表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应

激发效应是调控土壤有机质分解的重要机制之一,而土层与激发效应的关系还不清晰.本研究通过室内培养试验,采用¹³C葡萄糖标记和动态碱液吸收的方法,探究免耕农田黑土表层土壤(0～10 cm)和下层土壤(30～40 cm)有机碳矿化速率及其激发效应.结果表明: 表层与下层土壤以单位有机碳表示的矿化速率并未发现显著差异.添加葡萄糖使表层土壤原有机质分解加快36.7%(正激发),但使下层土壤原有机质分解减慢12.4%(负激发).在整个培养期间(30 d),表层和下层土壤的累积激发碳量分别为3.14和-1.24 mg C·g^-1 SOC,但由于新碳(葡萄糖)的补偿作用,即使在产生显著正激发的表层土壤中,仍表现为有机碳净积累.说明外源碳输入使不同土层土壤有机质分解的幅度甚至方向产生明显差别.这为今后免耕和秸秆还田等保护性耕作措施的实践提供了重要的理论基础.     

长白山不同海拔梯度森林土壤中性糖分布特征

2010年7月,采集长白山北坡5个典型植被带(阔叶红松林、明针叶林、暗针叶林、岳桦林和高山苔原)林下土壤,研究了不同海拔梯度下森林土壤的中性单糖分布、数量及其影响因素,并结合中性糖来源差异探讨土壤有机质的生物化学积累机制.结果表明:在长白山不同海拔梯度下,森林土壤的中性糖差异显著,中性糖来源碳在土壤有机碳(SOC)中的相对含量为80.55～170.63 mg.g-1,并且随海拔升高呈递增的趋势.采用多元线性拟合分析发现,生长季平均气温是影响土壤中性糖相对含量的主要因素,低温有助于中性糖的积累.土壤中(半乳糖+甘露糖)/(阿拉伯糖+木糖)为1.62～2.28,且随海拔升高呈增加趋势,说明土壤中微生物来源中性糖的贡献随海拔升高逐渐增加.微生物熵随海拔升高而降低,说明低温条件下微生物活性下降而对外源碳的利用效率提高,植物残体被微生物分解转化后,以微生物同化物的形式固存于土壤中,从而增加了微生物来源中性糖的比例.     

微根窗技术及其在植物根系研究中的应用

植物根系对固定植株和获得水分和养分起重要作用,但是土壤不可观测性的限制,给根系生态学的研究带来一定的困难。因此,找到原位观察根系生长的方法对研究根系生态学就显得尤为重要。目前微根窗技术被认为是研究根系生态学最有前途的方法。从微根窗系统的组成、微根窗管的安装、微根窗图象的收集及微根窗数据的利用等几个方面进行了概述。阐述了在微根窗使用和操作过程中需要注意的几个问题,微根窗管与土壤之间的良好接触是获得高质量微根窗图像数据的前提和基础;图象收集的频率依赖于测定和计算的根系参数,如果想得到根系现存量、生产力、更新和寿命的信息,必须避免采样间隔时间过长。     

放牧和围封条件下克氏针茅草原土壤种子库的比较

 应用幼苗萌发法对比研究了我国北方农牧交错区克氏针茅（Stipa krylovii）草原在放牧和围封条件下土壤种子库的差异。围封样地的土壤种子库中记录有16个物种,其中禾草类6种,非禾草类10种;若以生活型划分,则全部为多年生植物;若以单子叶或双子叶植物 划分,则单子叶植物9种,双子叶植物7种。放牧样地的土壤种子库中记录有13个物种,其中禾草类4种,非禾草类9种;多年生植物12种,一二年生植物1种;单子叶植物5种,双子叶植物8种。放牧样地土壤种子库的密度为(3 664±1 087)粒•m－2,围封样地土壤种子 库的密度是(5 139±1 848)粒•m-2,差异显著。采用Sorensen指数计算土壤种子库与地上植被的物种相似性,围封样地和放牧样地分别是0.711 1和0.611 1。两个地点的全部种子中,81.0%属于冷蒿（Artemisia frigida）、克氏针茅、星毛委陵菜（Potentilla acaulis）、糙隐子草（Cleistogenes squarrosa）和砂韭（Allium bidentatum）5种优势植物,16.2% 属于二裂委陵菜（P. bifurca）、菊叶委陵菜（P. tanacetifolia）、猪毛蒿（A. scoparia） 、冰草（Agropyron cristatum）和羊草（Leymus chinensis）5种常见植物,而其余9种植物的种子数只占2.8%。此外,通常作为优良牧草的豆科植物的种子数仅占0.6%。上述结果表明 ,在放牧条件下由于土壤种子库中一些重要物种的缺失或数量很少以及极不均匀的分布,可能会降低退化克氏针茅草原的自然恢复速度。我们建议采取补播这些重要物种并结合其它恢复措施来加快退化克氏针茅草原的恢复进程。