【目的】砖红壤在热区农业地位重要，明确有机-无机管理对其碳/氮库影响，可为热区农田的精准施肥提供依据。【方法】依托建于海南文昌的全国农业面源污染长期定位观测站，于田间尺度下研究了4种有机-无机管理措施对砖红壤碳/氮库的影响，包括：不施肥、单施化肥、单施有机肥、单施秸秆。【结果】①对于土壤全态碳、氮库，经5年有机-无机管理后，仅土壤总氮受影响变，有机碳含量变化较小。其中，单施化肥可使土壤总氮含量上升1.65倍，达（0.57 ± 0.11）g/kg；单施有机肥使总氮含量上升1.51倍；②对于活性碳库，单施有机肥或秸秆均增加其库含量，包括DTC（溶解性总碳）、DIC（溶解性无机碳）、DOC（溶解性有机碳）。相反，单施化肥使土壤DTC和DOC下降80%和79%，不利于土壤活性碳库累积；③对于活性氮库，单施有机肥、秸秆分别使土壤溶解性总氮（DTN）含量增加1.63和1.79倍。但是，仅单施有机肥提升了土壤NH_(4)~(+)-N和NO_(3)~(-)-N含量。相反，单施化肥对DTN影响不显著，但对土壤NH_(4)~(+)-N和NO_(3)~(-)-N的增加效应在4个施肥处理中最大；④弦图分析可视化揭示了有机管理下的碳、氮库含量最高，并成功识别它们与无机管理土壤的差异性；主成分分析发现：土壤氮库（TN、NH_(4)~(+)-N、NO_(3)~(-)-N）与土壤含水率呈正相关，与土壤pH呈负相关；土壤碳库（DOC、DTC、DIC）与土壤pH呈正相关，与土壤含水率呈负相关；土壤碳库与土壤氮库含量呈负相关。【结论】有机管理，尤其是施用有机肥，可有效提高土壤活性碳/氮库容，是维持土壤肥力最优施肥方式。

通过比较自然林地、农地和造林地红壤表土不同粒级团聚体中有机碳、氮和磷的组成及分布特点,探讨林地开垦为农地和农地退耕还林过程中土壤养分的变化机理。结果表明:林地开垦为农地后,有机碳(特别是颗粒状有机碳)和全氮明显下降,有机碳的下降程度高于全氮,有机磷向无机磷转化。自然林地土壤有机碳平均比农地土壤高出219%,土壤总氮平均比农地高出15%。而当农地退耕还林后,有机碳、氮和磷呈相反的变化。自然林地、农地和造林地土壤的平均颗粒状有机碳分别占土壤总有机碳的65%,11%和47%,差异很大,大团聚体中颗粒状有机碳和有机磷的稳定性较低,最易受土地利用方式的改变而改变。表5参14

土地利用变化对生态系统碳循环和全球气候变化具有非常显著的影响。土壤碳库容量为大气碳库的2~3倍,土壤呼吸过程是土壤圈碳流入大气圈的主要途径。研究土地利用变化对土壤碳库与土壤呼吸速率的影响对于揭示生态系统对土地利用变化的响应机制及科学估算区域生态系统的碳汇功能具有十分重要的意义。综述了自然林地、人工林地、农业用地和草地等4种土地利用方式相互转化对土壤碳储量的影响,较详细地分析了土地利用变化对不同活性碳库(主要包括微生物量碳、水溶性碳、易氧化碳等)的影响,探讨了土壤呼吸速率对土地利用变化的响应及其机制,最后对该方向今后的研究重点做了展望。

研究采用野外取样和室内萌发相结合的方法对湖南红壤丘陵区4种森林恢复类型下土壤种子库进行了比较研究。主要结论为:①草本植物是4种森林类型土壤种子库物种组成和个体数量的主要组成部分,其比例分别达61.9％-86.67％和49.82％-87.27％。4种植被类型种子库密度大小为:杉木林>湿地松林>油茶林>天然次生林;②天然次生林的灌木和乔木植物种子种类与数量多于人工林;③湿地松人工林和杉木人工林的人工抚育导致部分种子埋藏在土壤较深层,土壤8-20cm中种子数分别占种子库的33.09％和26.64％;④对于土壤种子库的物种多样性,天然次生林显著大于人工林,干扰少的油茶林大于干扰较多的湿地松林和杉木林,...

土壤碳库管理指数反映土壤管理的科学性。对比研究了干热河谷新银合欢林、苏门答腊金合欢林、大叶相思林、印楝林、荒地和旱耕地土壤有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)含量和土壤碳库管理指数。结果表明:6种土地利用方式下SOC和ROC含量范围分别为4.22 5.92 g.kg-1和1.34 2.33 g.kg-1。各利用方式之间SOC含量差异不显著,但4类人工林ROC含量均显著(P<0.05)高于旱耕地和荒地。SOC与ROC含量存在极显著(P<0.001)线性相关关系(R2为66.3%)。以荒地作为参照,4类人工林土壤碳库管理指数变化范围为1.77至2.36,旱耕地为0.99。研究揭示:植被凋落量和...

【目的】研究紫色土、黄壤和砖红壤在快速酸化过程中的酸化特征。【方法】将3种供试土壤在15 V·cm-1的外加直流电压梯度下进行连续30次,每次8 h的电渗析。并通过测定电渗析前后土壤的酸度指标、盐基离子含量以及在电渗析过程中土壤所释放的盐基离子含量来分析土壤的酸化特征。【结果】电渗析法可在短时间内实现土壤的快速酸化,3种土壤的pH均降低至4.5以下的强酸化水平。电渗析后,3种土壤的交换性酸、交换性H+和交换性Al3+含量显著增加。紫色土、黄壤和砖红壤的交换性酸含量分别从3.35、0.23和0.76 cmo

通过4年定位试验,研究了不施肥(WF)、不施氮肥(WN)、单施化肥(CF)、猪粪替代20%氮肥(ZF)、猪粪堆肥替代20%氮肥(DF)、沼渣沼液替代20%氮肥(ZYF)6种施肥处理对双季稻田土壤的酶活性、可培养微生物数量、微生物量碳(SMBC)含量、微生物量氮(SMBN)含量、有机质含量和碳库管理指数的影响。结果表明:3种有机无机肥配施能显著提高双季稻田土壤中可培养细菌和放线菌数量,微生物量碳、微生物量氮、总有机质和活性有机质含量以及碳库活度指数、碳库管理指数,但处理间存在差异,以DF效果最好;连续耕作4年后,DF处理的土壤中可培养细菌、真菌和放线菌数量以及SMBC、SMBN含量分别比CF的提高了67.94%、50.30%、55.51%、17.96%和50.17%;DF的土壤磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性分别比CF的提高了18.19%、7.85%、73.47%和105.00%;总有机质、活性有机质含量及碳库管理指数分别比CF的提高了15.17%、58.40%、71.98%。综合分析,猪粪堆肥与化肥配施显著提高了稻田土壤中磷酸酶、脲酶、转化酶和纤维素酶活性和可培养细菌、真菌和放线菌数量,SMBC和SMBN的含量以及碳库管理指数,长期有机无机肥配施(尤其是猪粪堆肥与化肥配施)是扩大土壤碳库、提高土壤质量的有效途径。

【目的】土壤团聚体不仅是土壤结构的重要单元,也是土壤有机碳和氮素固持的重要场所。探究还田秸秆和有机肥中的有机碳和氮素在土壤团聚体中的残留特征,为深刻认识团聚体对外源有机碳和氮素的固持机制及土壤的可持续管理提供依据。【方法】以中国南方典型红壤(C3植物为主的自然植被)为研究对象,设置以下5个处理:(1)对照;(2)低量玉米秸秆添加;(3)高量玉米秸秆添加;(4)低量15N标记有机肥(与处理(2)等碳量);(5)高量15N标记有机肥(与处理(3)等碳量)。采用室内模拟培养试验(恒温恒湿条件下培养300 d),运用13C和15N同位素示踪技术,研究培养后土壤大团聚体(250—2 000μm)、微团聚...

【目的】研究基于长期定位试验,探索长期不同施肥下红壤性水稻土不同土层活性有机质(labile organic matter(LOM))和碳库管理指数(carbon pool management index,CPMI)变化特征,为红壤性水稻土碳库的合理管理提供依据。【方法】选取进贤红壤长期定位试验站4个典型施肥处理:(1)不施肥(CK);(2)单施化肥(NPK);(3)在NPK的基础上早稻施绿肥,晚稻施猪粪和稻草冬季还田(NPKSM);(4)在NPK的基础上早稻施绿肥,稻草冬季还田(NPKS),测定并分析0—10、10—20、20—40及40—60 cm土层土壤高活性有机质(HLOM)、中活性有机质(MLOM)、低活性有机质(LLOM)、非活性有机质(NLOM)含量以及CPMI变化特征。【结果】不同处理土壤有机质(SOM)含量均随土层加深而降低,施肥处理相对CK均明显提高了不同土层的SOM;在0—20 cm土层,SOM含量表现为NPKSM>NPKS>NPK>CK,且均以NPKSM处理最高,达到43.47g·kg~(-1)(10—20 cm)和45.09 g·kg~(-1)(0—10 cm);在20—60 cm土层,NPKSM和NPKS处理相较于CK显著提高了土壤有机质含量,但两者之间差异不显著。除NPK处理外,各处理土壤可溶性有机碳(DOC)含量随土层的加深显著降低。NPKSM和NPKS处理相较于NPK和CK,显著提高了耕层(0—20 cm)土壤DOC的含量,其中NPKSM处理最高,为35.93 mg·kg~(-1)。施肥处理比CK处理提高了土壤HLOM、MLOM、LLOM含量,相同处理相同土层表现为LLOM>MLOM>HLOM,其中NPKSM和NPKS显著提高了各LOM组分含量,且随土层的加深无明显犁底层效应,这可能与活性有机质随水分下渗相关。其中,各施肥处理土壤HLOM、MLOM均随土层加深呈先升高后下降趋势,NPKSM和NPKS处理HLOM含量在20—40 cm土层中达到最高,分别为5.31和5.49 g·kg~(-1);各处理MLOM均在10—20 cm土层中达到最高,以NPKSM处理含量最高,为10.62 g·kg~(-1);而土壤LLOM含量随土层的加深而逐渐降低,在0—20 cm土层中以NPKSM处理含量最高,达到18.52 g·kg~(-1)(0—10 cm)和15.93 g·kg~(-1)(10—20 cm)。不同长期施肥处理提高了土壤各LOM组分的比例及碳库管理指数,在0—10 cm表层土中,NPKS和NPKSM处理相较于CK,总活性有机质比例分别提高了27.9%和29.48%,MLOM占比分别提高了7.21%和7.72%,HLOM占比分别提高了5.10%和4.96%。以不施肥处理为参照,各施肥处理碳库管理指数均大于100,且以NPKSM和NPKS处理提高效果最好,有助于提高红壤性水稻土肥力。相较于CK,单施化肥一定程度上提高了表层土壤有机质、活性有机质、可溶性有机碳及碳库管理指数。耕层(0—20 cm)土壤中3种活性有机质两两之间呈极显著正相关关系(P≤0.01),且与总有机质、全氮、可溶性有机碳及水稻产量均呈现显著正相关(P≤0.05)。【结论】不同施肥处理土壤有机质和低活性有机质均随土层加深而降低。NPKSM处理提高土壤有机质及活性有机质含量的效果最佳,并能显著提高0—20 cm土层土壤高活性有机质和碳库管理指数,NPKS次之;而在20—60 cm土层中,NPKS处理对提高中活性有机质和碳库管理指数效果最明显。

种子作为木本植物或灌木树种的主体,在群落更新中起着重要作用。充足的良好种源是物种天然更新成功所必须具备的条件之一,而一个物种的种源多少是由种子生产、种子雨密度、种子库动态决定(Simpson,1989)。种子雨是种子靠自身的重力和借助外界力量(风力等)散布到地表的过程,是群落更新发展的关键环节,也是植物生命史动态过程不

通过对比研究放牧草地、围封5年和10年草地,分析土壤种子库的种类组成、多样性特征以及种子库物种与地上植被的关系,揭示辽宁彰武地区草地围封后的土壤种子库特征。结果表明:放牧草地土壤种子库植物种数为9种,密度为(6573.15±210.14)粒·m-2;围封5年和10年草地种子库植物种数分别为9种和6种,密度分别为(9987.25±255.01)粒·m-2和(14675.16±535.72)粒·m-2。放牧草地土壤种子库群落中以1年生杂类草居多,围封草地则以多年生禾本科牧草和豆科牧草为优势种。放牧和围封5年、10年草地土壤种子库的丰富度指数分别为0.91,0.87和0.52,物种多样性指数呈现相同...

【目的】研究有机无机配施对巫溪县植烟土壤有机碳组成、碳库管理指数及有机碳官能团的影响，为提高植烟土壤质量，合理施肥提供参考。【方法】采用大田试验，在等氮量投入的条件下设4个处理：纯化肥（CF）、纯化肥配施菇渣有机肥（CMO）、纯化肥配施高碳基肥（CHB）、纯化肥配施生物有机肥（CBO）。通过测定土壤总有机碳、活性碳组分含量和利用傅里叶红外光谱技术（FTIR）测定土壤有机碳官能团结构，研究有机无机配施对土壤碳库的影响。【结果】①与单施化肥相比，配施有机肥土壤有机碳含量略有增加，各处理间无显著差异，显著提高烤后烟产量产值。②配施有机肥处理的土壤活性碳库中的可溶性有机碳（DOC）、微生物生物量碳（MBC）含量均显著高于单施化肥处理。其中CMO处理土壤DOC含量提升最大，分别比CF、CHB、CBO提高67.13%、12.84%和28.54%；CBO处理土壤MBC含量提升最多，与CF相比土壤MBC含量增加42.32%；CHB处理土壤易氧化有机碳（EOC）比CF高11.43%。③配施有机肥的处理中，CMO处理土壤DOC分配比例最大，CBO处理土壤MBC分配比例最大，CHB处理土壤EOC分配比例最大，且CHB处理的碳库管理指数显著大于CF和CMO。④各处理有机碳官能团结构差异较小，官能团主要包括酚醇类、芳烃、烯烃、仲酰胺类。在1634 cm~(-1)处的相对峰面积与土壤MBC含量呈显著正相关，在468 cm~(-1)处的相对峰面积与土壤TOC含量呈显著负相关。【结论】与单施化肥相比，配施有机肥土壤有机碳含量有增加趋势，其中配施菇渣有机肥和生物有机肥显著提高土壤DOC和MBC含量，配施高碳基肥显著提升土壤EOC含量和碳库管理指数。短期有机无机配施对有机碳官能团影响不明显，但在1634和468 cm~(-1)的峰与土壤TOC和MBC含量具有显著相关性，同时有机无机配施显著提高烤后烟的产量产值。

研究比较了我国南亚热带5个树种人工林生态系统的碳储量及分配格局,结果表明:在相似的生境条件下、林龄和经营管理措施相同,不同树种人工林生态系统碳储量表现出较大差异,其中以火力楠林具有最大的储碳能力,其碳储量为359.43 t/hm2,其次是米老排林,为319.80 t/hm2,红椎林、马尾松林和铁力木林碳储量差异不大,分别为225.87 t/hm2、222.43 t/hm2和207.81 t/hm2。乔木层与土壤层是森林生态系统碳储量的主体,占生态系统碳储量总量的95%以上。不同树种林分乔木层碳储量以米老排林最高,为188.09 t/hm2,其次是火力楠林,为176.44 t/hm2,再其次是红...

以位于亚热带丘陵区红壤的桃源县为例,通过对1979年第二次土壤普查资料和2011年实地采样分析的表层(0-20 cm)土壤有机碳数据进行对比,分析近32年来林地、稻田、旱地等几种不同利用方式土壤有机碳(SOC)的变化。结果表明,1979年研究区林地、稻田和旱地SOC含量平均值分别为13.10 g/kg、14.15 g/kg和11.17 g/kg,2011年分别为18.28 g/kg、18.89 g/kg和12.19 g/kg,近32年来稻田、林地和旱地土壤SOC含量分别增加了40%、33%和9%,以林地和

以位于亚热带丘陵区红壤的桃源县为例,通过对1979年第二次土壤普查资料和2011年实地采样分析的表层(0-20 cm)土壤有机碳数据进行对比,分析近32年来林地、稻田、旱地等几种不同利用方式土壤有机碳(SOC)的变化。结果表明,1979年研究区林地、稻田和旱地SOC含量平均值分别为13.10 g/kg、14.15 g/kg和11.17 g/kg,2011年分别为18.28 g/kg、18.89 g/kg和12.19 g/kg,近32年来稻田、林地和旱地土壤SOC含量分别增加了40%、33%和9%,以林地和稻田土壤的SOC增幅较大,而旱地土壤的增幅明显较小。林地、稻田和旱地土壤的平均SOC密度分别从1979年的32.82 t/hm~2、33.62 t/hm~2和28.99 t/hm~2增加到2011年的44.39 t/hm~2、43.50 t/hm~2和33.53t/hm~2,增长幅度分别为35%、29%和16%,增长速率分别为0.36 t/(hm~2.a)、0.31 t/(hm~2.a)和0.14 t/(hm~2.a),也是以林地和稻田土壤的增长幅度相对较高,分别是旱地土壤的2.6倍和2.2倍。可见,过去32年来亚热带丘陵区红壤不同利用方式土壤均表现为"碳汇"模式,在不同程度上贡献于该地区较强的有机碳积累,其中以林地和稻田土壤的贡献能力最强。