沙质草地土壤氮的有效性较低,施氮肥可明显提高土壤供氮能力。     

氮素形态对黄檗幼苗三种生物碱含量的影响

通过改变水培溶液中NH 4-N和NO3--N的比例,探讨了氮素形态对黄檗幼苗主要药用成分小檗碱、药根碱及掌叶防己碱含量的影响。结果表明,小檗碱的含量与氮素形态有明显关系,在根和茎中都表现为NO3--N比例高更有利于小檗碱的积累。单纯的NO3--N供给最有利于药根碱在黄檗幼苗根中的积累,而处理46d后,NH4 -N/NO3--N为75/25和25/75时黄檗幼苗茎中的药根碱含量最高。黄檗幼苗根和茎中的掌叶防己碱含量对营养液中NH4 -N和NO3--N的比例反应类似,在处理46d后,掌叶防己碱含量由高到低所对应的NH4 -N/NO-3-N为25/75、50/50、75/25、0/100、100/0。处理33d后,黄檗幼苗根中的小檗碱、药根碱、掌叶防己碱含量随处理天数的增加呈下降趋势,而在茎中呈上升趋势。如果同时考虑氮素形态对黄檗幼苗生物量的影响,那么NH4 -N/NO3--N为0/100时其小檗碱产量(含量与生物量乘积)最高,而NH4 -N/NO-3-N为25/75时药根碱和掌叶防已碱的产量最高。     

六盘山林区几种土地利用方式下土壤活性有机碳的比较

 应用KMnO4氧化法测定分析了六盘山林区天然次生林（杂灌林、山杨（Populus davidanda）和辽东栎（Querces liaotungensis）林）、农田、草地和人工林（13、18和25年华北落叶松（Larix principis-rupprechtii））土壤活性有机碳含量及分配比例的差异。结果表明：农田和草地土壤活性有机碳含量比天然次生林分别低60%和36%,差异主要在0～70 cm土层;人工林比农田和草地分别高129%和29%,差异主要在0～50 cm土层。农田和草地土壤活性有机碳分配比例比天然次生林分别低11%和4%以上, 差异主要在0～20 cm与70～110 cm土层;人工林比农田和草地分别高13.3%和5.3%,差异主要在0～110 cm土层。土壤活性有机碳含量和分配比例随土层加深而递减,其中天然次生林和人工林土壤活性有机碳含量随土层加深而递减的幅度比农田和草地中大,农田土壤活性有机碳分配比例随土层加深而递减幅度较大。不同土地利用方式间土壤活性有机碳含量的差异比活性有机碳分配比例的差异大,土壤活性有机碳含量随土层加深而递减的幅度比分配比例随土层加深而递减的幅度大。这可能由土壤有机碳的输入、稳定性、质量和根系分布等差异所致。结果说明土壤活性有机碳含量和分配比例随天然次生林变成农田或草地而降低,随农田或草地中造林而增加,且土壤活性有机碳含量的变化幅度比分配比例大。另外,土壤活性有机碳含量和分配比例在土壤剖面的分布也随土地利用变化而改变,其中活性有机碳含量的变化幅度比分配比例大。     

不同氮素形态比例对五味子幼苗生长特性的影响

以2年生五味子苗木为试验材料,在田间条件下,施以铵态氮(NH4+-N)和硝态氮(NO3--N)不同比例,分析了叶片可溶性蛋白、叶绿素含量、根系及茎叶中全氮含量、生物量等季节的动态变化规律,探讨了不同氮素形态比例对五味子苗木生长的影响。结果表明,五味子苗木在不同生长时期对不同氮素形态的吸收和利用存在明显差异,NH4+-N和NO3--N对五味子幼苗生长有显著的联合效应。在五味子生长前期,五味子主要以吸收和同化NH4+-N为主,并以铵态氮和硝态氮比例为75∶25时地上部生物量积累较多;而在五味子生长的中后期,五味子主要以NO3--N吸收和同化为主,并以铵态氮和硝态氮比例为25∶75时地上部生物量积累较多。     

毛竹扩张对常绿阔叶林土壤氮素矿化及有效性的影响

采用时空替代法和PVC顶盖原位培养法,分析了江西大岗山毛竹扩张形成的竹-阔混交林与邻近常绿阔叶林土壤中的无机氮含量、氮矿化速率和吸收速率等指标.结果表明:两种林分土壤总无机氮含量时空变化趋势相同;竹-阔混交林年均矿化速率低于常绿阔叶林,前者以氨化作用为主,后者氨化作用与硝化作用相当,但生长季硝化作用明显占优势.两林分全年都以吸收NH4+-N为主,但生长季常绿阔叶林对NO3--N的吸收明显占优势.说明毛竹向常绿阔叶林扩张会增强土壤氮素氨化作用、减弱硝化作用和总矿化作用,同时也会增加对NH4+-N的吸收,减少对NO3--N和总无机氮的吸收.