不同密度樟子松人工林土壤碳氮磷化学计量特征

以科尔沁沙地不同密度(490、750、1550、1930、2560株·hm-2)樟子松人工林(栽植于1980年)为研究对象,分析林分密度对土壤碳、氮、磷浓度及其计量比的影响,研究林分密度与土壤养分状况的关系。结果表明:随着樟子松林密度增加,各土层(0～10、10～20和20～40 cm)土壤有机碳、全氮、全磷浓度和C∶N呈先增加后降低趋势,而土壤有效磷浓度呈先降低后增加趋势。土壤有机碳浓度在490株·hm-2密度小于其他密度,而有效磷浓度大于其他密度;土壤C∶P和N∶P在2560株·hm-2密度显著大于其他密度。各密度樟子松林土壤有机碳、全氮、全磷和有效磷浓度在0～10 cm土层显著大于10～20和20～40cm土层,樟子松人工林土壤养分具有表聚性。通过典范对应分析发现,密度对樟子松林土壤养分影响的主要因子是土壤有机碳、全氮和全磷,且密度为1550株·hm-2时土壤有机碳、全氮、全磷和碱解氮浓度较高,而C∶P和N∶P较低。因此,当樟子松人工林密度为1550株·hm-2时,土壤养分浓度较高,林木生长较好,为最佳经营密度。     

樟子松固沙林生长对土壤磷素变化的影响

磷是森林生态系统重要养分元素之一,是干旱半干旱地区植物生长的限制性因子。然而沙质草地转化为人工林生态系统后,林分的生长对沙地土壤磷素的变化及其影响机理还不清晰,为沙地合理经营和管理人工林带来了不确定性。以辽宁省章古台地区各生长阶段(幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林阶段)的20块樟子松固沙林样地(在各生长阶段林分附近寻找1块天然草地作为对照样地)为研究对象,取样并测定样地各土层(0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100 cm)的土壤磷(全磷和速效磷)、土壤氮(全氮和速效氮)、土壤钾(全钾及速效钾)、土壤有机碳等含量以及土壤含水率、土壤pH值、土壤质地、土壤容重等因子值,并进行统计分析。结果表明:沙质草地营造樟子松人工林后,土壤全磷含量随林龄的增加而逐渐递增,成熟林时期达到最高,过熟林地全磷降低,且土壤全磷对土层深度不敏感。成熟林地的速效磷含量略高于幼林和中龄林;虽然与幼林、中龄林没有显著差异,但过熟林的土壤速效磷含量是所有林分中最低的。除了林分生长影响外,草地营造樟子松林后,土壤全磷的变化还受土壤容重和土壤速效氮含量的影响,而土壤速效磷的变化受土壤有机碳和pH...     

樟子松林根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征

为揭示呼伦贝尔沙地樟子松根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征,以不同林龄(28、37、46年生)樟子松人工林为研究对象,以樟子松天然林为对照,研究根际与非根际土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比,分析土壤性质与土壤化学计量特征间的相关性。结果表明：在樟子松人工林中,根际效应显著影响土壤N∶P,林龄显著影响土壤有机碳含量;各林龄人工林的土壤有机碳含量均显著低于天然林。人工林的根际与非根际土壤有机碳、全氮含量均随林龄增加先降低再升高;全磷含量在根际土壤中先升高再降低,在非根际土壤中先降低再升高。C∶N与C∶P在根际土壤中呈显著正相关,但在非根际土壤中不存在显著相关关系,说明根际土壤氮磷限制具有更高的协同性。根际与非根际土壤N∶P均值分别为4.98与8.40,表明樟子松人工林的生长受土壤N限制,且根际土壤受N限制程度更高。根际与非根际土壤碳氮磷化学计量特征受土壤性质的显著影响,其中,速效磷是最主要的驱动因子。呼伦贝尔沙地樟子松生长受N限制,其植物根系对土壤养分的富集与维持有明显作用,建议在樟子松生长阶段适当补充土壤氮素,并根据根际土壤氮磷限制的协同性适当补充磷素。     

氮添加对三峡库区马尾松-栓皮栎混交林土壤微生物生物量和酶活性的影响

选择三峡库区的马尾松-栓皮栎混交林,分析不同浓度氮添加(0、30、60、90 kg N·hm-2·a-1)对土壤微生物生物量、酶活性和养分含量的影响,为在大气氮沉降持续增加的背景下预测该地区森林土壤碳动态提供科学依据.结果 表明:各氮添加处理下土壤有机碳、全氮和微生物生物量碳、氮、磷均显著提高,土壤pH值下降,全磷含量...     

樟子松针叶磷组分浓度与土壤有效磷浓度的关系

为弄清科尔沁沙地东南部樟子松人工林是否受土壤磷素供应的限制,找出反映土壤磷素供应状况的最佳叶片养分指标,分析了樟子松人工林不同年龄针叶中全磷、无机磷、有机磷和全氮浓度以及土壤有效磷浓度.结果表明：研究区樟子松人工林土壤有效磷浓度较低,为0.12～0.63 mg·kg^-1;土壤有效磷浓度与当年生针叶无机磷和全磷浓度显著相关,而与针叶全磷的相关性来源于针叶中无机磷与全磷的相关.与当年生针叶全磷浓度相比,针叶无机磷浓度能更为准确、直接地反映土壤的供磷水平.     

不同作业方式对落叶松人工林土壤养分及酶活性的影响

本文以22年生落叶松人工林为研究对象,通过分析不同作业方式(对照:900株·hm-2;中度间伐:750株·hm~(-2);强度间伐:450株·hm-2;皆伐:0株·hm~(-2))不同土层(表层:0~10 cm;亚表层:10~20 cm)土壤养分、土壤酶活性的变化以及土壤养分和酶活性之间关系,揭示不同作业方式对落叶松人工林土壤肥力的影响。结果表明:(1)与对照相比,强度间伐显著降低表层土壤全氮和全磷含量,以及亚表层土壤的全碳、全氮、全磷含量和p H,皆伐仅降低表层土壤的全磷和亚表层土壤的全氮和全磷含量,但强度间伐与皆伐对土壤有效磷和无机氮无显著影响;(2)与对照相比,中度间伐显著提高表层土壤酚氧化酶、外切葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性,而强度间伐显著降低表层和亚表层土壤酸性磷酸酶活性,皆伐显著降低表层土壤的酸性磷酸酶活性;(3)与对照相比,中度和强度间伐均显著提高土壤多种酶(酚氧化酶、外切葡萄糖苷酶、β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-β-氨基葡萄糖苷酶)的相对活性,皆伐只显著提高酚氧化酶/全氮的活性;(4)相关分析表明:5种酶与土壤全碳、全氮、全磷、无机氮均呈极显著相关。综上,中度间伐既有利于提高土壤酶活性,又未显著减少土壤养分含量,为落叶松人工林生态系统的可持续经营提供科学依据。     

不同密度巨桉人工林土壤有机碳及微生物量碳氮特征

通过原位试验,对华西雨屏区不同密度[833株·hm-2(A1)、1 333株·hm-2(A2)、2 222株·hm-2(A3)]巨桉(Eucalyptus grandis)人工林土壤有机碳和微生物生物量碳氮动态特征进行了研究。结果显示:(1)各密度巨桉林分土壤有机碳含量在夏季和秋季较高,春季和冬季较低,但季节变化相对平稳,而它们土壤有机碳含量年平均值分别为22.54g·kg-1(A1)、19.76g·kg-1(A2)、16.84g·kg-1(A3),且密度间差异达到显著水平。(2)各密度林分土壤微生物生物量碳氮呈现出与土壤有机碳相似的规律性季节变化,随着林分密度增加,林下土壤微生物生物量碳氮含量减小。(3)土壤微生物熵一年内的波动较小,分别处于2.30%~2.44%(A1)、2.14%~2.39%(A2)、2.47%~2.69%(A3)之间。(4)各密度林分土壤微生物生物量碳氮含量与其立地土壤有机碳、水解氮、有效磷、速效钾均存在显著相关关系。研究表明,华西雨屏区不同密度巨桉人工林土壤有机碳含量、微生物生物量碳氮含量、微生物熵季节变化相对平稳,但受到人工林密度的显著影响,并随巨桉密度增加土壤有机碳含量、微生物生物量碳氮含量有降低的趋势。     

沙质草地营造樟子松林后土壤容重的变化及其影响因子

采用野外调查和室内试验相结合,以辽宁省章古台地区不同生长阶段(包括幼龄林、中龄林、成熟林和过熟林)的20块樟子松人工固沙林样地(以临近的7块天然草地为对照)为研究对象,研究了沙质草地营造樟子松人工林后不同生长阶段0—100 cm土层土壤容重的变化及其影响因子。结果表明:天然沙质草地营造樟子松人工固沙林后,不同生长阶段樟子松林在0—10 cm土层土壤容重变化的变异系数为78%,其他土层变异系数范围为1.08%—4.35%。随着樟子松人工林林龄的增加,土壤容重变化量在0—20 cm和60—100 cm层逐渐降低,在20—60 cm层先降低,到37年左右后逐渐升高,过熟林较成熟林显著增大。林龄对不同土层容重变化的决定系数由大到小依次为40—60、60—80、20—40、10—20、0—10、80—100 cm层。土壤容重变化在60—80 cm层与土壤粗颗粒(粒径0.05 mm)含量、在0—10、20—40 cm和60—80 cm层与土壤全氮含量、在0—10、20—60 cm和80—100 cm层与土壤全磷含量、在20—40 cm和80—100 cm层与土壤全钾含量显著负相关,且土壤全氮和全磷含量对土壤容重的影响效果随土层深度的增加逐渐降低,土壤容重变化在10—20 cm层与土壤含水率、在20—40 cm层与土壤有机碳含量呈显著的正相关。总体上,沙质草地营造樟子松人工林可以改善土壤结构,提高土壤质量,建议采取封育禁牧等营林措施增加樟子松林下枯落物积累,提高土壤养分含量,同时对37年樟子松人工林逐渐进行更新。     

广东省桉树人工林土壤有机碳密度及其影响因子

研究了广东省粤北、粤东、粤西和珠江三角洲4个地区桉树人工林土壤有机碳含量和有机碳密度,以及土壤有机碳密度的主要影响因子.结果表明:土壤A层和B层有机碳含量分别为(23.94±2.97)g·kg-1和(9.68±1.05)g·kg-1,二者差异显著;A层和B层有机碳密度分别为(27.64±7.72)t·hm-2和(108.36±9.37)t·hm-2,有显著差异;0～50 cm土层有机碳密度为(66.72±6.53)t·hm-2,略高于同一地区马尾松和杉木人工林.有机碳密度与海拔、A层和B层土壤总孔隙度、毛管孔隙度、毛管持水量和全氮含量呈显著正相关;土壤毛管孔隙度、毛管持水量和pH值是影响有机碳密度的主导因子.     

沙地樟子松带状混交林土壤碳氮磷化学计量特征

探究不同沙地樟子松混交林土壤碳氮磷化学计量变化规律,为其混交经营提供科学依据.以沙地樟子松纯林为对照,在沙地樟子松×榆树及沙地樟子松×怀槐带状混交林中,沿沙地樟子松和伴生树种两个方向在距离混交中心0、1、2、3和4 m处的不同土层采集土样,分析土壤有机C、全N、全P、速效N、速效P含量及其计量比的特征.结果表明: 沙地樟子松混交林土壤有机C、全N和速效N含量高于纯林, 沙地樟子松与榆树混交主要增加了深层土壤有机C和全N含量,以及C/N和C/P, 沙地樟子松与怀槐混交提高了土壤N含量, 降低了P含量.随着远离混交林中心,沙地樟子松×榆树混交林中沙地樟子松林带的土壤C/N先升高后降低,全P和速效P含量下降,N/P增加;榆树林带土壤C/N下降,速效P含量先升高后降低.沙地樟子松×怀槐混交林土壤全N含量在沙地樟子松林带先降低后升高,在怀槐林带先升高后降低.沙地樟子松混交林提高了土壤C、N储量,沙地樟子松应与榆树行间混交,与怀槐间隔2行混交.     

沙地樟子松人工林碳库动态及其分配特征

沙地樟子松人工林作为三北防护林的重要组成部分,在防风固沙和固碳增汇过程中起着重要作用。本研究在辽西北付家林场选择不同林龄的樟子松人工林,包括10~20、20~30、30~40及40~50年生等4个林龄,并结合已建立的辽西北地区樟子松的异速生长方程,分别对其乔木和土壤碳储量进行研究。结果表明:樟子松人工林乔木碳储量随林龄的增加逐渐增大,10~20、20~30、30~40和40~50年生乔木碳储量分别为20.98、25.89、33.83、34.94 Mg C·hm-2,这主要与树干碳储量随林龄的增加逐渐增大有关,且树干碳储量占乔木总碳储量的比例最大,为47.25%~56.17%;樟子松人工林土壤碳储量随林龄增加呈逐渐增大的趋势(30~40年生林略有下降),其中10~20年生林最小,40~50年生林最大,分别为32.80和51.46 Mg C·hm-2;此外,在土壤垂直剖面上,有机碳储量和碳含量均随土层深度的增加逐渐减小,其中土壤碳储量变化范围为19.20~4.57 Mg C·hm-2,碳含量为2.04%~0.35%;樟子松人工林生态系统总碳储量随林龄增加逐渐增大,10~20年生到40~50年生樟子松林分别为53.78、61.88、67.48和86.40 Mg C·hm-2,整体固碳作用明显;此外,土壤碳库作为该地区樟子松林生态系统碳库的主要组成部分,其占总碳储量的比例为49.87%~60.99%,乔木碳储量占总碳储量的比例为38.91%~50.13%。该研究结果为综合评价三北防护林的生态效益提供了可靠的基础数据。     

中国东北样带(NECT)土壤碳、氮、磷的梯度分布及其与气候因子的关系

 以中国东北样带(NECT)为依托,基于沿样带的野外观测和土壤实测数据,分析了沿样带的土壤碳、氮、磷的空间分布格局及其与年降水、年均温之间的关系。结果表明：样带内土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷沿经度均呈现出东高西低的分布趋势;降水量和温度对土壤碳、氮、磷的作用强度顺序分别为土壤有效氮、土壤有机碳、土壤全氮、土壤全磷和土壤有效磷;并建立了土壤有机碳、土壤全氮、土壤有效氮、土壤全磷、土壤有效磷与年降水、年均温之间的多项式回归方程,为样带陆地碳收支评估及养分循环提供基础资料。     

间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量及酶活性的影响

本研究以太岳山华北落叶松人工林为对象,研究间伐对土壤活性有机碳及相关土壤酶活性的影响.结果表明: 随着土壤深度的增加,土壤活性有机碳含量、土壤氮含量和酶活性降低;同一土层中,中度间伐下土壤碳、氮养分含量显著增加.在0～10 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和过氧化物酶活性显著增加,中度间伐处理下多酚氧化酶和脲酶活性显著增加;在10～50 cm土层,轻度间伐处理下蔗糖酶和脲酶活性降低,中度间伐处理下纤维素酶活性显著降低;冗余分析显示,溶解性有机碳在0～10和20～30 cm土层是影响土壤酶活性的主要因素;在10～20 cm土层中,土壤有机碳是影响多酚氧化酶和蔗糖酶的主要因素;在30～40 cm土层,微生物生物量氮主要影响多酚氧化酶、过氧化物酶和脲酶活性,土壤全磷和易氧化有机碳对40～50 cm土层土壤酶活性起着重要的作用.间伐对华北落叶松人工林土壤活性有机碳含量和土壤酶活性有显著影响,中度间伐处理下土壤养分含量总体最高,土壤pH、含水率、有机质含量等化学性质优于其他几种处理,能较好地改善林下植被、枯落物及养分循环过程.因此,建议对落叶松人工林进行适度密度调整(1404～1422 trees·hm^-2),以促进碳、氮养分在土壤中的固存.     

岷江上游半干旱河谷区3种林型土壤氮素的比较

比较研究了岷江上游半干旱河谷区辐射松人工林、油松人工林与邻近灌丛0-20cm、20-40cm、40-60cm土层土壤氮素和氮循环过程相关酶的特征,包括土壤有机碳、全氮、碳氮比、硝态氮、铵态氮、无机氮、微生物量氮含量及蛋白酶、脲酶、硝酸盐还原酶活性。结果表明,辐射松林和油松林各土层土壤有机碳含量、碳氮比和硝酸盐还原酶活性无显著差异,油松林土壤无机氮含量和脲酶活性显著高于辐射松林土壤,而辐射松林土壤微生物量氮含量是3种林型土壤中最高的,灌丛0-20cm土层土壤有机碳、全氮含量最高。此外,有机碳、全氮含量、脲酶活性随土层深度增加而降低;而硝酸盐还原酶活性却随土层深度的增加而增强;同时,各土层间蛋白酶活性差异较小。因此,植被类型对土壤氮素转化有一定影响,而从目前的土壤氮素状况来看,油松林土壤中植物可直接吸收利用的氮素高于辐射松林和灌丛;辐射松林土壤微生物固持的氮素含量最高。区域3种植被类型土壤氮素状况还受到半干旱气候因素的强烈影响。     

祁连山不同类型草地的土壤理化性质与植被特征

祁连山草地生态系统在维护我国西部生态安全方面起着举足轻重的作用。为了解祁连山不同类型草地土壤水分、养分等理化性质与植被分布特征,及土壤理化性质与植被特征的相关关系,于祁连山选取7种类型的草地,测定土壤水分含量、养分含量、容重、颗粒组成和植被特征,计算土壤颗粒的分形维数、0～40 cm土层土壤有机碳、全氮和全磷储量、植物多样性指数。结果表明: 祁连山不同类型草地的土壤理化性质与植被特征差异显著,高寒草甸相比于其他类型草地具有较高的土壤水分、养分和黏粒含量,及较低的容重和砂粒含量;0～40 cm土层土壤有机碳、全氮、全磷储量变化范围分别为3084～45247、164～2358、100～319 g·m^-2,整体表现为有机碳和全氮含量高、全磷含量低;土壤全磷储量与植物多样性指数呈显著正相关关系,表明土壤全磷含量是祁连山草地植物多样性的关键影响因素。相比其他草地类型,高寒草甸具有较好的植被状况和土壤水分、养分条件。     

辽东山区次生林林窗大小对土壤微生物量碳、氮、磷的影响

林窗干扰是次生林更新和演替过程的重要干扰类型,影响土壤的养分供应。为明确温带次生林林窗大小对土壤养分循环过程的影响,以辽东山区典型次生林内形成时间为6年的大、中、小(90~670 m~2)人工林窗为研究对象,测定了生长季不同大小林窗内0~20cm土层土壤微生物量碳、氮、磷。结果表明:与对照样地相比,大、中、小林窗0~10和10~20 cm土层土壤微生物量碳、微生物量磷、微生物量碳/全碳和微生物量磷/全磷无显著差异,且不同大小林窗间土壤微生物量碳、氮、磷以及微生物量碳/全碳、微生物量氮/全氮、微生物量磷/全磷均无显著差异。与对照样地相比,中林窗(290 m~2)10~20 cm土层土壤微生物量氮和微生物量氮/全氮显著升高,表明中林窗促进了10~20 cm土层土壤氮素的循环和有效氮素的供应。     

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.     

不同退化阶段高寒草甸土壤化学计量特征

为了阐明不同退化阶段高寒草甸土壤的化学计量特征,沿着高寒草甸退化的梯度选取了原生嵩草草甸、轻度退化草甸和严重沙化草甸,测定了高寒草甸退化过程中不同深度土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量。结果表明:随着高寒草甸的退化,0～100cm土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量以及碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比和磷钾比均呈降低趋势,且土壤有机碳对高寒草甸退化的敏感性最高,全氮、全磷和全钾的敏感性依次降低,表层20cm的土壤有机碳和全氮可作为表征高寒草甸退化程度最敏感的土壤养分指标。另外,随着草甸的退化,土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量比的垂直分布明显不同:随着土壤深度的增加,原生嵩草草甸和轻度退化草甸的土壤有机碳、全氮和全磷含量以及碳氮比、碳磷比、碳钾比、氮磷比、氮钾比和磷钾比在0～40cm范围内锐减,在40cm以下缓慢降低并趋于稳定;而沙化草甸土壤的有机碳、全氮、全磷和全钾及其化学计量比随着土壤深度的增加保持不变。     

盐碱地柽柳“盐岛”和“肥岛”效应及其碳氮磷生态化学计量学特征

为了探讨“盐岛”和“肥岛”效应影响下盐碱土的养分特征,对黄河三角洲盐碱地柽柳植株周围不同土层的pH值、电导率和碳氮磷含量及其生态化学计量学特征进行了研究.结果表明: 土壤pH和电导率均随土层的加深而升高,0～20 cm土层土壤电导率随离植株距离的增加而降低,全磷含量则升高.20～40 cm土层土壤有机碳、全氮、N/P和C/P随离柽柳植株距离的增加而降低,C/N则升高.随着土层的加深,有机碳和全氮均呈降低趋势,而全磷则先降低后升高.土壤pH与电导率呈显著正相关,且二者与土壤碳氮磷及其生态化学计量比之间均呈显著负相关.     

不同林龄刺槐叶片养分重吸收特征及其对土壤养分有效性的响应

为揭示丘陵沟壑区刺槐的养分重吸收特征及其驱动因素,研究该区不同林龄刺槐叶片全氮和全磷的浓度,以及土壤有机碳、全氮、全磷、铵态氮、硝态氮和速效磷浓度及其化学计量,分析了叶片氮磷重吸收效率与土壤养分特性之间的关系。结果表明: 植物和土壤的养分随林龄增长发生显著变化,而土壤总磷和速效磷浓度较低。氮重吸收效率随林分生长先增加后降低,范围为48.2%～54.0%,平均为48.5%;磷重吸收效率则显著增加,范围为45.2%～49.4%,平均为46.9%。氮重吸收效率与土壤氮素和氮磷比呈负向响应,而磷重吸收效率与氮磷比呈显著正相关,与土壤速效磷呈负相关。表明土壤养分有效性的变化负向驱动养分重吸收效率。由于该生境中刺槐林的固氮效应及磷限制,叶片养分重吸收策略对土壤氮磷比响应强烈。