互花米草入侵对漳江口红树林湿地土壤有机碳官能团特征的影响

红树林对全球气候变化敏感, 近年来不少区域又受互花米草(Spartina alterniflora)入侵的影响, 土壤碳库组成发生显著变化, 然而鲜有从有机碳官能团特征角度出发的关于两群落的研究。为了解在红树林群落与互花米草群落下土壤碳库及其有机碳官能团的特征差异, 在福建省云霄县漳江口红树林自然保护区湿地内由内陆到海岸方向选取3条样带, 每条样带依次选取3个样地: 红树林群落(MC)、秋茄(Kandelia obovata)-互花米草过渡带(TC)和互花米草群落(SC), 每个样地选取3个呈品字形分布的采样点, 分5层采集0-100 cm土壤样品, 分析土壤中的总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)以及可溶性有机碳(DOC)特征, 并利用核磁共振波谱法测定表层0-15 cm与深层75-100 cm土壤总有机碳官能团特征, 以空间换时间法研究入侵前后土壤碳库变化特征。结果表明: (1)从MC群落到SC群落, 土壤有机碳库显著减小, 各样地总有机碳与颗粒有机碳含量表现为MC > TC > SC, 并随着土层深度增加而减少, DOC含量没有表现出明显的变化趋势。(2)各植被类型土壤有机碳以烷基碳与烷氧碳为主, 其次是芳香碳与羰基碳, N-烷氧碳与酚基碳含量最少, 其中表层0-15 cm土壤从红树林群落到互花米草群落, 烷基碳与烷氧碳含量呈现增加趋势但不显著, 芳香碳与酚基碳含量显著减少, 其余有机碳组分含量无显著差异。在深层75-100 cm随着植被类型的改变, 土壤有机碳组成结构均无显著差异。(3)在0-15 cm土层, 烷基碳/烷氧碳含量表现为: SC > MC > TC; 芳香度表现为SC最小, MC与TC无显著差异; 疏水碳/亲水碳无显著差异; 脂族碳/芳香碳表现为SC显著大于其他两种植被类型, MC与TC无显著差异。在75-100 cm土层, 各比值无显著差异。综上所述, 红树林群落碳储量显著高于互花米草群落, 受植被的影响, 互花米草群落表层土壤有机碳分解程度显著高于红树林群落, 而红树林群落的土壤有机碳分子结构要比互花米草群落更复杂, 以维持其土壤有机碳的稳定性。因此, 互花米草入侵红树林后可能会加快有机碳的分解, 最终稳定在相对简单的分子结构, 降低土壤碳储量。     

走进漳江口红树林

去年冬天，我来到位于福建省云霄县漳江入海口的省级红树林保护区，进行实地参观、考察。该保护区位于东经117°24′—117°28′、北纬23°55′—23°56′的沉积粘性海滩潮土地区，年平均气温20℃，海水盐度较高。现有天然红树林面积2800亩，主要树种有红树科木榄(Bruguiera gymnorrhiza)、秋茄(Kandelia candel)，紫金牛科桐花树(Aegiceras corniculatum)，马鞭草科海榄雌(Avicennia marina)，爵床科老鼠(Acanthus ilicifolius)，大戟科海漆(Excoecaria agallocha)等5科6属6种，及伴生的藤本或草本植物2种，种类较单纯，群落外貌较简…     

土地利用变化对土壤有机碳贮量的影响

通过对比分析六盘山林区典型天然次生林(杂灌林、山杨和辽东栎林)与农田、草地及农田、草地与人工林(13、18和25年生华北落叶松)邻近样地土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上分布的差异,研究了天然次生林变成农田或草地及农田或草地造林后对土壤有机碳贮量的影响,结果表明,土壤有机碳含量方面,农田和草地比天然次生林分别低54％和27％,差异主要在0～50cm土层;农田和草地比人工林分别低42％和26％,差异主要在0～40cm土层,土壤有机碳密度方面,农田和草地比天然次生林分别低35％和14％,差异主要在0～50cm土层;农田比人工林低23％,草地比人工林高4％,差异主要在0～30cm土层．天然次生林和人工林土壤有机碳含量和密度随土层加深而递减的幅度比农田或草地大．这些差异主要由土地利用变化引起的土壤有机碳输入与输出及根系分布的变化所致．结果说明六盘山林区天然次生林破坏变成草地或农田后土壤有机碳含量和密度(主要是0～50cm土层)将下降,而农田中造林后土壤有机碳含量和密度(主要是0～30cm土层)又将增加,草地上造林后土壤有机碳含量增加而密度变化不大。另外,土壤有机碳含量和密度在土壤剖面上的分布也将随土地利用变化而发生改变。     

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。     

西南喀斯特石漠化环境下土地利用变化对土壤有机碳及其组分的影响

土壤有机碳是喀斯特生态系统中碳转移的动力学媒介和碳流通的主要途径,土壤有机碳及其组分是土壤碳循环的重要组成部分,然而目前缺乏关于喀斯特地区土壤有机碳及其组分的研究。本研究以西南典型喀斯特石漠化区——贵州关岭花江6种典型土地利用方式下(花椒林、火龙果林、花椒火龙果混交林、圆柏林、圆柏女贞混交林和坡耕地)的土壤为研究对象,分析土地利用方式变化对土壤有机碳含量(SOC)和储量(SOCS)、土壤水溶性有机碳(WSOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)及重组有机碳(HFOC)含量及其分配比例的影响。结果表明: 6种土地利用方式下SOC和SOCS均表现为圆柏林、圆柏女贞混交林和花椒林显著大于火龙果林、花椒火龙果混交林和坡耕地;在0～20 cm土层,土壤SOCS平均值为花椒林＞圆柏林＞圆柏女贞混交林＞坡耕地＞花椒火龙果混交林＞火龙果林。土壤WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC含量均表现为圆柏林、圆柏女贞混交林和花椒林大于其他3种土地类型。土壤SOC与其各组分(WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC)均呈显著正相关,且各组分两两之间也呈显著正相关。花椒林可作为中国西南喀斯特石漠化生态恢复和山地农业发展优先考虑的经济物种。土壤WSOC、EOC、POC、LFOC和HFOC可作为反映土壤有机碳库的有效指标。     

米亚罗林区土地利用变化对土壤有机碳和微生物量碳的影响

为了解土地利用变化对土壤有机碳和微生物量碳的影响,分析了川西米亚罗林区原始冷杉林、20世纪60年代云杉人工林、20世纪80年代云杉人工林和农地的土壤有机碳和微生物量碳状况.结果表明,土地利用变化明显地影响了土壤有机碳和微生物量碳含量.土壤有机碳和微生物量碳含量原始林最高,其次为60年代人工林和80年代人工林,农地最低.农地土壤有机碳含量分别比原始林、60年代人工林和80年代人工林低83%、53%和52%,微生物量碳含量分别低23%、25%和21%.土壤有机碳和微生物量碳含量均随土壤深度的增加而降低,并且两者在不同土地利用类型的变化趋势基本一致.相关分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳与全氮、水解氮、速效磷呈极显著相关(P＜0.01),说明土壤微生物量碳可作为衡量土壤有机碳变化的敏感指标,而土壤有机碳和微生物量碳含量可作为衡量土壤肥力和土壤质量变化的重要指标.     

漳江口红树林沉积物可培养真菌多样性

红树林真菌由于其独特的生态特征、多样性特点和丰富的新型生物活性代谢产物而引起了广泛的关注。本文以漳江口红树林保护区4个采样点的沉积物为研究对象,采用8种筛选培养基（RBM、PDA、CDA、Martin、YM、SDA、ISP2和R2A）分离可培养真菌,根据ITS序列分析对其进行物种鉴定,并利用多样性指数分析评价不同采样点真菌群落的差异。结果共分离到274株真菌,隶属于2门12纲23目39科52属,其中优势属为枝顶孢属（Acremonium）（20.8%）和青霉属（Penicillium）（11.3%）,其次是枝孢属（Cladosporium）（7.3%）和帚枝霉属（Sarocladium）（7.3%）。8种筛选培养基中,分离出真菌种属类型最丰富的培养基是RBM,其次是PDA。根据Shannon-Wiener多样性指数（H′）、Simpson优势度指数（D）、Magalef丰富度指数（R）和Pielou均匀度指数（J）的分析结果,在属的水平上,距海洋的位置越近,真菌的群落多样性越高,真菌分布越均匀。     

岩溶区土地利用变化对土壤有机碳与岩溶碳汇的影响研究进展

土地利用变化对陆地生态系统碳循环的影响是当今全球碳循环和气候变化研究的热点。土地利用变化对土壤有机碳含量、组分及稳定性产生影响,从而影响土壤CO_2,进而控制岩溶地质过程的碳汇效应。本文综述了岩溶区土地利用变化对土壤有机碳与岩溶地质过程的影响,阐明了岩溶区土地利用变化对土壤有机碳及其组分影响的过程与机理,土地利用变化对岩溶地质过程影响的土壤CO_2浓度调控机制、水循环影响及无机酸干扰等影响机制。提出了土壤固碳的团聚体归宿和分配,团聚体物理保护机制及钙的化学稳定机制是当前岩溶土壤有机碳深化的方向;土壤CO_2、水循环和无机酸在土地利用变化过程中以何种关系共同影响岩溶碳汇强度;水生光合作用利用DIC形成的稳定有机质与DIC、AOC通量的关系及其对土地利用变化的响应机理是岩溶碳循环前沿领域;而石漠化治理对岩溶碳循环的影响及相关固碳增汇技术的研究是需要重视的工作。     

福建漳江口红树林鹭科鸟类巢址选择

2011年4～5月、2012年4～5月,采用样线调查和样方调查相结合的方法对福建漳江口红树林国家级自然保护区内鹭科鸟类巢址与影响其选择的因子进行研究.t-检验结果显示,红树基径、盖度、距地面平均高度、植株密度及秋茄比5个参数在巢区样方(n=23)与对照样方(n=37)之间存在显著差异(P＜0.05),桐花比、距道路距离、距村庄距离与距池塘距离4个参数存在极其显著差异(P＜0.01).主成分分析表明,植被结构和干扰条件是影响鹭科鸟类巢址选择的主要因子,植被结构不仅能够影响鹭科鸟类群落结构,还受到鹭科鸟类集群繁殖影响.     

福建漳江口红树林湿地自然保护区资源及保护

对福建漳江口红树林湿地自然保护区自然社会状况、生物及其他资源状况,以及资源保护做了简单的介绍。     

福建漳江口红树林区秋茄幼苗生长动态

通过福建漳江口红树林自然保护区内8个样方24个小样方人工种植600个秋茄胚轴,在3a时间内对秋茄胚轴建立、幼苗生长以及环境因子进行定期观测。研究结果表明：林缘空地的秋茄生长状况良好,白骨壤林内最不利于秋茄幼苗的生长。潮位、盐度、底质土壤理化因子不是造成该样地各样方间秋茄幼苗生长差异的主要原因。动物取食、光照状况以及种间竞争是限制秋茄生长的主要环境因子。秋茄胚轴在长根前易于随潮水漂走,底质土壤中自骨壤致密的根系抑制了秋茄胚轴的定植,导致白骨壤林内秋茄幼苗漂走的数量最多。昆虫和螃蟹等动物的取食是导致林内已经固着生长的秋茄幼苗大量死亡的最主要原因,而林外被取食的幼苗个体极少。此后秋茄幼苗能否继续成长,主要取决于幼苗所接受到的光照条件。3a后,在荫蔽的树冠下,秋茄幼苗无法存活;而在林外,秋茄幼苗已经长成幼树。在林外滩涂上迅速生长的互花米草,也将影响秋茄幼苗的更新和生长。     

中亚热带山区深层土壤有机碳库对土地利用变化的响应

通过对中亚热带丘陵山区4种典型的土地利用方式(天然林以及由此转变而来的杉木人工林、板栗园和坡耕地)1 m深土壤剖面碳储量、δ13C值和细根生物量的研究,结果表明:土地利用变化7a后,土壤剖面(1 m)有机碳储量与天然林相比降低了26%—36%,且40 cm以下深层矿质土壤碳储量下降了19%—45%。1 m深土壤δ13C平均则升高1‰—3‰,说明植物群落的光合类型发生了变化,C4植物种对土壤有机碳的贡献增加。天然林转变后,严重的水土流失、人为扰动和植物物种组成的变化,诱发深层土壤碳输入减少以及碳流失和矿化损失增加,是导致深层土壤碳储量大幅下降的主因。土地利用变化后,60 cm深细根生物量锐减50%—99%,且细根主要集中于表土层。这主要与土壤理化性状劣化、资源有效性大幅降低及天然林转变后植被幼龄化有关,反映土地利用变化后土地生产力大幅退化。上述研究结果揭示在中亚热带山地开发、利用和土地转变过程中,加强天然林保育和中幼林抚育,创新减轻坡土扰动的农艺措施和加强陡坡地退耕,严控水土流失,科学施肥补充损失的土壤有机质和养分,对于维系山地土壤生产力和山区可持续经营具有长远意义。     

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。     

福建漳江口红树林湿地自然保护区的生物多样性及其保护

福建漳江口红树林湿地自然保护区位于东经117024/07//～117030/00// ,北纬23053/45//～23056/00//的云霄县内,总面积2 360 hm2;是福建省唯一的一个红树林国家级保护区。本文介绍了保护区的生物多样性现状,保护区内现有生物物种688种,其中国家一级保护动物2种,国家二级保护动物19种,“三有”动物162种,中日协定保护候鸟77种,中澳协定保护候鸟41种,有全国最大面积的白骨壤林。并提出了符合保护区管理的生物多样性保护策略:落实生物多样性保护工程实施政策、尽快在保护区建立生态旅游区、加强保护区的科学研究和扩大国内外联系,搞好管护。     

福建漳江口红树林和盐沼湿地的多毛类动物群落

为了比较漳江口4种植物生境之间多毛类动物群落的差异性,2010年对漳江口潮间带秋茄、桐花树、白骨壤和互花米草4种植物生境的多毛类动物进行4个季度的定量取样.共获得15种多毛类动物,4个季度在4种植物生境中均出现三角洲双须虫、溪沙蚕、拟突齿沙蚕、凿贝才女虫、小头虫和加州中蚓虫.多毛类动物栖息密度、生物量、丰度指数、均匀度指数和多样性指数的季节变化不明显;但4种植物生境之间多毛类动物栖息密度、生物量、丰度指数、均匀度指数和多样性指数有显著差异,且互花米草生境与3种红树林生境之间多毛类动物优势种不同.Pearson相关分析表明,漳江口红树林和盐沼湿地除了多毛类物种数与泥温显著相关外,多毛类动物栖息密度、生物量、丰度指数、均匀度指数和多样性指数均与泥温、盐度、总有机碳、总氮无显著相关关系,其原因是漳江口4种植物生境多毛类动物常见种小头虫、加州中蚓虫和溪沙蚕均是广温、广盐及耐高有机质含量的种类.     

长白山白桦林不同演替阶段土壤有机碳组分的变化

为了解长白山天然针阔混交林群落恢复演替土壤碳储量的变化,采用空间代替时间的方法,选取白桦幼龄林、白桦中龄林、白桦成熟林、阔叶红松成熟林和阔叶红松过熟林5个不同演替序列,研究其土壤总有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物生物量碳(MBC)及颗粒有机碳(POC)含量。结果表明:随着白桦林从早期到晚期的演替,SOC、MBC、ROC、POC以及土壤全氮、全磷和碳氮比(C/N)均呈现先逐渐增加后保持稳定的规律。随着土层深度的增加,SOC、MBC、ROC和POC含量均显著降低(P0.05),5个演替序列内ROC/SOC和POC/SOC的变化范围分别为12.91%~47.95%和14.21%~69.46%。相关分析表明:MBC、ROC和POC含量与土壤总有机碳(SOC)含量呈极显著正相关(P0.01),SOC、MBC、ROC和POC含量与全氮、全磷及碳氮比呈极显著正相关(P0.01)。研究结果为了解白桦林在演替过程中土壤有机碳的稳定性变化和固碳潜力提供数据支持。     

不同土地利用对土壤有机碳储量及土壤呼吸的影响

为了探讨土地利用方式对土壤碳储及土壤呼吸的影响,对安徽沿淮洼地杞柳纯林、杞柳-杨树混交林及杨树纯林3种不同土地利用方式下土壤有机碳储量及土壤呼吸特点进行了比较。结果表明:杞柳纯林、杞柳-杨树混交林、杨树纯林0～30cm土壤有机碳含量分别为6.80、8.50和7.71g·kg-1,土壤有机碳密度分别为2.88、3.26和2.95kg·m-2,土壤有机碳含量和土壤碳密度随土层深度的增加而降低。不同土地利用类型土壤呼吸年平均值分别为1.68μmol·m-2·s-1(杞柳纯林)、2.33μmol·m-2·s-1(杞柳-杨树混交林)、1.61μmol·m-2·s-1(杨树纯林),土壤呼吸日均值最高出现在夏季(6.64μmol·m-2·s-1),最低为冬季(0.13μmol·m-2·s-1)。相关分析表明,土壤呼吸速率与地表气温之间呈显著的指数关系,杞柳纯林、杞柳-杨树混交林、杨树纯林的相关系数R2分别为0.71、0.62、0.54。杞柳-杨树混交林较杞柳纯林有利于土壤有机碳的固定,杞柳纯林土壤有机碳储量偏低,与其粗放经营有关。在今后的栽植管理中,应采取合理的耕作施肥措施,在提高土壤肥力的同时增强土壤的碳固定。     

西南喀斯特长期植被修复对土壤有机碳组分的影响

揭示西南喀斯特土壤有机碳分布积累及其组分构成对长期植被修复的响应规律和内在机理,可为喀斯特石漠化科学治理和阐明喀斯特植被修复的土壤碳汇效应提供科学依据。以西南典型喀斯特石漠化植被恢复区实施了28-31年的4种植被修复工程内的7种典型修复措施(人造乔木林:柏木和柚木种植;人造灌木林:花椒和火龙果种植;人造藤林:金银花种植;人工草地:砂仁和皇竹草种植)为研究对象,系统分析了土壤总有机碳、活性有机碳、缓效性有机碳和惰性有机碳分布积累对长期植被修复的响应。结果表明:(1)西南喀斯特长期植被修复显著改变了土壤有机碳及其组分的分布积累。人造乔木和藤本显著提升土壤有机碳及其各组分的分布积累,但人工种草不仅不能提高土壤有机碳的累积,反而在多数情况下降低了土壤总有机碳含量和储量以及土壤有机碳各组分含量。(2)西南喀斯特长期植被修复明显影响着土壤有机碳库组分结构。除人工种草外,植被修复显著提升了土壤有机碳库中缓效性有机碳的占比。人造花椒明显降低了土壤有机碳库中活性有机碳的占比。柏木种植显著增加了土壤有机碳碳库中的惰性有机碳的比例,而火龙果和砂仁种植明显降低了土壤有机碳碳库中的惰性有机碳的比例。(3)土壤总氮、总磷和容重与土壤有机碳及其各组分的分布积累具有极显著正/负相关,是长期植被修复背景下西南喀斯特土壤有机碳及其组分分布积累的主要影响因子。研究结果为西南喀斯特脆弱生态系统科学植被恢复,以及基于植被修复的土壤碳循环调控助力碳中和提供了科学理论依据。     

引黄灌溉影响下土壤有机碳组分及理化性质的变化特征

灌溉在保障农业正常生产的同时,也对土壤理化性质产生重要影响。本研究以宁夏引黄灌区为例,通过与未进行灌溉、耕作等人为活动影响的自然土壤进行对比分析,研究了引用含有泥沙的黄河水灌溉、耕作对土壤基本理化属性和土壤有机碳组分变化的影响。结果表明:与自然土壤相比,引黄灌溉后,土壤总有机碳、重组有机碳和轻组有机碳增加显著,分别增加了272%、222%和318%(P0.01)。重组有机碳是引黄灌区土壤碳库的主要组分,占总有机碳65%以上,灌区土壤碳库稳定性较高;引黄灌溉耕作后,全氮和全磷含量分别由0.27和0.85 g·kg~(-1)增加到0.77和1.68 g kg~(-1)(P0.05);土壤容重降低,通气保水能力增强,pH下降,土壤盐化趋势减弱,土壤肥力水平提高。引黄灌溉是改善该区土壤性状和提高土地生产力的有效措施。     

黄土高原羊圈沟小流域土地利用时空变化的土壤有机碳效应

土地利用变化是影响土壤有机碳储量和分布变化的重要驱动因素,为进一步探讨土地利用变化对土壤有机碳的影响,根据土壤样点数据、土地利用类型图,分析了黄土丘陵沟壑区羊圈沟小流域2006—2011年土地利用变化及其对表层土壤有机碳密度和储量的影响,主要结论如下:(1)小流域土地利用发生较大变化,主要集中在乔木林地和灌木林地面积的增加,分别为39.697、46.404 hm2;以及草地面积的减少,为64.030 hm2;(2)土地利用方式的变化会导致土壤有机碳密度及储量的变化,其中转变用地类型的土壤有机碳储量增加587.25 kg,以荒草地转出类型增加的土壤表层有机碳储量最多,为441.64 kg;灌木林地转出类型减少的土壤表层有机碳储量最多,为-21.01 kg。草地-灌木林地、草地-乔木林地、坡耕地-草地、坡耕地-灌木林地、坡耕地-乔木林地、坡耕地-坝地、梯田-草地、梯田-灌木林地、梯田-乔木林地、梯田-坝地、坝地-草地、坝地-灌木林地、坝地-乔木林地等转换用地类型的表层土壤碳密度增加值高于保持用地类型碳密度的增加值,说明这些地类的转换有利于表层土壤有机碳储量的增加,即有利于表层土壤碳汇的形成;而其他地类转换造成了表层土壤的碳排放,应该引起足够的重视;(3)土壤固碳应着眼于长期效应,频繁的土地利用类型转化可能会降低土壤碳截流效果,黄土丘陵区植被重建的长期利用和保持更有利于土壤有机碳的积累。