松嫩平原农田土壤有机碳变化及固碳潜力估算

基于1979—1985年全国第二次土壤普查和2015年实地采样数据,利用土壤类型法计算了近35年来松嫩平原及其各县农田表层土壤有机碳密度和土壤碳库储量;并分析了松嫩平原农田土壤有机碳密度的空间分布及变化特征;利用饱和值法对松嫩平原及其各县市农田土壤有机碳量的变化趋势进行拟合,估算其农田土壤的固碳潜力。结果表明:(1)2015年松嫩平原农田表层土壤有机碳密度平均值为1.61 kg/m~2,近35年来约有81.59%的农田土壤有机碳密度呈下降趋势,集中分布在松嫩平原北部、东部和东南部地区,以富裕县东部、依安县中部、肇东县西部、扶余县西部等地区土壤有机碳密度下降幅度最大;(2)2015年松嫩平原农田表层土壤有机碳库总储量为233.63 Tg,比全国第二次土壤普查减少了32.62 Tg;(3)2015年松嫩平原农田表层土壤总固碳潜力为-32.7 TgC,呈现出"碳源"趋势,农田土壤单位面积固碳潜力平均值为-1.793×10~(-3)Tg/km~2。     

黄土丘陵区土壤有机碳固存对退耕还林草的时空响应

研究了黄土丘陵区土壤有机碳固存对退耕还林草的时空响应特征,分析了退耕还林草对土壤有机碳的近期影响和长期效应。结果表明,1)从黄土丘陵区退耕还林草的土壤固碳效应整体而言,相对于坡耕地,退耕还林和退耕撂荒具有显著的土壤碳增汇效应,而退耕还草、退耕还果没有明显土壤碳增汇效应。以天然草地土壤有机碳密度为目标,撂荒地表层土壤有机碳增汇潜力可达8.3 t/hm2。2)以10a为界,退耕还林草的近期土壤碳增汇效应不明显,而10a后土壤碳增汇效应逐渐明显,退耕还林、还灌、撂荒和坡耕地的固碳效应差异显著。3)在评估黄土丘陵区退耕还林草的土壤固碳效应时应当注重长期固碳效应。4)退耕还林草的土壤固碳效应主要受还林草方式及年限的影响,二者分别可解释55.6%和24.1%的有机碳变异性;地形因子可解释8.5%的有机碳变异性。在评估该区退耕还林的土壤固碳效应时应当充分考虑退耕年限和地形因子的影响。5)人工刺槐林地、人工柠条林地以及撂荒地深层土壤(100—200 cm)有机碳密度占2 m土体有机碳密度的35%—40%,而且随着植被恢复深层土壤有机碳密度显著增加。6)在估算黄土丘陵区退耕还林土壤固碳效应时应该考虑深层碳累积。如果按1 m土层的土壤有机碳密度计算,会严重低估退耕还林草的土壤固碳量。     

西双版纳地区人工橡胶林生物量、固碳现状及潜力

选取西双版纳地区橡胶树适宜和次适宜种植区6个年龄段(5、9、14、19、23、26年生)的橡胶林,对其生长参数进行了实测,利用生物量回归方程得到了橡胶林的生物量和固碳量,并探讨了橡胶林的固碳潜力。结果表明:西双版纳适宜种植区橡胶林地上净初级生产力(ANPP)在19年生时达到最大,为(16.22±3.47)t.hm-2.a-1;次适宜种植区橡胶林ANPP在23年生时达到最大,为(8.65±3.46)t.hm-2.a-1。适宜和次适宜种植区橡胶林地上总生物量(WA)最大值分别为205.82和139.76t.hm-2。对应的生物量内禀增长率分别为21%和14%。适宜和次适宜种植区橡胶林碳储量最大值分别达123.49和83.86tC.hm-2,均明显低于西双版纳热带季节雨林生态系统的总固碳量(311.41±66.46)tC.hm-2,适宜种植区橡胶林固碳量略高于世界热带森林的平均水平(121tC.hm-2)。截至2008年,西双版纳橡胶林总固碳量约为16.54×106tC。     

纳板河流域土地利用变化对土壤有机碳及微生物生物量碳和氮的影响

与其他地区相比,热带森林的土地利用变化对碳循环的影响尤其显著。本文采用野外调查取样和室内分析相结合的方法,研究了纳板河流域自然林转变为旱地、水稻田、橡胶林、茶园后土壤有机碳(SOC)、土壤微生物生物量碳(SMBC)和微生物生物量氮(SMBN)的变化。结果表明:自然林转变为其他土地利用类型后,SOC、SMBC、SMBN均显著下降,水稻田的SOC和SMBC下降幅度最大。赤红壤的SOC和SMBC、SMBN均显著高于砖红壤。相关性分析表明:SOC与SMBC、SMBN、土壤含水量呈显著或极显著正相关,与土壤容重、pH呈极显著负相关;SMBN与SOC、SMBC呈极显著正相关,与土壤容重呈显著负相关;微生物商与pH呈极显著正相关。     

秸秆还田配施中微量元素对农田土壤有机碳固持的影响

为研究秸秆还田配施中量元素(S)和微量元素(Fe和Zn)对粮田土壤有机碳固持的影响,进行了为期52 d的室内玉米秸秆腐解培养试验. 结果表明:秸秆腐解过程中分别添加S、Fe和Zn元素,均提高了微生物生物量碳(MBC)及土壤CO₂-C矿化速率,52 d腐解培养结束后,CO₂-C的累积矿化量显著提高,但土壤有机碳含量并未显著降低;3种元素中,添加Fe或Zn的处理提高了土壤惰性碳库、惰性碳库比例及土壤有机碳表观平衡,有利于土壤有机碳固持,而添加S的处理却降低了惰性有机碳比例及土壤有机碳表观平衡,不利于有机碳固持. 因此,在施N、P肥基础上,秸秆还田添加S、Fe或Zn均能促进土壤有机碳的矿化进程,但添加Fe或Zn可使更多有机碳固持于土壤中,添加S不利于土壤有机碳的固持.     

土地利用变化对土壤有机碳的影响研究进展

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分,也是当前全球碳循环和全球变化研究的热点。土地利用/覆被变化及土地管理变化通过影响土壤有机碳的储量和分布,进而影响温室气体排放和陆地生态系统的碳通量。研究土地利用变化影响下的土壤有机碳储量及其动态变化规律,有助于加深理解全球气候变化与土地利用变化之间的关系。在阅读国内外有关文献的基础上,分别从土地利用及其管理方式变化的角度,概括了土地利用变化对土壤有机碳的影响过程与机理;针对当前研究的两大类方法,即实验方法和模型方法,分类详细介绍了它们各自的特点以及存在的一些问题。在此基础上,提出今后土地利用变化对土壤有机碳影响研究的发展趋势。     

红壤稻田弃耕后植被和土壤有机碳对积水与火烧的早期响应

为了探明积水和冬季火烧对弃耕红壤稻田地表植被和土壤有机碳的影响, 该实验设置了对照(无人为干扰)、积水、冬季火烧和积水-冬季火烧4个不同处理, 采用样方法对样地植物的高度、密度、盖度及物种组成进行了调查。地上部分生物量采用收获法进行测定, 根系采用土柱法获取, 弃耕前后土壤有机碳含量的测定采用K₂Cr₂O₇外加热法。结果表明: 1)积水和冬季火烧对红壤稻田弃耕早期物种组成、丰富度、均匀度及多样性具有重要的影响。双穗雀稗(Paspalum paspaloides)和水竹叶(Murdannia triquetra)是积水条件下的优势种, 而柔枝莠竹(Microstegium vimineum)是冬季火烧条件下的优势种, 大狼杷草(Bidens frondosa)是积水和冬季火烧条件下的共优种。2)分布在0-5 cm表层土壤中的根系占0-20 cm深度土壤中根系的66.50%-80.34%。样地在积水条件下, 2011-2013年0-20 cm深度的土壤根系生物量分别高出对照样地的49.84%、73.34%和28.94%。3)冬季火烧可以提高样地的物种多样性和增加地上部分生物量, 2011-2013年冬季火烧样地分别高出对照样地的25.74%、64.30%和50.24%。4)与稻田弃耕前土壤有机碳含量逐渐上升趋势相反, 稻田弃耕6年后, 对照、积水、冬季火烧和积水-冬季火烧样地中土壤有机碳含量分别降低11.16%、18.99%、9.17%和19.12%, 并且在积水条件下土壤有机碳含量降低更明显(p < 0.05)。研究结果表明, 红壤稻田弃耕后地表植被物种组成、地上和地下生物量、土壤有机碳含量与积水和冬季火烧关系密切(p < 0.05)。     

杭州市不同土地利用类型的树木生长和碳固存

随着全球城市化的加剧,城市作为一个受强人类活动支配的生态系统,在显著改变土地利用的同时,也改变了城市内植被的碳吸收和碳储存能力.本文选取杭州具有代表性的2个树种香樟(Cinnamomum camphora)和悬铃木(Platanus acerifolia)为研究对象,调查并测量了720株树木的胸径、株高、株距和冠幅,测量了230株样木近10年的平均轮面积增量,对城市不同土地利用类型上不同树种的碳储存和碳吸收速率进行了估算和比较.结果表明,香樟碳储存为45 kg C·m-2,悬铃木104 kg C·m-2.香樟碳吸收速率在政府机关用地上最大,住宅区最小;而悬铃木在住宅区碳吸收速率远远大干商业区和政府机构用地.冠幅是影响香樟碳吸收速率的主要影响因子,而悬铃木的碳吸收速率与冠幅相关外还受到年龄的影响.在城市土地利用类型中乔木碳吸收是野外相同年龄乔木的5倍甚至更多.     

河西走廊中段绿洲退化土地退耕种植苜蓿的固碳效应

土地利用变化和耕作管理是人类影响陆地生态系统碳过程一个重要方面.对河西走廊中段张掖绿洲退化土地退耕种植苜蓿5a后土壤性状的分析表明, 49个退耕苜蓿地土壤与相邻未退耕农田土壤配对样本的比较,退耕苜蓿地0～15cm土层土壤粒级组成和容重并未发生显著变化,但土壤pH平均提高了0.11个单位,电导率降低34.8%,土壤有机碳(SOC)和全氮(全N)含量较对照农田土壤平均提高18.5%和9.3%,活性有机碳(labile C)增加53.3%.SOC含量受海拔高度和土壤粒粉粒含量的影响,退耕后SOC和全N的增加幅度沙壤土高于粉壤土,而labile C的增加幅度沙壤土低于粉壤土.退耕苜蓿地0～15cm土层SOC和全N储量较农田土壤分别增加2.84Mg hm~(-2)和0.21Mg hm~(-2),土壤C、N的固存率平均为0.57Mg hm~(-2)a~(-1)和0.04 Mg hm~(-2)a~(-1),表明退化土地由1年生作物向多年生牧草的转变有显著的固碳效应和潜力.活性有机碳的变化较总有机碳的变化更为显著,表明活性有机碳对土地利用变化的响应更为敏感.     

土壤有机碳形成机制的探索历程

土壤有机碳(SOC)是生态系统的重要资产,在全球碳平衡中发挥着关键的作用。2015年巴黎气候会议以来,促进SOC在陆地生态系统中的积累受到特别重视,被认为是有效减缓大气CO2浓度上升的最重要地表措施。从服务于这个目标出发,对过去几十年全球在探索SOC形成机制上的历程进行了回顾和总结,从弄清SOC全球分布规律,阐明样地以下尺度的SOC循环过程及其相应的物理、化学与生物机理,到样地及以上尺度的土壤固碳机制,最后给出了成熟森林SOC积累机制的实例。SOC形成机制的探索历程就是寻求为促进土壤固碳提供理论指导的过程。     

西双版纳热带季节雨林与橡胶林土壤呼吸

季节雨林和橡胶(Hevea brasiliensis)林是西双版纳热带森林生态系统中原始林和大面积种植人工林的两种代表类型。热带季节雨林层次结构复杂,多样性丰富,而橡胶林结构简单,乔木层只有橡胶树1种。应用碱吸收法,研究了这两种植被类型土壤呼吸速率、地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的季节变化规律,以及土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度、气温和土壤含水率的关系。结果表明:1)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率、土壤温度、气温和土壤含水率都有明显的季节变化,而且两种林型的变化趋势基本一致;2)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与地下5 cm土壤温度和气温之间具有显著的指数相关关系,显著水平达1%,与地下5 cm温度的相关性(r²分别为0.87和0.82)明显高于与气温的相关性(r²分别是0.80和0.72);3)季节雨林和橡胶林土壤呼吸速率与土壤含水率具有显著的线性相关(r²分别是0.73和0.63),显著水平达1%;4)橡胶林的土壤呼吸速率明显高于季节雨林,这与两种林型的结构有关;5)季节雨林和橡胶林土壤呼吸的Q₁₀分别为2.16和2.18,比文献报道的热带土壤的Q₁₀(1.96)稍高。     

西双版纳季节雨林与橡胶多层林凋落物动态的比较研究

本语文对西双版纳季节雨林及橡胶多层林的凋落物量动态、各组分的季节变化规律、林地残留物现存量及其分解进行了研究,分析比较了两个种群落的凋落节律,结果显示,“双凋落峰”及“叶分解速率较枝分解更快”为两类群落的共有特征;森林凋落物量及凋落物分解速率则因群落类型而异,橡胶多层林年凋落物总量为９．８５±０．７８ｔ·ｈｍ＾－２·ａ＾－１,大于季节雨林的年凋落物总量８．４２±０．１６ｔ·ｈｍ＾－２·ａ＾－１。     

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。     

我国植胶区土壤和橡胶树叶片含锰量的研究

我国橡胶树叶片含锰量范围为31—2167ppm,平均390ppm,高于橡胶树正常植株叶片含锰量(150—300ppm)。因此,我国橡胶树目前锰素的营养状况是良好的。由于我国植胶区地区广,成土母质和土壤类型复杂,施肥管理水平不同,以及橡胶树在生长和产胶过程中锰素营养的不断消耗,土壤含锰量变幅很大。含锰最高值与最低值相差达140多倍,代换态锰、易还原态锰最高值与最低值相差高达200倍和1240倍。土壤中易还原态锰的贮备也显不足。因此,我国部分植胶区的橡胶树出现缺锰黄叶现象。本文提出了纠正缺锰黄叶症的施肥方法、施肥用量和施肥时期。     

沙棘对中国亚湿润干旱区杨树人工林生长与生产力的影响(英文)

通过将沙棘（Ｈｉｐｐｏｐｈａｅ ｒｈａｍｎｏｉｄｅｓ Ｌ．）与３种杨树品种（小黑杨（Ｐｏｐｕｌｕｓ ｃｖ．“Ｘｉａｏｈｅｉ”）昭林６号杨（Ｐ．ｃｖ．“Ｚｈａｏｌｉｎ０６”）和欧美杨６４号（Ｐ．ｅｕｒａｍｅｒｉｃａｎｅ ｃｖ．“Ｎ３０１６”））的人工林分别按株混两种方式进行混交实验,研究了固氮植物沙棘对亚湿润干旱区的杨树人工林生长和生产力的影响。研究结果表明：无论哪一种杨树品种或混交方式,沙棘与杨树     

草地生态系统碳循环及其对全球变化的响应I.碳循环的分室模型、碳输入与贮量

概述了草地生态系统碳素循环的一般特征,介绍了一个草地碳循环的分室模型;对世界草地生态系统的碳贮量和碳输入量的有关数据进行了归纳整理,并初步讨论了草地生态系统在全球碳循环中的作用。     

西双版纳茶林及橡胶林区鸟类调查

1983年5—7月,作者对云南省西双版纳的勐海、勐养和勐腊三个地区的茶林和橡胶林区的鸟类区系组成情况进行了调查,其结果若与开发前（郑作新、郑宝赉,1961,1962;A.И.伊万诺夫,1961）的记录对照,在季节时间上有所不同,但该地区的热带雨林和季雨林被开垦种植为茶林、橡胶林及其它经济作物之后,反映出各林区现在的繁殖鸟种类减少很多,鸟类区系组成情况有显著的变化。     

西双版纳热带森林树种幼苗的组成、空间分布和旱季存活

林下树种幼苗是森林生态系统的一个重要组成部分, 在森林的自然更新过程中发挥着重要作用。于2007年10月底在西双版纳20 hm²热带森林动态监测样地内设置了450个幼苗样方(1 m²), 对样方内的树种幼苗(胸径＜1 cm)进行了调查, 并观测了当年的实生苗(H≤30 cm)在2007~2008年旱季期间的存活变化。结果表明, 该区森林林下树种幼苗的组成比较丰富, 但个体数在物种间的分布极为不均匀。除4.17%的幼苗个体未鉴定外, 调查到的已知树种幼苗共计6 367株, 隶属于49科116属161种, 并且Simpson、Shannon-Wiener和Pielou指数分别达到了0.69、2.29和0.45。个体数少于5株的幼苗贡献了50.31%的物种数; 在1 m²的样方尺度上, 幼苗密度和种丰富度两者的平均值分别为(14.15±0.72)株·m^-2和(3.73±0.10)种·m^-2(Means±SE, n=450); 优势幼苗为望天树(Parashorea chinensis)、短刺锥(Castanopsis echidnocarpa)和假海桐(Pittosporopsis kerrii)等, 它们的空间分布格局与地形、海拔和母树分布三者之间存在着密切的相关性; 旱季期间, 幼苗的死亡比例较大(26.49%), 主要集中在优势幼苗。幼苗在干旱胁迫环境下的死亡格局表现出了明显的种间差异: 香花木姜子(Litsea panamanja)和望天树两优势幼苗的死亡率分别为62.65%和35.87%, 而假海桐和蚁花(Mezzettiopsis creaghii)等7种优势幼苗的死亡率较低(＜ 9%), 除望天树等13种优势幼苗外, 其余692株幼苗(共129种)仅死亡了10.40%, 而且有91种幼苗均没有发生死亡。幼苗间的存活差异有待于从种子大小、幼苗的形态和生理特性及其所在空间位置的生境特征等多方面开展深入的研究。     

西双版纳不同热带生态系统土壤有机质的光谱学特性

 为了探讨西双版纳地区土地利用变化对土壤有机质含量及其化学组成的影响,选取了相邻的次生林、耕种6年的农田和定植3年的橡胶园样地,对其0～5 cm和5～20 cm表层土壤中有机质含量、胡敏酸的光谱学特性进行了分析。研究结果表明,次生林转变为农田之后,0～5 cm和5～20 cm 表层土壤有机质含量分别降低33.6%和23.7%;而次生林转变为橡胶园,分别降低28.6%和27.6%。胡敏酸可见-红外光谱结果显示,次生林转变为农田和橡胶园后,0～20 cm表层土壤E4/E6显著降低,这表明胡敏酸化学组成当中芳香族结构增加。傅立叶变换红外光谱结果同样表明,土地利用变化影响土壤有机质的化学组成。次生林转变为农田和橡胶园后,胡敏酸中羧基和酚基结构比例降低,而脂肪族、芳香族和多聚糖比例增加。     

西双版纳土地的不同管理方式对植物多样性的影响评价探讨

 现代生物多样性的迅速丧失主要是由于对土地的不合理利用所致,因此对土地的合理利用被认为是生物多样性有效保护的基础。西双版纳是我国植物多样性最丰富的地区之一,然而,由于土地利用的变化,植物多样性也不同程度受到影响。为探讨土地利用对生物多样性的影响,本文在样方调查的基础上,运用定量的方法计算西双版纳主要的土地利用方式对生物多样性的影响指数(I=l/E,E=log10(V3·s·e,r))进行计算,发现对植物多样性的影响依次为：单一的橡胶种植园、橡胶+茶叶、橡胶+菠萝、家庭庭园、寺庙庭园、天然林下砂仁的种植、丢荒(8年)的轮歇地、集体林、龙山林和保护区。因此,要有效保护西双版纳的生物多样性,一是要保护好现存的自然保护区与传统信仰林,二是在土地开发利用时要推广既有较好的经济和社会效益,同时又有较好的生态效益的混农林技术。