亚热带不同林分土壤表层有机碳组成及其稳定性

在浙江临安玲珑山选取了常绿阔叶林、马尾松林、板栗林和雷竹林4种林分,采用传统的化学方法与固态13C核磁共振(NMR)技术研究其土壤有机碳在不同粒径土壤颗粒中的分布规律和结构特征,探讨林分类别和管理措施对土壤有机碳含量及其结构的影响,为亚热带地区森林固碳和土壤碳库管理提供科学依据。结果显示:(1)土壤表层(0—20 cm)有机碳含量按以下次序递减:雷竹林>常绿阔叶林>马尾松林>板栗林,且板栗林以粉黏粒结合态碳为主,其他林分土壤则以粗砂结合态碳为主;(2)13C NMR结果表明,阔叶林和马尾松林土壤有机碳中烷基碳所占比例最大,而雷竹林和板栗林则是烷氧碳比例最大,表明人工经营措施改变了土壤有机碳的成分组成;(3)随着土壤颗粒变细,有机碳中烷基碳比例增加,烷氧碳比例减少,A/O-A值和疏水碳/亲水碳值逐渐增大,表明颗粒越细,其结合的有机碳结构稳定性越高。     

岩溶区不同植被下土壤水溶解无机碳含量及其稳定碳同位素组成特征

自2010年7月至2011年7月对重庆青木关岩溶区典型植被下的土壤水进行了月动态取样,分析了土壤水溶解无机碳含量(DIC浓度)及其稳定碳同位素组成(δ13CDIC值)的时空变化特征,以揭示岩溶土壤系统碳酸盐岩溶蚀作用及其碳汇效应。研究结果表明:草地和针叶林地土壤水的DIC浓度和δ13CDIC值相对较低,分别为59.12 mg/L和-17.22‰,31.47 mg/L和-16.37‰;而旱地、灌丛地、退耕还林地土壤水具有较高的DIC浓度和δ13CDIC值,分别达153.88 mg/L和-12.2‰,221.82 mg/L和-11.9‰,97.30 mg/L和-11.23‰,其中灌丛和退耕还林地的δ13CDIC值与DIC浓度呈正比,且雨季较旱季偏高约4‰—5‰。根据δ13CDIC值,结合各植被类型下土壤水DIC浓度与其相应的土壤碳酸盐含量呈正相关,判断旱地、灌丛地、退耕还林地等岩溶土壤水中的DIC主要来自土壤中碳酸盐岩矿物的碳酸溶蚀,即岩溶土壤中存在着碳酸盐岩碳酸溶蚀作用,从而在一定程度上减少了土壤系统向大气排放的CO2量。     

长期施肥对紫色土农田土壤动物群落的影响

土壤动物在陆地生态系统物质循环和能量流动中起着重要作用,直接或间接的参与土壤有机质的分解与矿化;长期施肥对土壤理化性质产生影响的同时,改变了土壤动物群落组成.为查明紫色土长期施肥对土壤动物群落的影响及其响应关系,于2008年的5、7、9和11月分别对紫色土农田无肥对照(CK)、单施氮肥(N)、常规化肥氮磷钾(NPK)、有机肥(OM)、有机肥与化肥氮磷钾混施(OMNPK)、秸秆还田(RSD)和秸秆还田与化肥氮磷钾混施(RSDNPK)等7种长期施肥定位试验地的土壤动物群落进行调查,采用改良的干漏斗和湿漏斗两种方法,共获得土壤动物9454只,隶属7门17纲24目.分析表明,OM和RSDNPK两种施肥方式下土壤动物群落的多样性显著高于CK、N和NPK等3种施肥方式,说明有机物料的长期投入有利于提高土壤动物群落丰富度和多样性.方差分析表明施肥方式对土壤动物主要类群密度的影响差异性极显著(F=42.412,P=0.0001),对土壤动物群落类群影响存在不均衡性.施肥方式主要影响农田土壤动物类群的种群个体数量、线虫动物门个体数量、大蚓类个体数量、甲螨亚目个体数量、密度-类群指数DG及土壤动物群落类群数等六个指标,初步认为这些主要类群因素能够预测长期施肥引起的土壤肥力变化,可能对指示土壤质量的变化具有一定潜力.     

不同集雨种植方式对干旱区紫花苜蓿种植的影响

在甘肃省定西半干旱黄土丘陵区采用完全随机设计,研究不同覆盖材料(普通地膜CMR、生物可降解地膜BMR和土垄SR)和不同沟垄比(60 cm∶30 cm、60 cm∶45 cm和60 cm∶60 cm)对径流效率、土壤贮水量、土壤含水量、紫花苜蓿干草产量和水分利用效率的影响.结果表明：SR、BMR和CMR的平均径流效率分别为32.0%、90.7%和96.4%.在紫花苜蓿生育前期(4-6月),各处理之间土壤贮水量差异不显著;在紫花苜蓿生育后期(7-10月),BMR和CMR的土壤贮水量显著高于SR,SR的土壤贮水量显著高于平作,如在紫花苜蓿孕蕾期,平作、SR、BMR和CMR 0~140 cm土层土壤贮水量分别为223.27、248.56、277.81和284.16 mm.平作、SR、BMR和CMR全生育期实际干草产量分别为4112.1、3397.5、4317.8和4523.8 kg·hm^-2,水分利用效率分别为11.08、10.48、14.56、14.95 kg·mm^-1·hm^-2.在同一覆盖材料下,不同沟垄比对土壤贮水量和水分利用效率的影响不显著.当沟垄比为60 cm∶44 cm时,CMR和BMR处理的实际产量均达到最大.     

酸雨背景下缙云山典型林分凋落物量和营养元素含量及其释放特征

选取缙云山针阔混交林、常绿阔叶林、楠竹林和灌木林作为研究对象,对4种林分的凋落物储量和营养元素释放量等进行观测,并应用室内模拟酸雨实验对4种林分凋落物进行淋溶模拟。结果表明:缙云山各林分现存凋落物厚度为1.4～4.5 cm,具有明显的分层结构;林分未分解U层、半分解S层和分解D层现存凋落物量分别为1.97～8.59、2.84～10.18和3.58～17.43 t·hm-2,林分年凋落物量为2.17～9.86 t·hm-2·a-1,凋落物总储量为14.21～32.42 t·hm-2,凋落物分解常数为0.15～0.31,林下凋落物分解95%时所需时间针阔混交林和楠竹林均在10年以上,凋落物分解速率比较缓慢;林下凋落物层营养元素含量以Ca、N为主,Fe、K、Mg次之;凋落物总的营养元素释放率表现为常绿阔叶林(0.80)>灌木林(0.72)>针阔混交林(0.50)>楠竹林(-0.17);与叶片相比,凋落物中N、K、Mn 3种营养元素含量明显降低;为探明酸雨影响营养元素循环的作用机理,对模拟酸雨的离子含量与凋落物淋滤液盐基离子含量进行了分析,其相关性大小表现为楠竹林(相关系数0.895)>针阔混交林(0.826)>灌木(0.700)>常绿阔叶林(0.699),楠竹林凋落物营养元素的淋滤受酸雨影响最大,常绿阔叶林受其影响最弱;推测在这一过程中以凋落物的吸附作用为主。     

不同贮藏方式对河西走廊四种茄科植物种子萌发的影响

种子扩散后的贮藏条件对其萌发有着重要影响.本文探讨了4种贮藏条件(室温、冬季枯落物表层、枯落物覆盖、冬季浅层覆土)对河西走廊4种茄科植物黑果枸杞(Lycium ruthenicumr)、黄果枸杞(L.barbarum var.auranticarpum)、红果龙葵(Solanum alatum)和曼陀罗(Darura stramonium)种子萌发的影响.结果表明:经冬季浅层覆土(1 cm)和枯落物覆盖的黑果枸杞种子萌发率(96.5％和75.5％)和黄果枸杞种子萌发率(65.3％、53.6％)显著提高,萌发速率加快;未萌发的黑果枸杞和黄果枸杞种子保持较高活性;黑果枸杞种子经冬季枯落物表层和室温存放后萌发率为57.5％,未萌发种子活性丢失率较高(47.5％和31％);黄果枸杞种子经枯落物表层存放后,萌发率为39.3％,未萌发种子部分活性丢失(38％);经各种贮藏后的红果龙葵种子萌发率均较高(＞90％),曼陀罗种子萌发率极低(＜10％),种子保持较高活性(50.5％ ～81.5％).黑果枸杞和黄果枸杞种子萌发对贮藏条件具有一致性的响应,即经过冬季浅层覆土和枯落物覆盖后萌发率均显著提高、萌发速率加快、萌发历程缩短,说明冬季的湿冷环境能够打破黑果枸杞和黄果构杞种子休眠,并保持种子活性;而冬季干燥寒冷环境可使部分种子失活,不利于种群的建植和自然更新.种子萌发对湿冷的需求反映了温带植物繁衍种族的自然机制,保证了幼苗存活和建植的最大化.     

呼伦贝尔典型退化草原土壤理化与微生物性状

以内蒙古克鲁伦河流域呼伦贝尔典型草原为对象,设置了轻度、中度和重度退化3种类型样地,研究不同程度退化草原的物种组成、地上生物量、土壤理化性状、土壤微生物数量和酶活性,以及微生物生物量的变化.结果表明: 中度退化样地的群落物种丰富度最大,轻度退化样地的地上生物量显著高于重度退化样地.退化样地的土壤水分、养分(有机质、全氮),微生物量碳、氮,以及微生物数量和酶活性显著下降,土壤容重显著增加.退化样地的土壤微生物生物量碳、氮在128～185和5.6～13.6 g·kg^-1,土壤脱氢酶和脲酶活性均与土壤容重呈显著负相关,与土壤全氮、有机质、微生物数量以及微生物生物量碳、氮呈显著正相关,地上生物量与土壤细菌和真菌数量呈不同程度的正相关.     

涪陵茎瘤芥种植区土壤肥力与产量的关系

采用田间调查研究和室内化学分析方法,研究了涪陵区主要茎瘤芥种植区土壤肥力因子及其与茎瘤芥产量的关系.结果表明: 茎瘤芥种植区土壤有效钙、镁、铁、锰、铜和锌含量较丰富,分别为3034、260、11.2、26.1、1.15和1.50 mg·kg^-1,有效磷适中,为19.3 mg·kg^-1;但有机质、碱解氮、速效钾和有效硫含量较为缺乏,分别为9.05 g·kg^-1、89.2 mg·kg^-1、106 mg·kg^-1和27.0 mg·kg^-1.茎瘤芥产量与土壤pH、有效钙呈极显著正相关,而与有效铁呈极显著负相关关系.土壤肥力因子对茎瘤芥产量的影响为：有效锰>有效铜>pH>有效铁>速效钾>有效钙>有效镁>有效硫>碱解氮>有效锌>有机质>有效磷;通过逐步回归分析剔除不显著变量,建立了土壤有效钙与茎瘤芥产量间的线性方程:Y=31636+3.63X₆.
     

盐生荒漠净生态系统碳交换的涡度相关法和箱式法对比

将叶面积指数的季节动态,与箱式法同步观测得到的同化枝净光合（呼吸）速率和土壤呼吸速率相结合,对群落碳交换进行估算,并以此验证盐生荒漠涡度相关数据的可靠性。结果表明:盐生荒漠生态系统年叶片生物量为51.30±5.56 g·m^-2,其中90.45%以上来源于多枝柽柳的贡献;而整个生长季,群落叶面积指数（LAI）呈单峰形式变化,从5月30日—9月30日,LAI介于0.18⁰.30,并在第197天达到最大值。涡度相关法和箱式法对群落碳交换的测定结果表明,群落碳交换存在显著的季节变化,并于7月中旬达到碳同化峰值,与LAI有显著的相关性（P<0.001）。对比发现,两种测量方法对群落碳交换日过程的测定结果有很好的一致性,但对夜间生态系统呼吸的测定,涡度相关法较箱式法存在略微的低估,引起这种低估的原因可能是夜间湍流较弱。     

广西两种能源植物种植对土壤动物多样性的影响

在广西武鸣地区以木薯(Manihot esculenta)平地为参照,于2012年7月从能源植物种类筛选(甘蔗(Saccharum officinarum)与木薯)、种植模式(套作与单作)和地形选择(坡地与平地)等方面,对主要能源植物甘蔗和木薯种植地进行了土壤动物和土壤环境质量的调查.结果表明:在甘蔗种植地,土壤动物的数量、多样性、生物学质量均出现了显著下降,特别是生物学质量下降幅度达53％(P=0.032);在木薯平地上套种花生(Arachis hypogaea)对土壤动物的数量、群落组成及生物学质量无明显影响,但生物多样性显著上升;地形选择对土壤动物的效果明显,坡地的土壤动物数量、生物多样性及生物学质量均出现普遍下降.这些结果表明,木薯比甘蔗更适合长期种植,且通过优化种植模式,选择适当地形还可以缓冲木薯种植过程对土壤生物多样性和土壤质量的负面影响,因此可初步断定在广西可以优先选择木薯作为一种长期发展的能源植物.