三工河流域琵琶柴群落凋落物对土壤有机碳固定的影响

土壤有机碳是土壤碳库的重要组成部分,对生态系统生产力和全球碳循环有着重要作用。采用凋落物收集器和DIRT法(添加和去除凋落物法)研究三工河流域两处不同琵琶柴群落凋落物的产量、现存量、凋落物处理对土壤有机碳的影响。结果表明:群落1和群落2的凋落物产量季节变化趋势相同,均呈"N"型变化,在10月份达到最大值,7月或8月份达到次大值。凋落物现存量随季节均呈现"W"型变化,在10月份达到最大值,最大值分别为30.65 g/m~2和57.87 g/m~2。土壤有机碳随土壤深度的增加均逐渐降低,群落1和群落2分别下降了61.73%—62.39%和18.24%—25.84%。与对照处理相比,去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳分别降低了6.97%和18.38%;添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳分别增加了19.64%和13.66%;去除凋落物处理(NL)的群落1和群落2土壤有机碳储量分别为1007.36 kg/hm~2和709.30 kg/hm~2,添加凋落物处理(DL)的土壤有机碳储量分别为1197.88 kg/hm~2和1010.78 kg/hm~2。双因素方差分析表明群落1的土层深度和三种处理对土壤有机碳的交互作用不显著,群落2的交互作用显著。回归分析显示:土壤水分、电导率、pH、容重和温度是导致两琵琶柴群落土壤有机碳不同的主要生态因子。相对较高的土壤pH和盐分含量抑制了凋落物的分解,导致凋落物现存量较高、土壤有机碳含量低;相对较高的土壤含水量和较小的容重,有利于土壤生物的活性和土壤有机碳的矿化,导致土壤有机碳含量降低。     

不同石漠化草地根系对土壤有机碳的贡献

根系是草地生态系统土壤有机碳库的主要供给者。以潜在、中度和强度石漠化草地群落为研究对象, 采用连续土钻取样法、土柱法和分解袋法, 研究不同石漠化草地根系和土壤有机碳的垂直分布、季节动态、有机碳储量及与土壤因子的关系。结果表明: 潜在、中度和强度石漠化草地的根系生物量差异显著, 分别为3 355.65 g·m-2、2 944.02g·m-2和1 806.80 g·m-2。土壤有机碳含量表现为强度石漠化草地>中度石漠化草地>潜在石漠化草地。根系和土壤有机碳均趋于土壤表层分布, 0—10 cm土层根系生物量占总根系生物量的57.66%—81.02%, 0—10 cm土层土壤有机碳占总有机碳含量的43.00%—65.60%。潜在、中度和强度石漠化草地的土壤有机碳储量分别为3.48 Mg、3.93 Mg和3.32 Mg, 通过根系分解补充到土壤的有机碳分别为40.69 g·m-2·a-1、154.79 g·m-2·a-1、57.31 g·m-2·a-1, 占土壤有机碳储量的1.17%、3.94%、1.73%。由此可见, 根系对石漠化草地土壤有机碳的积累起关键性作用。     

荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及生态系统碳固持的影响

荒漠化极大地影响着包括毛乌素沙地在内的干旱、半干旱区的土壤呼吸及碳固持潜力,因而,可能对区域或全球的碳循环造成一定影响。为揭示土壤呼吸的时间变化及其影响因子,理解荒漠化对毛乌素沙地土壤呼吸及碳固持的影响,根据毛乌素沙地荒漠化类型的研究结果,以毛乌素沙地固定沙地本氏针茅群落(FS)、固定沙地油蒿群落(FA)、半固定沙地油蒿群落(SFA)、流动沙地一年生植物群落(AL)等4个代表毛乌素沙地荒漠化主要阶段的植物群落为研究对象,采用LI-8100 土壤碳通量测量系统测定了其土壤呼吸速率的日动态和月动态,结合植物群落生产力的野外调查,分析了荒漠化对土壤呼吸速率及碳固持的影响。结果表明:FA、FS、SFA、AL不同月份之间土壤呼吸速率日动态变化显著,4个群落5月份土壤呼吸最高、最低值分别出现在9:00 10:00和18:00,但6 9月份土壤呼吸最高、最低值却分别出现在12:00 以后和7:00。FA、FS、SFA、AL在主要生长季(5 9月)的平均土壤呼吸速率分别为:99.79、88.13、47.95、13.82 mg · m^-2 · h^-1。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化显著,5月最低,7月最高,AL土壤呼吸速率月变化相对较小。FS、FA和SFA土壤呼吸速率月变化与土壤温度存在显著的指数相关关系,FS、FA、SFA和AL的 Q₁₀值依次为5.87、5.05、4.02、0.64。FS和FA的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度显著正相关,而SFA和AL的土壤呼吸速率月变化与土壤湿度不存在显著线性关系。土壤呼吸与10 cm深度的土壤温度和湿度回归模型表明土壤温度和湿度可以解释不同群落土壤呼吸月变化的69% 87%。FS、FA、SF和AL的月土壤呼吸速率与根系生物量存在显著线性关系。在主要生长季(5 9月)平均根系呼吸速率和平均土壤微生物呼吸随荒漠化程度的加重而降低。FS、FA、SFA和AL根系呼吸与土壤呼吸的比率分别为51.40%、59.99%、70.85%、45.86%。在主要生长季(5 9月)净生态系统生产力分别为36.16、18.56、-11.29和-22.49 C g/m²。随荒漠化程度的加重,生态系统碳固持能力逐渐降低。因此,采取合理措施使荒漠化土地向以油蒿或本氏针茅为主的固定沙地演替,有助于毛乌素沙地生态系统碳固持能力的提高和植物群落的生长。     

不同石漠化草地凋落物对土壤养分的贡献

凋落物是草地生态系统的重要组成部分和养分循环的重要途径,为探明草地凋落物对土壤养分的贡献,于2017年3月至2018年1月,采用土钻法、收集器法和分解袋法研究3种石漠化(潜在、中度和强度)草地凋落物的产量、组成、分解、养分释放及对石漠化的响应.结果表明:3种石漠化草地的凋落物组成以叶为主,占比84.39％—89.73％...     

三工河流域两种琵琶柴群落细根生物量、分解与周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义。利用连续土钻取样法和分解袋法,于2010年5—10月整个生长季节内,对三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落的细根(φ2mm)生物量、分解与周转规律及其与土壤环境的关系进行研究。结果表明,群落1和群落2土壤容重、土壤含水量、pH和电导率等土壤因子差异显著。两群落的细根生物量表现出相同的季节和垂直变化趋势,即在5—8月逐渐增加,8月达到最大值,9—10月份逐渐下降。平均月细根生物量分别为51.55g/m2和133.93 g/m2。群落1的活细根和死细根分别占总细根生物量的69.68%和30.32%,群落2活细根和死细根分别占总细根生物量的72.61%和27.39%。在垂直变化上,随土壤深度增加细根生物量先增加后逐渐降低,其中10—20cm土壤层次细根生物量比例最大,群落1和群落2分别占46.48%和29.15%。群落1和群落2的细根年分解率分别为34.82%、42.91%。达到半分解和95%分解时,群落1需要630 d和2933 d,群落2需要467 d和2238 d。群落1和群落2的细根净生产力分别为50.67 g/m2和178.15 g/m2,细根年周转率分别为1.41次、1.69次。逐步回归分析结果显示细根动态受土壤水分、pH值、电导度等土壤因子的显著影响,琵琶柴细根具有相对较低的分解速率和较高的周转速率。     

我国中东部不同气候带成熟林凋落物生产和分解及其与环境因子的关系

在大尺度气候梯度上研究森林凋落物生产分解与气候因子的关系,对于了解森林生态系统碳循环有着重要的作用.在寒温带的黑龙江呼中、温带的吉林长白山、暖温带的北京东灵山、北亚热带的湖北神农架、中亚热带的四川都江堰和浙江古田山,选择典型地带性成熟林,设置72个样地.观测和研究各地点森林凋落物的产量、凋落动态和分解速率,分析三者与环境因子之间的关系,结果表明:不同气候带森林生态系统凋落物年产量为亚热带森林＞暖温带森林＞温带森林＞寒温带森林.随纬度的增加,凋落物产量逐渐减少,凋落物产量与森林类型极显著相关,与年均温显著相关,而与年均降水关系不显著.凋落物生产动态表现为亚热带地区3个类型森林生态系统为双峰型,暖温带、温带、寒温带3个类型森林生态系统为单峰型.凋落物分解速率k表现出了与凋落物产量相似的变化趋势,即随着纬度的增加,分解速率k值逐渐降低,分解速率与年均温极显著相关,与年均降水显著相关.     

三工河流域两种琵琶柴群落凋落物分解与周转研究

凋落物是植物与土壤间物质和能量转换的载体, 是陆地生态系统养分循环的重要环节。本文于2010年和2011年生长季(5月—10月)内, 利用凋落物收集器和分解袋法研究三工河流域两处长势不同的琵琶柴群落凋落物的生产、分解和周转对土壤因子的响应。结果表明, 两个群落凋落物的月产量呈先增加后降低的趋势, 分别在7月和8月达到最大值。群落1和群落2的年凋落物年产量差异显著, 分别为25.42 g·m–2·a–1和34.05 g·m–2·a–1, 凋落物对土壤有机碳的补充量分别为11.81 g·m–2·a–1和17.65 g·m–2· a–1。两个群落的凋落物均在初期分解较快, 随后分解速率不断降低, 群落1和群落2的分解1年后的残留率分别为71.81%和75.60%。当凋落物分解量达到50%和95%时, 群落1分别需要2.52年和14.64年, 群落2分别需要3.69年和20.13年。群落1和群落2的周转速率分别为1.21 times·a–1和0.98 times·a–1。本研究结果预示, 土壤含水量、pH和容重是影响凋落物分解的主导因子。     

喀斯特地区不同石漠化程度草地根系分解与周转特征

为探明喀斯特地区不同草地根系动态及其对石漠化的响应，本文以3种不同石漠化程度（潜在、中度和强度）的草地为研究对象，采用连续根钻法和分解袋法，于2017年3月-2018年1月，分析了不同石漠化草地的根系垂直分布、季节动态、分解、周转及其与土壤因子的关系。结果表明，3种石漠化草地的根系生物量随着土层的深度增加呈逐渐降低的趋势，潜在和中度石漠化草地的根系生物量均呈现明显的单峰型季节变化，强度石漠化草地的根系生物量变化不显著。3种石漠化草地的根系分解速率受土壤有机碳、全钾、全氮、含水量、电导率、温度等的影响显著，随分解时间均表现为"快-慢-快"的变化趋势，根系的年分解率分别为64%、56%和58%。3种草地根系完全分解（分解率为95%）时，分别需要1174天、1351天和1878天。随石漠化程度的加剧，3种草地的根系周转速率呈逐渐降低的趋势，分别为1.70次/a、1.36次/a和0.87次/a。     

三工河流域琵琶柴群落特征与土壤因子的相关分析

琵琶柴(Reaumuria soongorica)是我国荒漠地区分布最广的地带性植被类型之一,对维系荒漠地区生态系统的稳定性具有重要作用。以三工河流域两个琵琶柴群落为对象,在2010年主要生长季节(6—10月),通过群落和土壤调查,采用土钻法、土柱法、地上收割法对两个琵琶柴群落的土壤性质、生物多样性、细根生物量、地上生物量、生物多样性与土壤性质的关系进行研究,结果表明:两个琵琶柴群落在冠幅、盖度、多度和物种多样性等方面均存在显著差异。在0—100 cm土壤层内,两个群落土壤电导率、pH值、容重、含水量存在显著差异。除土壤容重外,群落2各个土壤因子的值均大于群落1,并随土壤深度的增加表现出类似的趋势。两个群落物种多样性指数、地上生物量、细根生物量存在显著差异,从6月到10月呈现先下降再上升的趋势。由于7、8月群落1有大量夏雨型短命植物和类短命草本植物的出现,Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀度指数急剧降低,Simpson指数表现出相反的变化趋势。群落2土壤电导率和pH值较高,草本植物鲜有出现,多样性指数和均匀度指数变化均较为平缓。两个群落的Sorenson相似性系数较低,群落差异明显。相关和回归分析表明土壤环境因子是导致两个琵琶柴群落特征、生物多样性和生物量不同的主要因素。较高的土壤含水量可以增加琵琶群落的生物多样性,较高的土壤容重抑制琵琶柴群落细根的生长,轻度的干旱胁迫促进地上生物量的积累,一定浓度的土壤pH值和土壤盐分可以促进琵琶柴群落细根的生长。