不同林分类型土壤碳储量与土壤氮有效性的关系
大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式对土壤碳、氮组分的影响
区的土地利用类型多局限于林地、湿地和草地等,耕地土壤碳 氮研究相对较少。本研究通过对多年冻土区的 4种典型土地 利用方式沼泽、耕地、白桦林、落叶松土壤的碳氮含量特征进行 分析,探究各土地利用类型碳氮分布差异,为该区的生态环境 保护提供了基础数据。
科技风 2020年 4月
环境科学
DOI:10.19392/j.cnki.16717341.202012143
大兴安岭多年冻土区
不同土地利用方式对土壤碳、氮组分的影响
刘雨桐
黑龙江省普通高等学校地理环境遥感监测重点实验室哈尔滨师范大学 黑龙江哈尔滨 150025
摘 要:为研究大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式下不同深度土壤碳氮的特征,对大兴安岭漠河市沼泽、白桦林、落叶 松、耕地 4种土地利用方式下土壤碳氮储量进行了分析。结果表明 4种土地利用方式总碳、有机碳、铵态氮、硝态氮存在显著差 异,且均随土壤深度增加而降低。其中在 010cm土层,沼泽总碳含量显著高于耕地、落叶松(P<0.01);白桦林与耕地的土壤有机 碳含量具有显著性差异(P<0.05);沼泽铵态氮含量与白桦林具有极显著差异(P<0.01),与落叶松具有显著性差异(P<0.05);沼 泽的硝态氮含量远远大于其他三种土地利用方式(P<0.01)。1030cm土层含量规律与土壤表层相似。通过相关性分析表明,土 壤有机碳对铵态氮、硝态氮影响较大(P<0.01)。大兴安岭多年冻土区,不同土地利用方式的碳、氮含量具有规律性、差异性。不 同土地利用方式影响壤中碳、氮的含量。
2材料与方法 2.1区域概况 研究区位于黑龙江省北部大兴安岭漠河市,北纬 53°33′30″、 东经 122°20'27.14",属寒温带大陆性季风气候,夏季炎热多雨, 冬季气候 干 燥 寒 冷,年 均 气 温 为3℃ 左 右,年 均 降 水 量 大 致 为 350550mm。试验区内土地主要分为林地、耕地、沼泽 3种利用 类型,森林覆盖率为 90.6%[11]。受高寒气候的影响,该地区植 物种类相对较少,其中林地植被以兴安落叶松和白桦为主,伴生 少量樟子松、山杨林等[1213],耕地以玉米、大豆为主要农作物,湿 地植被以苔草为主。 2.2样品采集与测试 土壤样品于 2017年 7月份在大兴安岭漠河市进行采集。按 不同土地利用方式将样地划分为耕地、沼泽、落叶松以及白桦林 4个类型。每个类型样地中设置 3个重复样点,按照 010cm, 1020cm,2030cm分层采集土壤。将新鲜的土壤去除石块、植物 根系后,密封于样品袋中带回。过 2mm孔径的尼龙筛,一部分放 置于 4℃冰箱,另外一部分风干保存。土壤样品测定包括:总碳 (TC)、土壤有机 碳 (SOC)、土 壤 铵 态 氮 (NH+4N)和 土 壤 硝 态 氮 (NO 3N)。其中 TC和 SOC使 用 MultiN/C3100碳 /氮 分 析 仪 (德国耶拿)测定,NH+4N、NO3N采用 Lammbda35型紫外 /可见 光光度计(美国帕金埃尔默)进行测定。
不同林龄油松人工林土壤碳、氮和磷生态化学计量特征
Vol. 19 No. 2Apr. 2021第19卷第2期2021 年 4 月中国水土保持科学Science of Soil and Water Conservation不同林龄油松人工林土壤碳、氮和磷生态化学计量特征杨霞,陈丽华覮,郑学良(北京林业大学水土保持学院,100083,北京)摘要:探究林龄对油松人工林土壤有机碳、全氮和全磷质量分数及其生态化学计量特征的影响,以期指导林木生长环境调节,为林地土壤肥力管理提供参考。
2018年6月在辽宁省抚顺县温道林场选取3个不同林龄油松人工林(42,65和85年)作为研究对象,分别测定0 ~20、>20 ~40和>40 ~60 cm 层土壤有机碳、全氮和全磷质量分数。
结果表明:1)3个林龄0~60 cm 层土壤有机碳、全氮和全磷质量分数分别为15. 73 ~47. 67,0.40 - 1.58和1. 11 - 2. 27 g/kg ,林龄和土层深度对其均有极显著影响(P <0. 01), 土壤有机碳和全氮质量分数随林龄先增加后减少,随土层加深逐渐较少。
2)3个林龄0 ~60cm 层土壤碳:氮、碳:磷和氮:磷分别为36. 19 ~ 42. 43,10. 40 ~ 39. 44和 0. 26 - 1. 33,林龄和土层深度对土壤碳:磷和氮:磷存在极显著影响(P <0. 01),对土壤碳:氮则无明显影响(P >0. 05)o 3)土壤碳:氮与土壤全氮显著相关,与土壤有机碳相关性不明显;碳:磷与有机碳和全磷均显著相关;氮:磷与全氮和磷显著相关。
综上,研究中油松林土壤有机碳和全氮质量分数随林龄增加,林龄达到一定阶段后开始减少,并且土壤氮素矿化能力较弱,土壤氮素贫瘠,在以后的经营中应该对土壤养分状况进行适当的调整。
关键词:林龄;油松人工林;碳氮磷;生态化学计量;辽东低山区中图分类号:S758.5 + 3 文献标志码:A 文章编号:2096-2673(2021)02-0108-09DOI : 10. 16843/j . sswc. 2021 . 02. 014Ecological stoichiometry characterization of soil carbon , nitrogen , and phosphorus of Pinus tabuliformis plantations at different stand agesYANG Xia , CHEN Lihua , ZHENG Xueliang(School of Soil and Water Conservation , Beijing Forestry University, 100083 , Beijing, China)Abstract : [ Background ] This work is to investigate the effects of concentrations and stoichiometric ofsoil organic C ( carbon ) , total N ( nitrogen ) and total P ( phosphorus ) in Pinus tabuliformis plantation atdifferent age stages , and to provide theoretical guidance for the regulation of the growth environment of forests and a reference for the management of soil fertility in forests. [ Methods ] In June 2018, a surveywas conducted in Wendao Forest Farm , Fushun county , Liaoning province , and Pinus tabulaeformis plantations of different forest ages (42, 65, and 85 years) were selected as the research objects. Three plots with a total area of 20 m X 20 m ( 9 plots in total ) were set up respectively , and took three soil sample collection points (27 sampling points in total) according to the upper , middle and lower routes.The sampling points were more than 5 m from the boundary. Sampling was conducted according to soildepth of 0 - 20, >20 - 40, >40 - 60 cm at the sampling point. Soil organic C was determined by potassium dichromate oxidation-heating method , soil total N was determined by potassium dichromate sulfuric acid digestion method , the determination of soil total P was determined using a Mo-Sb moltenNaOH anti colorimetry. [ Results ] 1) The contents of soil organic C , total N and total P in 0 -60 cm soil收稿日期:2019 09 02修回日期:2020 06 01项目名称:国家重点研发计划项目“黄土残塬沟壑区水土保持型景观优化与特色林产业技术及示范”(2016YFC0501704)第一作者简介:杨霞(1992—),女,硕士研究生。
大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响
大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响【摘要】本研究旨在探讨大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响。
通过对大兴安岭地区土壤碳氮组分特点、林地、草地和耕地利用方式对土壤碳氮组分的影响进行分析,发现不同土地利用方式对土壤碳氮组分有显著影响。
林地利用方式能够提高土壤碳氮储量,草地利用方式有助于增加土壤有机碳含量,而耕地利用方式则导致土壤碳氮流失。
总结表明,不同土地利用方式对土壤碳氮组分具有显著影响,为合理利用大兴安岭地区土地资源和保护环境提供了重要参考。
未来研究可进一步深入探讨不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响机制,以及如何寻找更有效的方法来保护和管理土地资源。
【关键词】大兴安岭、多年冻土区、土地利用方式、土壤碳氮组分、林地、草地、耕地、影响、研究、展望。
1. 引言1.1 研究背景大兴安岭位于中国东北部,是我国最大的多年冻土区之一,具有重要的生态环境和资源保护意义。
随着人类活动的不断扩张和加剧,大兴安岭地区土地利用方式不断改变,这对土壤碳氮组分产生了重要的影响。
多年冻土区土壤碳氮组分的变化不仅影响着土壤的养分循环和生态系统的稳定性,也直接关系到地方经济和社会发展。
目前关于大兴安岭多年冻土区不同土地利用方式对土壤碳氮组分的研究还相对不足,需要进一步深入探讨。
本研究旨在通过分析大兴安岭地区土壤碳氮组分特点及不同土地利用方式对其影响的研究,为合理选择土地利用方式,保护土壤生态环境,促进地方经济发展提供科学依据。
希望通过本研究的开展,能够为大兴安岭地区的可持续发展和生态环境保护提供有益参考。
1.2 研究意义大兴安岭地区是我国重要的多年冻土区之一,土壤碳氮组分的变化对于该地区的生态环境稳定具有重要意义。
了解不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响,可以为科学合理地开发和利用土地资源提供依据,有助于保护土壤生态系统的健康。
通过研究不同土地利用方式对土壤碳氮组分的影响,可以为优化土地利用结构,提高土壤肥力和生态系统的稳定性提供科学依据。
寒温带落叶松林不同林型土壤有机碳含量及相关性分析
寒温带落叶松林不同林型土壤有机碳含量及相关性分析李金博;朱道光;崔福星;倪红伟【摘要】本文以大兴安岭呼中国家级自然保护区四种主要落叶松林型为研究对象,分析了四种不同落叶松林型土壤有机碳的分布特征及其影响因素。
将样地土壤分为A层(腐殖质层)与B层(土壤层)。
结果表明,影响该地区土壤有机碳含量的主要因素为低地植被的种类与密度。
四种落叶松林土壤有机碳含量大小关系为:泥炭藓-落叶松林>杜香-落叶松林>杜鹃-落叶松林>草类-落叶松林。
A层各植被类型土壤有机碳含量为:杜香-落叶松林>泥炭藓-落叶松林>杜鹃-落叶松林>草类-落叶松林。
B层各植被类型土壤有机碳含量为:泥炭藓-落叶松林>杜鹃-落叶松林>草类-落叶松林>杜香-落叶松林。
四种林型中除杜鹃-落叶松林与草类-落叶松林在B层土壤有机碳含量上无显著差异,其余林型土壤有机碳含量差异均显著。
土壤容重、土壤含水量与土壤有机碳之间有良好的相关性。
结果表明土壤有机碳含量与土壤含水量表现为显著正相关(P<0.05),与土壤容重变现为显著负相关(P<0.05)。
%This paper study on four species of larch forest in nature reserve, analyses distribution characteristics of soil organic carbon in different larch forest. The results show that the main factors that affect the soil organic carbon content in the area are the species and density of the lowland vegetation and the contents of organic carbon in soil of different larch forests were from big to small is Sphagnum larch, Ledum larch, Cuckoo larch, Grass larch. A layer of soil organic carbon content from large to small is Ledum larch, Sphagnum larch, Grass larch, Cuckoo larch. B layer of soil organic carbon content from large to small is Sphagnum larch, Cuckoo larch (A), Grass larch (A), Ledum larch. there were significantdifferences on the soil organic carbon content except for Cuckoolarch,Sphagnum larch the l soil soil volume weight, soil water content appeared to positively linearly correlate with soil organic carbon content. The result show that soil organic carbon content has positive correlation with soil water content and negative correlation with soil bulk density (P <0.05).【期刊名称】《国土与自然资源研究》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P72-75)【关键词】落叶松;土壤有机碳;容重;海拔【作者】李金博;朱道光;崔福星;倪红伟【作者单位】东北林业大学,黑龙江哈尔滨150040; 黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040;黑龙江省科学院自然与生态研究所湿地与生态保育国家地方联合工程实验室,哈尔滨150040【正文语种】中文【中图分类】S7141 引言森林生态系统,是全球最大的陆地生态系统,其中森林土壤有机碳(s o i l o r g a n i c c a r b o n;S O C)储量约为1550 P g,占陆地生态系统碳库的2/3[1],在维护全球的碳动态平衡过程中发挥了重要作用。
不同土地利用类型对土壤氮素的影响
不同土地利用类型对土壤氮素的影响作者:张泽彦魏红义马建文商华业闫扬帆李凯来源:《林业科技》2019年第02期摘要:; 选取林地、园地和耕地3种土地利用类型,分析禹州市褐土土壤中氮素含量的研究结果表明:0~15 cm土层中,矿化氮含量为:林地>园地>耕地;土壤表层(0~5 cm)硝态氮含量林地最高,显著高于园地和耕地,而土壤表层铵态氮含量园地和林地显著高于耕地;不同土层中的,林地、园地和耕地的硝态氮和铵态氮含量差异显著(P<0.05)。
在林地和园地0~5 cm土层中,硝态氮含量显著高于10~15 cm土层,而耕地中硝态氮含量无显著差异,其中林地的硝态氮含量随土壤深度的增加而降低。
3種土地利用类型铵态氮含量主要集中分布在土壤0~10 cm土层中。
关键词:; 土地利用类型;; 硝态氮;; 铵态氮;; 不同土层中图分类号:; ;S 714.8; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:; ;A; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号:1001 - 9499(2019)02 - 0028 - 03氮素是农作物必需的营养素之一,土壤的供氮能力在一定程度上决定了农作物的长势。
土壤中有机氮含量大约占全氮的95%,但需转化为无机氮才能被植物吸收利用,其中无机氮主要以硝态氮和铵态氮形式存在于土壤中[ 1 - 4 ]。
河南省禹州市土壤类型为褐土,其不同土地利用类型土壤中的硝态氮、铵态氮含量的变化规律仍不明朗。
因此,本文通过研究河南省禹州市典型褐土区的园地、林地和耕地3种土地利用类型土壤中氮素含量(硝态氮和铵态氮),分析不同土地利用类型对土壤硝态氮和铵态氮的影响,从而阐明土壤中硝态氮与铵态氮含量的变化趋势。
1 研究区概况研究区位于河南省禹州市(34.16°N,113.15°E),海拔116 m,地表形态复杂,主要有山地、丘陵、岗地和平原;年平均气温13.0℃~16.0℃,年平均降水量为650 mm左右,由于受季风气候影响,各季节降水量分布悬殊,60%以上的降雨量集中在7~; 9月,存在较严重的季节性干旱,土壤以典型褐土为主,黄土性母质,土层深厚,质地疏松,肥力均匀,以种植小麦、玉米为主,耕作为两熟制。
不同林分类型土壤碳储量与土壤氮有效性的关系
不同林分类型土壤碳储量与土壤氮有效性的关系采用剖面法对25年生水曲柳、落叶松、红松和樟子松林不同深度土壤碳储量进行研究,发现不同林分类型的土壤碳储量差异显著,而且在不同土层变化差异一致,均为红松林的土壤碳储量最高而落叶松林的土壤碳储量最低。
表层土壤碳储量与土壤氮有效性呈显著正相关关系,而在亚表层土壤这种相关关系不显著。
标签:碳储量;林分类型;红松森林作为陆地生态系统中最大碳库,每年大约能固定超过60%的碳,森林的碳储量约占整个陆地生态系统碳储量的一半。
以往研究都认为不同林分类型的土壤碳储量水平有很大的差异,并指出导致这种差异的原因可能是因为碳归还效率不同。
近年来有研究认为土壤碳的矿化与土壤中氮的有效性有关,并指出土壤中有效氮的量控制着土壤的激发效应。
研究不同林分土壤的碳储量与氮有效性的关系,我们试图解释在森林生态系统这个宏观环境中,氮有效性这个因素是否是影响土壤碳库的关键因子,从而从理论上对营林实践提供指导。
1 材料与方法选择黑龙江省哈尔滨市帽儿山地区25年生水曲柳、落叶松、红松和樟子松人工纯林为实验对象,在每个林分内设置立地相似的20m*20m标准地3个。
在每个标准地内挖一个土壤剖面,分别取表层土壤(0-20cm)和亚表层土壤(20-40cm),同时用环刀法分别测定表层土壤和亚表层土壤的容重。
将土壤样品带回实验室挑出土壤中的石头和根系并通过10目筛,一部分直接放入4℃冰箱保存用于测定土壤氮有效性,另一部分风干后磨碎并过60目筛,然后使用Vario MACRO elementar元素分析仪测定样品的碳含量。
土壤碳储量使用如下公式计算:土壤碳储量(t/hm2)=土壤碳含量(%)*容重(g/cm3)*土层厚度(cm)。
土壤氮有效性定义为土壤氨态氮和硝态氮的含量。
将鲜土用水土比为6:1的KCl提取,然后使用AA3流动分析仪测定溶液中的氨态氮和硝态氮的浓度。
2 结果与分析2.1 四种林分类型表层土壤的碳储量和氮有效性关系四种林分类型土壤碳储量以及土壤的氮有效性均随着土壤深度增加而显著降低,这与其他学者的研究结果一致。
不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系
不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系毛竹林是中国具有重要经济价值和社会价值的一种植物资源,具有重要的生态环境功能。
毛竹林土壤是植物生长和生态系统运行的重要基础,其碳、氮等营养物质含量在林木健康发育、林木生长量(biomass)和生态系统碳累积的能力中起着至关重要的作用。
探讨毛竹林土壤中碳、氮含量及其耦合关系,对于陆地生态系统碳循环机理的深入理解至关重要。
本研究以不同类型的毛竹林土壤为研究对象,采用样点测量法,取样分析毛竹林土壤的有机碳(SOC)、速效碳(FEC)、速效氮(FEN)和有机氮(SON)四种特征,探讨不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系。
结果表明,毛竹林土壤有机碳含量约为1.6%~2.8%,速效碳含量约为0.07g/kg~0.23g/kg,速效氮含量约为0.06g/kg~0.53g/kg,有机氮含量约为0.11g/kg~0.80g/kg,均存在显著的不同。
此外,毛竹林土壤的碳-氮耦合关系表明,有机碳含量和有机氮含量呈显著的正相关,速效碳含量和速效氮含量呈显著的负相关。
从碳-氮耦合关系分析看,毛竹林土壤随着植被发展时间的延长,储存的有机碳和速效碳将会逐渐升高,但有机氮和速效氮将会逐渐降低。
毛竹林土壤的碳-氮耦合关系最终会形成更稳定的碳-氮循环,有利于碳的储存和植物的生长。
此外,碳-氮耦合的研究结果也可以有助于我们更好地了解毛竹林土壤的碳-氮循环机理,并且研究结果也可以有助于我们提出更有效的毛竹林土壤的管理方案,从而更好地利用毛竹林资源。
就毛竹林土壤碳氮耦合关系来说,可以采用改良土壤外加氮肥来促进植物生长,增加土壤有机碳含量,降低有机氮和速效氮含量,从而调节毛竹林碳氮耦合关系,进而提高植物生长量和森林生态系统碳储量。
另外,在毛竹林管理中,可以采用适当的林分改造措施,增加养分的土壤贮量,以及采用农田植物和秸秆堆积的方式来增加毛竹林的有机碳含量。
综上所述,有有机碳(SOC)、速效碳(FEC)、速效氮(FEN)和有机氮(SON)四种特征的研究发现,毛竹林土壤的碳氮耦合关系对森林生态系统碳累积和森林生长有重要贡献。
秦岭典型林分土壤有机碳储量及碳氮垂直分布
秦岭典型林分土壤有机碳储量及碳氮垂直分布王棣;耿增超;佘雕;和文祥;侯琳【摘要】以秦岭典型林分锐齿栎(马头滩林区)、油松、华山松、松栎混交林、云杉、锐齿栎(辛家山林区)为对象,研究了不同林分土壤剖面上有机碳、全氮、有机碳储量的分布规律.结果表明:在秦岭地区,随着土壤剖面深度增加,不同林分的土壤有机碳、全氮含量均逐渐降低;不同林分的土壤有机碳、氮素的积累和分解存在一定差异.其中,云杉和松栎混交林的土壤有机碳、全氮含量较高,锐齿栎(辛家山林区)含量较低,不同林分土壤剖面有机碳、全氮含量平均值分别为13.46-26.41 g/kg、4.47-9.51g/kg,大小顺序均为云杉>松栎混交林>锐齿栎(马头滩林区)>油松>华山松>锐齿栎(辛家山林区);各个林分的土壤C/N在5.93-15.47之间,C/N平均值大小为松栎混交林>华山松>油松>云杉>锐齿栎(辛家山林区)>锐齿栎(马头滩林区);各个林分0-60 cm土层的土壤有机碳储量大小为云杉>锐齿栎(马头滩林区)>松栎混交林>华山松>锐齿栎(辛家山林区)>油松,分别为150.94、135.28、124.93、109.24、102.15、96.62 t/hm2;各个林分土壤有机碳含量与土壤全氮含量存在极显著正相关,土壤有机碳、全氮与C/N则没有明显相关性.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2015(035)016【总页数】9页(P5421-5429)【关键词】垂直分布;有机碳储量;土壤有机碳;全氮【作者】王棣;耿增超;佘雕;和文祥;侯琳【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院,杨陵712100;西北农林科技大学资源环境学院,杨陵712100;西北农林科技大学水土保持研究所,杨陵712100;西北农林科技大学资源环境学院,杨陵712100;西北农林科技大学林学院,杨陵712100【正文语种】中文土壤作为森林生态系统生命活动的主要场所,为森林生长提供养分[1]。
不同树龄橡胶树林地土壤有机碳含量与储量特征
不同树龄橡胶树林地土壤有机碳含量与储量特征摘要:作为陆地生态系统中最大的碳库,土壤有机碳储量的研究受到广泛的关注。
土壤含量的变化会影响植物对水分和营养元素的吸收,进而影响生产量。
研究幼林早期(2龄)、幼林晚期(7龄)、开割树(16龄)和老龄即将更新树(30龄)4种不同树龄橡胶树林地的土壤有机碳含量与储量特征。
结果表明:(1)不同树龄橡胶树林地各土壤层次土壤有机碳含量变化不大,但普遍表现为表层土壤有机碳含量高于平均值,下层土壤有机碳含量低于平均值,中间两层的变化不大;(2)不同树龄橡胶树林地土壤有机碳含量介于6.03~7.78g/kg之间,高低排序为幼林晚期>老龄即将更新树>幼林早期>开割树;(3)胶林有机碳储量主要决定于其土壤有机碳含量和土壤容重,不同树龄橡胶树林地土壤有机碳储量介于61.33~74.29t/hm2之间,高低排序为老龄即将更新树>幼林晚期>幼林早期>开割树。
关键词:不同树龄;橡胶林;土壤有机碳;含量;储量1材料与方法1.1试验地概况研究地点位于云南省南部,西双版纳傣族自治州勐腊县勐腊农场五分场二队试验区。
该试验区气候属典型的北热带湿润季风气候,其特点是热量丰富,夏无酷热,冬无严寒,降水充沛,一年分干湿两季,年均温21.5~28.5℃,全年日平均气温≥10℃,年太阳辐射4856.7MJ/m2,年日照2100h;历年平均降雨量为1607mm;年平均相对湿度83%。
常风年均风速2~2.5m/s。
试验区土壤为热带红土壤。
,土层厚度约100cm,多为砂粘壤土,pH4.5~5.5,有机质含量中等,富钾而缺磷。
1.2材料研究土壤为4种不同树龄橡胶树林地土壤:幼林早期、幼林晚期、开割树、老龄即将更新树。
1.3方法取样时间为2008年7~8月的晴天上午。
每个林段中随机设置4个样地,每个样地面积为20m×20m,并分0~15、15~30、30~45、45~60cm4个层次采集土壤样品。
取其平均值作为每种树龄橡胶树林地的最终分析结果。
不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系
不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系中国毛竹林的分布面积广泛,其碳储量和能量消耗量都比较大,在全球生态系统中发挥着重要作用。
有研究表明,毛竹林土壤碳和氮质量均具有显著差异,并可能影响毛竹林生态系统的碳氮循环和能量平衡。
因此,本文以“不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系”为主题,详细介绍了毛竹林土壤碳和氮的不同形态、不同动态过程以及毛竹林土壤碳和氮之间的耦合关系等诸多方面。
首先,毛竹林土壤碳特征主要有有机碳(SOC)、无机碳(SIC),SOC由碳氮比高的纤维素组成,并具有较高的有机质量;SIC主要来源于毛竹叶、树枝,和毛竹林土壤中矿物质,其活性碳含量较低。
此外,毛竹林土壤中还含有大量活性碳,开展氮素吸收、转化、运输的有机物质。
其中,樟子松及其散生落叶针林的土壤有机碳和无机碳含量分别为6.74%和4.43%,而白桦及其散生落叶针林的土壤有机碳和无机碳含量分别为7.36%和3.85%。
其次,毛竹林土壤氮特征主要包括有机氮(SON)、无机氮(SIN)和氨氮(NH 4 +-N)。
SON由高氮素含量的有机物和蛋白酶组成,具有较强的降解能力;SIN主要包括氯化氮、亚硝酸盐和硝酸盐,Mg2+、Ca2+、K+等无机盐;NH4+-N来源于各种有机物质降解过程,具有较高的氨氮含量。
樟子松及其散生落叶针林的土壤有机氮和无机氮含量分别为1.51%和0.98%,而白桦及其散生落叶针林的土壤有机氮和无机氮含量分别为1.76%和0.91%。
最后,毛竹林土壤碳和氮之间的耦合关系。
研究表明,毛竹林土壤中,碳氮比例和碳氮耦合关系受毛竹林类型和环境因素影响较大。
该研究发现,樟子松及其散生落叶针林的碳氮比约为7∶1,而白桦及其散生落叶针林的碳氮比约为8∶1;此外,毛竹林土壤总碳、有机碳、无机碳与总氮、有机氮、无机氮之间有较强的正相关,表明毛竹林土壤碳和氮的耦合关系。
综上所述,毛竹林土壤碳和氮具有显著差异,而毛竹林土壤碳和氮之间又有着较强的耦合关系,可能影响毛竹林生态系统的碳氮循环和能量平衡。
天然灌木林改造成板栗林对土壤碳库和氮库的影响
长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库特征的影响张涛1, 2李永夫1, 2, †姜培坤1, 2周国模1, 2秦华1, 2林琳1, 2(1 浙江农林大学浙江省森林生态系统碳循环与固碳减排重点实验室,临安311300)(2 浙江农林大学-中国科学院南京土壤研究所森林土壤与环境联合实验室,临安311300)摘要:为了研究长期集约经营对雷竹林土壤碳库与养分库的影响,在浙江省临安市三口镇选择了两块相邻的集约经营雷竹林样地(经营时间分别为1年和15年),采集并分析测定了土壤不同形态碳库、氮库和磷库,并利用核磁共振方法分析了土壤总有机碳的波谱特征。
结果表明:长期集约经营显著增加土壤总有机碳、水溶性有机碳、热水溶性有机碳和易氧化碳含量,但显著降低微生物量碳含量。
土壤有机碳的固态核磁共振结果表明,雷竹林土壤有机碳以烷基碳和烷氧碳为主。
长期集约经营显著增加雷竹林土壤烷基碳比例和A/O-A值,烷氧碳比例变化不显著,而芳香碳比例和芳香度显著下降。
从土壤氮库和磷库的变化来看,长期集约经营显著增加雷竹林土壤不同形态磷素和不同形态氮素含量,但显著降低微生物量氮和微生物量磷含量。
综上所述,长期集约经营导致雷竹林土壤碳库和氮磷养分库的贮量显著增加,而土壤微生物活性和土壤有机碳库的稳定性却显著下降。
关键词:雷竹林;集约经营;碳库;氮库;磷库;核磁共振中图分类号:S714 文献标识码: A土壤有机碳库是陆地生态系统中非常重要的碳库[1]。
由于其容量巨大,较小的变化就会引起大气中CO2浓度的较大波动。
因此在全球生态系统碳循环中起着非常重要的作用。
另外,土壤有机碳也是反映土壤肥力状况的重要指标之一,其数量及其组分特征均显著影响土壤生长力[2]。
因此,有关土壤碳库特征对人类干扰的响应机制越来越受到国内外研究学者的关注和重视[3, 4]。
以往大量研究结果表明,经营管理措施显著影响土壤碳贮量。
如陈安磊等[5]的研究结果表明,与单一使用化肥相比,有机肥-化肥混施可显著提高红壤性稻田土壤的碳贮量。
不同林龄马尾松人工林土壤微生物量碳氮含量变化规律研究
不同林龄马尾松人工林土壤微生物量碳氮含量变化规律研究摘要土壤微生物量是森林生态系统中重要的组成部分,在森林生态系统的碳氮循环中起着重要作用。
采用氯仿熏蒸浸提法测定了红壤丘陵区不同林龄马尾松人工林土壤微生物碳和氮,并分析了其与土壤理化性质之间的相关性。
结果表明:①马尾松人工林土壤微生物量碳(MBC)和氮(MBN)含量均呈现成熟林显著高于中龄林和幼龄林(P中龄林>幼龄林;不同年龄马尾松林之间C/N存在显著差异(P0.05)。
2.2 不同林龄马尾松林土壤微生物量碳和氮含量由图1可知,马尾松林地土壤微生物量随林龄的变化,存在一定的变化趋势。
马尾松林土壤微生物量碳(MBC)随年龄增大而逐渐增大,成熟林土壤微生物量碳的含量显著高于中龄林和幼龄林(P<0.05)。
与幼龄林相比,成熟林土壤微生物量碳增加了40.6%;土壤微生物量氮(MBN)在不同林龄间的变化趋势和微生物量碳的一样,也是随年龄增大而增大,成熟林最大为(29.07±2.21)mg/kg,各林龄间差异显著(P<0.05)。
不同林龄马尾松林地土壤微生物量碳氮比(MBC/MBN)存在显著差异(P<0.05)。
2.3 土壤微生物量和土壤理化性质的相关性由表3可知,不同林龄马尾松林的土壤微生物量碳与土壤微生物量氮、土壤有机碳、全氮、土壤pH值、土壤含水率和C/N呈现出极显著的线性正相关性(P<0.01),与土壤容重呈现出极显著的线性负相关性(P<0.01);土壤微生物量氮与土壤有机碳、全氮、土壤含水率和C/N呈极显著的线性正相关性(P<0.01),与土壤pH值呈极显著的线性负相关性(P<0.01)。
3 讨论3.1 不同林龄马尾松林土壤微生物量碳氮土壤微生物量碳氮是土壤中容易被矿化和转化的部分,同时又是土壤的重要碳氮源,是土壤营养库的重要组成部分,在全球碳氮循环中起着重要作用[11-12]。
毛瑢等[13]对不同林龄杨树农田防护林土壤微生物量碳氮的研究发现,随林分年龄增加,土壤微生物量碳和氮含量逐渐增大。
土地利用类型与土壤碳储量的关联分析
土地利用类型与土壤碳储量的关联分析土壤是地球上不可再生的重要资源之一,它承载着植物生长所需的养分和提供水分,同时还具有储存碳的功能。
随着人类活动的不断扩张和土地利用方式的改变,土壤碳储量也随之受到了影响。
因此,对土地利用类型与土壤碳储量之间的关联进行分析,对于保护和管理土壤资源具有重要的意义。
首先,农田与土壤碳储量之间存在着紧密的关系。
农田作为主要的粮食生产基地,其土壤碳储量的变化直接影响着农作物的生长和产量。
研究表明,长期的不合理农业管理措施,如大量施用化肥和农药,不仅会破坏土壤结构,还会导致土壤有机碳的流失。
因此,合理利用农田,采取科学的农业管理方式,对于维持土壤碳储量的稳定具有至关重要的意义。
其次,森林与土壤碳储量之间也存在着密切的联系。
森林覆盖着大片土地,通过植物的光合作用吸收二氧化碳,并将其转化为有机碳储存在林下的土壤中。
研究发现,森林土壤有机碳储量非常丰富,是各类土地利用类型中最高的。
然而,过度的林木采伐和森林开垦会破坏土壤的结构,导致有机碳的流失,从而降低土壤碳储量。
因此,保护森林资源,合理进行林业管理,对于保持土壤碳储量的稳定和地球生态系统的平衡至关重要。
除此之外,城市化的快速发展也对土壤碳储量产生了深远的影响。
随着城市化进程的加快,大量的土地被开垦和建设,这不仅导致了土壤有机碳的流失,还破坏了土壤结构,降低了土壤质量。
城市的建设和人口的增加也导致了化肥和农药的过度使用,进一步加剧了土壤碳储量的流失。
因此,加强城市规划和管理,合理利用土地资源,对于保护和恢复土壤碳储量具有重要意义。
最后,湿地是土壤碳储量的重要组成部分。
湿地土壤含有丰富的有机质,是碳储存的主要场所之一。
由于湿地受到了自然和人类活动的不断威胁,湿地的面积不断减少,导致了土壤碳储量的流失。
湿地的保护和恢复对于维持土壤碳储量的稳定和生态系统的平衡至关重要。
综上所述,土地利用类型与土壤碳储量之间存在着紧密的关联。
农田、森林、城市和湿地是土壤碳储量的重要组成部分,它们的不合理利用和管理将直接影响土壤碳储量的稳定。
不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响
不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响标题:不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响摘要:土壤有机碳是土壤中最重要的碳库之一,对维持生态系统的健康和稳定起着至关重要的作用。
本文通过对不同土地利用方式下土壤有机碳储量的研究,总结了不同土地利用方式对土壤有机碳的影响,旨在为土地管理和环境保护提供科学依据。
引言:土壤是地球上最重要的自然资源之一,土壤有机碳是土壤中最关键的组分之一,直接影响土壤的肥力、农田生产力和环境质量。
近年来,随着人类活动的加剧和土地利用方式的改变,土壤有机碳储量出现了显著变化。
因此,研究不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响具有重要的理论和实践意义。
一、不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响1. 农田土壤利用方式:农业是人类的主要生产活动之一,不同的农田利用方式对土壤有机碳储量有着不同的影响。
常见的农田利用方式包括耕作农田、果园、绿肥等。
研究表明,合理的农田管理措施可以提高土壤有机碳储量,例如有机肥料的施用、水田养分管理、绿肥种植等都可以增加土壤有机碳的积累。
2. 林地土壤利用方式:林地是生态系统中的重要组成部分,不同的林地利用方式对土壤有机碳储量产生不同的影响。
研究表明,森林伐授权和不同的森林经营方式对土壤有机碳的积累有着重要的影响。
森林伐授权的增加会导致土壤有机碳储量的下降,而合理的森林经营方式可以增加土壤有机碳的积累,例如退耕还林政策、森林间伐等。
3. 草地土壤利用方式:草地是生态系统中的重要组成部分,不同的草地利用方式对土壤有机碳储量产生不同的影响。
研究表明,过度放牧和过度开垦草地都会导致土壤有机碳储量的减少,而适度放牧和草地保护可以增加土壤有机碳的积累。
4. 城市土地利用方式:城市化进程快速推进,城市土地利用方式对土壤有机碳储量也产生了重要的影响。
研究表明,城市土地的混凝土化和建设活动都会导致土壤有机碳储量的减少。
而同化土壤、拓宽绿地和加强废弃地复垦等措施可以增加土壤有机碳的积累。
森林土壤有机碳含量与不同形态氮含量的相关性
森林土壤有机碳含量与不同形态氮含量的相关性张景;蒋新革;何介南;吴立潮;邓艳林;钟杰;肖毅峰【摘要】为阐明土壤有机碳含量与土壤氮的关系,以莽山国家森林公园内典型植被类型土壤为研究对象,采用野外定位监测与室内实验相结合的方法,分析比较了土壤有机碳与不同形态氮含量之间的相关关系.结果显示:莽山国家森林公园森林土壤有机碳、全氮含量随土壤深度增加而减小;氨氮含量、硝氮含量呈现出0~20 cm>20~40 cm>60~100 cm>40~60 cm,亚硝氮含量呈现出20~40 cm>40~60 cm>60~100 cm>0~20 cm;相关分析表明有机碳含量与亚硝氮含量相关关系不显著,有机碳含量与氨氮含量呈显著线性正相关关系,有机碳含量与土壤层次呈极显著的线性负相关关系,有机碳含量与硝氮含量和全氮含量均呈极显著的线性正相关关系.该研究结果对于指导林木的配方施肥、保障森林资源的可持续发展以及充实森林土壤碳汇功能的研究有重要意义.【期刊名称】《中南林业科技大学学报》【年(卷),期】2013(033)007【总页数】5页(P114-118)【关键词】土壤有机碳;氨氮;硝氮;亚硝氮;全氮;相关性【作者】张景;蒋新革;何介南;吴立潮;邓艳林;钟杰;肖毅峰【作者单位】中南林业科技大学,湖南长沙410004;广西国有三门江林场,广西柳州545006;中南林业科技大学,湖南长沙410004;中南林业科技大学,湖南长沙410004;中南林业科技大学,湖南长沙410004;中南林业科技大学,湖南长沙410004;中南林业科技大学,湖南长沙410004【正文语种】中文【中图分类】S718.5土壤有机碳是陆地生态系统中最大的碳库,森林土壤中的碳占全球土壤有机碳的73%[1],近年来对土壤有机碳的研究备受人们关注,已成为全球气候变化研究的三大热点之一[2-8]。
氮素是作物生长所必需的大量营养元素之一,也是土壤养分的重要组成部分,土壤中氮素的丰缺及供给状况不仅影响农作物的生长、产量和品质,也影响着环境[9]。
西双版纳不同森林类型凋落叶与土壤碳氮变化研究
西双版纳不同森林类型凋落叶与土壤碳氮变化研究作者:卢同平张文翔牛洁林永静武梦娟来源:《热带作物学报》2016年第08期摘要通过对西双版纳原始林、次生林和橡胶林土壤和凋落叶碳氮含量及碳氮比值间的变化特征研究,探讨林型变化下生态系统中生物化学计量比值的分异规律。
研究结果表明:样品中土壤和凋落物氮对C/N值的影响要高于碳。
西双版纳土地利用类型决定了土壤和凋落叶的碳氮含量,原始林SOC含量最高,橡胶林初产期(10 a)最低,而STN含量总体上橡胶林要高于原始林和次生林,不同树龄橡胶林土壤氮含量随林龄增加和割胶的进行发生了流失。
不同林型间土壤有机碳(SOC)、全氮(STN)和凋落物碳氮比(C/N)的差异性显著,而土壤碳氮比、凋落物碳氮含量与林型相关性较弱。
SOC、STN含量与凋落叶碳氮含量具有一定的负相关关系,说明土壤碳氮主要来自凋落物分解后养分的循环过程。
关键词不同林型;土壤;凋落叶;氮流失;相关性;生态化学计量学中图分类号 S158;Q145.1 文献标识码 AAbstract Based on the analysis of the carbon(C)and nitrogen(N)content and C/N of soil and withered leaves in different forest types(e.g. virgin forest, secondary forest, rubber plantation), Xishuangbanna, the distribution characters of stoichiometric ratio in biogeocenose were discussed. The results showed that the effect of N on C/N was higher than that of C. The type of land use was predetermined the C and N content of soil and withered leaves, and the content of soil organic carbon(SOC)was the highest in virgin forest, but the lowest in the rubber plantation(10 years). However, the content of total nitrogen was higher than virgin and secondary forest generally, and the content of N in rubber plantationwas a corresponding increase in rubber ages and tapping. It had significant difference between SOC and STN of soil and C/N of litter in different forest types, and vise versa in C/N of soil and the content of C and N of rubber plantation. The negative correlation, which between SOC, STN and the content of C and N of withered leaves, showed that the C and N of soil were mainly come from the nutrient recycling process.Key words Different forest types; Soil; Litter; Nitrogen loss; Correlation; Ecological stoichiometrydoi 10.3969/j.issn.1000-2561.2016.08.014凋落物在森林生态系统养分循环中起着中间媒介作用,将森林生物群落和土壤圈有机联系起来,是森林生态系统第一性生产力和生物地球化学循环的重要组成部分。
土壤碳组分 氮 国家基金题目
国家基金课题:土壤碳组分与氮的关系研究一、研究背景在当今世界范围内,气候变化和土壤环境质量的问题已经成为全球关注的焦点。
而土壤中的碳组分和氮素含量作为土壤养分的重要组成部分,对土壤质量和生态系统的稳定性具有重要影响。
二、土壤碳组分与氮的含量关系1.土壤碳组分土壤碳主要存在于有机碳和无机碳两种形式。
有机碳是土壤中最主要的碳组分,主要来源于植物残渣、微生物和土壤动物等有机物的分解和转化。
无机碳则主要存在于碳酸盐、碳酸氢盐等形式中。
2.土壤氮的含量土壤中的氮元素是植物生长的必需元素,对于农作物的生长发育和产量形成具有重要影响。
土壤中的氮元素主要存在于无机氮和有机氮两种形式中,其中无机氮包括铵态氮和硝态氮,有机氮则主要来自于有机物质的分解和转化。
三、土壤碳组分与氮含量的关系1.土壤中碳氮的比例土壤中的碳氮比例是衡量土壤肥力状况的重要指标之一。
合理的碳氮比例对于维护土壤养分平衡和良好的生态环境具有重要作用。
而过高或过低的碳氮比例都会对土壤生态系统产生不利影响。
2.土壤有机物质的稳定性土壤中的有机物质是土壤碳组分的主要形式之一,其稳定性对于土壤的肥力和健康状态具有重要影响。
而土壤中的氮含量则直接影响有机物质的分解和转化速率,对土壤有机物质的稳定性产生一定影响。
3.土壤养分的流失过高或过低的土壤氮含量都可能导致土壤中养分的流失,从而影响土壤的肥力和生态环境的稳定性。
土壤中碳组分和氮含量的变化对于土壤养分的流失具有重要影响。
四、土壤碳组分与氮的含量研究意义1.对土壤肥力和质量的改进深入研究土壤中碳组分和氮含量的变化规律,可以为改进土壤肥力和质量提供科学依据,从而提高土壤的肥力和健康状态。
2.对生态系统稳定性的维护土壤中的碳组分和氮含量的变化直接影响到土壤生态系统的稳定性,因此研究土壤中碳组分和氮含量的关系,对于维护生态系统的稳定性具有重要意义。
3.对农业生产的指导作用了解土壤中碳组分和氮含量的变化规律,可以为农业生产提供科学依据,从而提高农作物的产量和质量。
浅谈土壤养分与林分类型的关系
量的灌木存在ꎬ 每年均能形成大量的枯落物ꎮ
2 2 不同林分下土壤磷含量变化
2 2 1 不同林分下土壤有效磷含量变化
磷主要以有机和无机形式存在于土壤中ꎬ 其含量
与母质矿物组成、 土壤质地和土壤剖面有关ꎮ 磷对树
木的最大有效性因物种而异ꎮ 树木对磷的吸收是活跃
物体随着死亡生物进入土壤并以有机形式储存ꎬ 因此
土壤氮素含量与土壤有机质的关系十分密切
[6]
ꎮ 不同
林型由于树种组成、 凋落物含氮量和叶片分解速率的
不同ꎬ 土壤全氮含量也不同ꎮ 不同林型土壤全氮含量
不同ꎬ 变化规律为油松 - 杨混交林 >油松 - 杏混交林 >
油松 - 落叶松混交林>油松纯林ꎬ 结果表明ꎬ 油松 - 杨
作为判断是否需要施肥的依据ꎬ 在实际生产中具有重
ꎮ 不同林型土壤速效磷含量不同ꎬ 变化规律
土壤全磷在一定程度上反映了磷在土壤中的储存
型土壤全磷含量存在一定差异ꎬ 变化规律为油松 - 杏
树混交林>油松 - 杨混交林>油松 - 落叶松混交林>纯油
松林ꎻ 可以看出ꎬ 油松 - 杏混交林的全磷含 量 最 高ꎬ
究ꎬ 进一步探讨了不同林型对土壤养分的影响ꎬ 为进
充分利用土壤ꎬ 就必须了解土壤的不足或限制植物生
一步制定合理的林分管理措施ꎬ 提高森林质量ꎬ 改善
长的因素ꎬ 改善这些不足ꎬ 消除不利因素ꎬ 使土壤肥
环境条件提供了理论依据ꎮ
沃ꎮ 从认识土壤到了解缺失因素ꎬ 从保育到增进土壤
1 探讨对象与方法
肥力ꎬ 都是确保作物增产及品质的基础ꎮ 土壤养分是
有机质水平是表征和测量土壤肥力状况的重要指
土壤不同粒级中C、N、P、K的分配及N的有效性研究
F l粒 级在 土
姿 中的 分 配 比 例 较 小
,
。
2 一 10 o m
2 粒级 (巩) 在 土 壤 中 的 比例 除 7 号 土 (1
,
.
.
6%
下 降 ) 外 其 余 土 壤 都 有 明 显提 高 平 均为 (2 2 4
士
3 1
.
74 ) %
,
是
巩粒 级 的 3
较 只粒级有 所 倍左 右 其 中 1
,
, 5 研究 表 明1
6]
,
土 壤 不 同粒 级 中含 钾 矿 物 组成 及 含量 存 在 较大 差 异 导 致 不 同 粒 级 对 土 壤供 钾 能 力 的 贡
献 不 同 但 这 些 研 究 多 以 纯 矿物 来 进行 与 田 间 的 实 际情 况 不 相 吻合
,
,
,
。
本 文 利 用 超 声 波 分 散 一 沉 降 法 对 我 国 几 种 主 要 土壤 进 行 颗 粒 分级 研 究 C 凡 P K 在
n 等 e
采 用 超 声波分 散 一沉 降 法 研 究 了 几 种 不 同 类 型 的 土 壤 后 发 现 土 壤 N 在 土 壤 粘 粒 中
,
。
分 布 较多 而 在 粗粒 部 分 较 少
,
s sn i e T e
] 3 [
发 现耕 作 和 施 用 有机 肥 对 有机 N 在 土 壤 不 同粒 级
。 。
土
陕西 杨陵
北
黄土 物质 花 岗岩 花 岗岩 紫 色 页岩 红 色粘 土 花 岗岩
土
京
壤
山东 荣 城
四川 北 暗
—
2 1 10
.
不同群落类型土壤惰性碳含量特征与维持机制
Vol. 35 No. 6Nov. ,2019第35卷第6期2019年11月森林工程FOREST ENGINEERING不同群落类型土壤惰性碳含量特征与维持机制张玲1,张东来2,毛子军',丁一阳°(1 -黑龙江省林业科学研究所,哈尔滨150081 ; 2.黑龙江省林业科学院,哈尔滨150081 ;3.森林植物生态学教育部重点实验室(东北林业大学),哈尔滨150040;4.赫尔辛基大学,芬兰00014)摘要:为实现土壤碳的有效管理、科学评测中国小兴安岭森林生态系统土壤碳库动态趋势及其在全球碳循环中的功能和地位,采用年代序列法研究小兴安岭退化森林生态系统不同群落类型土壤惰性碳含量与维持机制。
研究表明:原始阔叶红松林土壤惰性碳积累最高,其次是云冷杉林,蒙古栋林最少。
土壤惰性碳含量与土壤含水率、土壤毛管孔隙度均呈显著线性 正相关,与土壤容重呈显著线性负相关。
原始阔叶红松林、白桦次生林、黑桦林土壤惰性碳含量与土壤全氮呈显著线性正相关;白桦次生林、黑桦林土壤惰性碳含量与土壤全磷呈显著线性负相关关系;原始阔叶红松和枫桦次生林土壤惰性碳含量与土壤全钾含量呈指数关系,云冷杉林、白桦次生林、蒙古栋林和黑桦林土壤惰性碳含量与土壤全钾呈显著线性负相关。
结论:不同群落类型土壤惰性碳含量差异显著,调控土壤惰性碳积累与维持的因子与群落类型、土壤理化性质。
本研究结果可为准确预测全球变化背景下中国小兴安岭地区退化森林生态系统碳汇动态、固碳效益评价提供科学参考。
关键词:不同群落类型;惰性碳;积累;维持机制中图分类号:S812.2 文献标识码:A 文章编号:1006 -8023(2019)06 -0016-10The Characteristic and Maintains of Recalcitrant Organic Carbonof Different Communities TypeZHANG Ling 1, ZHANG Donglai 2, MAO Zijun 3 ,DING Yiyang 4(1. Forestry Research Instituted of Heilongjiang Province , Harbin 150081; 2. Heilongjiang Academy of Forestry , Harbin 150081;3. Ministry of Education Key Laboratory of Forest Plant Ecology ( Northeast Forestry University) , Harbin 150040;4. University of Helsinki , Finland 00014)Abstract : In order to study the effective management and scientific evaluation of soil carbon China forest ecosystem of soil carbondynamic trend of library and its function and position in the global carbon cycles , sequence method is used to study the diflerent com munity types recalcitrant organic carbon and maintains of Xiaoxing ' an mountains degraded forest ecosystem. The results were the recal citrant organic carbon of broadleaved Korean pin forests was the highest , followed by the spruce fir forest , and the Quercus mongolicaforest was the least. The recalcitrant organic carbon had a significant linear positive correlation with soil moisture content and soil capil lary porosity , and a significant linear negative correlation with soil bulk density. There was a significant linear positive correlation be tween soil recalcitrant organic carbon and soil total nitrogen in Pinus Koraiensis , Betula platypylla , Betula davurica. There was a signif icant linear negative correlation between soil total phosphorus and inert carbon content in Betula platypylla , Betula dauurica forest and Quercus mongolica Fisch forest. There was an exponential relationship between the soil inert carbon content and the total potassium con tent in Pinus Koraiensis and Betula costata Trautv forests , and a significant linear negative correlation was found between the soil inert carbon content and the total potassium content in Betula platypylla , Picea jezoensis , Quercus mongolica , Betula dauurica forest. Conclu sion : different community types showed significant differences in the recalcitrant carbon content of soil, and the factors regulating the accumulation and maintenance of recalcitrant carbon in soil , community types and soil physical and chemical properties. The results of this study can provide scientific reference for accurately predicting the carbon sink dynamics and carbon sequestration benefit evaluation of degraded forest ecosystem in the Xiaoxing ' an mountains of China under the background of global change.Keywords : Degrade ecosystem ; recalcitrant organic carbon ; accumulation ; maintain0引言陆地生态系统碳库分为植被碳库和土壤碳收稿日期:2019 - 06 - 03基金项目個家重点研发计划项目(2017YFC050400503)第一作者简介:张玲,博士,副研究员。
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不同林分类型土壤碳储量与土壤氮有效性的关系
采用剖面法对25年生水曲柳、落叶松、红松和樟子松林不同深度土壤碳储量进行研究,发现不同林分类型的土壤碳储量差异显著,而且在不同土层变化差异一致,均为红松林的土壤碳储量最高而落叶松林的土壤碳储量最低。
表层土壤碳储量与土壤氮有效性呈显著正相关关系,而在亚表层土壤这种相关关系不显著。
标签:碳储量;林分类型;红松
森林作为陆地生态系统中最大碳库,每年大约能固定超过60%的碳,森林的碳储量约占整个陆地生态系统碳储量的一半。
以往研究都认为不同林分类型的土壤碳储量水平有很大的差异,并指出导致这种差异的原因可能是因为碳归还效率不同。
近年来有研究认为土壤碳的矿化与土壤中氮的有效性有关,并指出土壤中有效氮的量控制着土壤的激发效应。
研究不同林分土壤的碳储量与氮有效性的关系,我们试图解释在森林生态系统这个宏观环境中,氮有效性这个因素是否是影响土壤碳库的关键因子,从而从理论上对营林实践提供指导。
1 材料与方法
选择黑龙江省哈尔滨市帽儿山地区25年生水曲柳、落叶松、红松和樟子松人工纯林为实验对象,在每个林分内设置立地相似的20m*20m标准地3个。
在每个标准地内挖一个土壤剖面,分别取表层土壤(0-20cm)和亚表层土壤(20-40cm),同时用环刀法分别测定表层土壤和亚表层土壤的容重。
将土壤样品带回实验室挑出土壤中的石头和根系并通过10目筛,一部分直接放入4℃冰箱保存用于测定土壤氮有效性,另一部分风干后磨碎并过60目筛,然后使用Vario MACRO elementar元素分析仪测定样品的碳含量。
土壤碳储量使用如下公式计算:土壤碳储量(t/hm2)=土壤碳含量(%)*容重(g/cm3)*土层厚度(cm)。
土壤氮有效性定义为土壤氨态氮和硝态氮的含量。
将鲜土用水土比为6:1的KCl提取,然后使用AA3流动分析仪测定溶液中的氨态氮和硝态氮的浓度。
2 结果与分析
2.1 四种林分类型表层土壤的碳储量和氮有效性关系
四种林分类型土壤碳储量以及土壤的氮有效性均随着土壤深度增加而显著降低,这与其他学者的研究结果一致。
对于表层土壤,红松林下土壤的碳储量最高(74.13t/hm2),其次为樟子松和水曲柳林下土壤(分别为67.37t/hm2和65.62t/hm2),落叶松林下土壤碳储量最低(58.88t/hm2)。
表层土壤的氮有效性在红松林下达到最高水平(6.61mg/kg),其次为落叶松和樟子松(分别为
5.95mg/kg和5.88mg/kg),在落叶松林下表层土壤的氮有效性最低(4.83mg/kg)。
通过将表层土壤的碳储量和氮有效性进行相关性分析,我们发现表层土壤的碳储量与氮有效性呈显著的正相关关系(p<0.05),这说明土壤表层碳库的变化机制与土壤的氮有效性有关。
2.2 四种林分类型亚表层土壤的碳储量和氮有效性关系
四种林分类型亚表层土壤碳储量变化差异显著,其中在红松和水曲柳林分中表现最高(分别为46.56t/hm2和44.17t/hm2),其次为樟子松林(41.13t/hm2),在落叶松林分中亚表层土壤碳储量最低(38.82t/hm2)。
而对于四种林分类型亚表层土壤氮有效性,只有在落叶松林分土壤中表现出较低水平(1.72mg/kg),在红松、水曲柳和樟子松林分中水平较高,但相互之间差异不显著(分别为2.47mg/kg、2.11mg/kg和2.36mg/kg)。
通过将亚表层土壤的碳储量和氮有效性进行相关性分析,我们发现亚表层土壤的碳储量与氮有效性虽然呈正相关关系,但是相关性不显著(p>0.05),这说明在亚表层,土壤碳库的变化不只受氮有效性的影响,还有其他影响因素需要考虑。
3 结束语
不论是表层土壤还是亚表层土壤,红松林土壤的碳储量都比其他三种林分的土壤碳储量高,这可能与红松的根系结构有关。
红松根系生长较密,土壤中的根系生物量大,根系的周转与根系的分泌物作为碳源更多的进入土壤,这可能使土壤碳储量增加。
同样水曲柳的根系也十分庞大,而水曲柳林分土壤碳储量也比较高。
地表掉落物主要对表层土壤产生影响,而对非表层土壤影响不大,而四种林分类型表层土壤和亚表层土壤碳储量的变化趋势基本一致,因此可以推断掉落物对土壤碳储量的影响比较弱。
对于表层土壤,土壤碳储量的变化与土壤氮有效性的变化呈显著的正相关关系,所以我们猜想土壤碳储量受到土壤氮有效性的调控。
Fontaine(2013)指出较高的氮有效性会降低土壤的激发效应,从而使土壤固定更多的碳,这与我们的猜想一致。
显然氮有效性并不是影响土壤储量的唯一影响因素,因为在亚表层土壤,我们没有观察到土壤碳储量与土壤氮有效性的显著正相关关系。
非表层土壤的各种理化性质与表层土壤都有显著差异,都可能影响土壤碳储量对氮有效性的响应,比如非表层土壤养分贫瘠、微生物量低、土壤通气不良等。
我们的研究得到如下结论:(1)不同林分类型的土壤碳储量差
异显著,而且在不同土层变化差异一致,均为红松林的土壤碳储量最高而落叶松林的土壤碳储量最低;(2)表层土壤碳储量与土壤氮有效性呈显著正相关关系,而在亚表层土壤这种相关关系不显著。
参考文献
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作者简介:杨永胜(1968-),男,高级工程师,从事营林管理工作。