森林土壤的特征精選(九篇)

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第1篇：森林土壤的特征范文

關鍵詞：森林土壤；性狀；顆粒態有機碳；黑碳；喀斯特地區；貴州省

中圖分類號：S714.2 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）13-3007-04

隨著生態環境問題的日趨尖銳，人們對森林生態系統越來越重視，IPCC在2006年報告中提出森林生態系統是當前能夠緩解溫室氣體排放的重要陸地生態系統[1，2]。而土壤是森林生態系統的重要組成部分，是森林植物賴以生長的物質基礎。一方面土壤為森林植被的生長提供各種營養元素；另一方面森林植被的出現及其演替反過來也將影響土壤的性狀特征[3-5]。不同森林植被下的土壤具有不同的性狀特征，研究不同森林植被下土壤性質的差異對森林的恢復、重建及更新等都具有重要意義[6]。國外開展關于森林土壤理化性狀的研究較早，我國土壤學界也有不少研究進展和成果[7-9]，但對土壤性質與植被之間關系的研究較少，尤其是針對喀斯特地區森林土壤性狀特征的研究少見報道。本研究以喀斯特地貌發育下的施秉縣云臺山自然保護區森林土壤為研究對象，探討了不同森林植被下土壤理化性狀，揭示不同森林植被下的土壤性狀特征，為該保護區內森林土壤資源的科學管理及其森林生態系統的恢復、重建與更新提供科學依據與基礎數據。

1 研究區域概況

云臺山喀斯特林區位于貴州省施秉縣北部，屬國家級風景名勝區。地處東經108°11′-108°15′，北緯27°13′-27°17′，屬亞熱帶季風濕潤氣候區，年均日照時間為1 561.3 h，年均氣溫為14～16 ℃，年均降水量1 200 mm，年均濕度80%。境內碳酸鹽類巖石廣泛出露， 喀斯特發育較為普遍。大部分地區海拔在640～1 200 m，地勢西北高、東南低，起伏較大，東西寬15 km，南北長20 km，總面積約210 km2。主要森林植被類型有針葉林、針闊混交林、常綠闊葉林、常綠落葉闊葉混交林、竹林、灌叢等。土壤類型主要為黃壤和黃棕壤。

2 材料與方法

2.1 樣品的采集與制備

根據云臺山喀斯特森林土壤面積、地形地貌、植被類型等實際情況，在保證采樣點具有典型性和代表性，同時要兼顧空間分布的均勻性等原則的基礎上，以平均每3～10 hm2林地作為一個采樣單元。為保證樣品的代表性，選擇有代表性的一塊林地，按S型布點采集5～8個點土樣制成一個混合樣；同時在植被典型分布區布設土壤剖面，按土壤發生層分層采集土壤樣品。另于附近選擇分布面積較大的坡耕地，采集相應坡面樣品和混合樣。共采集混合樣品118個，剖面樣品25個。將采集的樣品在實驗室風干，剔除植物殘體及大礫石等非土壤物質，同時避免灰塵等污染。取風干樣品用木棍輾壓過100目土篩，將過篩樣品置于密封袋中做好標簽，放入干燥器中保存備用，供分析測試用。

2.2 測試方法與數據處理

土壤基本性質測定：土壤容重、土壤孔隙度、土壤毛管持水量均采用環刀法；有機質含量采用高溫外加熱重鉻酸鉀氧化-容量法；堿解氮含量采用堿解擴散法；有效磷含量采用鹽酸-氟化氨提取-鉬銻抗比色法；速效鉀含量采用乙酸銨浸提-火焰光度法。以上測定方法參見參考文獻[10]。

土壤碳測定方法：有機碳含量采用外加熱重鉻酸鉀氧化法[11]；顆粒態有機碳含量用5 g/mL焦磷酸鈉溶液振蕩分散土樣后過53 μm土篩分離獲得[12]；0.1 mol/L重鉻酸鉀+2.0 mol/L H2SO4在55 ℃下氧化60 h后殘余的碳即為黑碳[13]。所采樣品數的30%用作分析，平行測定的結果用算術平均值表示。

3 結果與分析

3.1 不同植被類型的土壤物理性狀

土壤容重是表征土壤的疏松程度與通氣性的重要指標，該值可以反映土壤含蓄水分以及供應樹木生長所需水分的能力。而土壤孔隙狀況則直接影響著土壤的通氣透水性及根系穿插的難易程度，對土壤中水、肥、氣、熱等發揮著不同的作用。由表1可知，貴州省云臺山喀斯特森林土壤容重變化范圍為1.09～1.23 g/cm3，耕地土壤容重最高，這是由于人為翻耕清理使其表土根系較少；次生林地和草地土壤容重以及黏粒組成均較小，這說明次生林地和草地土壤較疏松、通氣性能好， 具有較高的水源涵養和水土保持功能。自然林地土壤的平均非毛管孔隙度（總孔隙度減去毛管孔隙度）最小，這是因為自然林地的林分生物量組成及分布較合理，并且其林分地上部分持水量大， 土壤腐殖質積累較多所致，其土壤容重中等偏低，土壤孔隙度與毛管持水量均處于較高水平。

云臺山喀斯特森林土壤毛管持水量變化為自然林地>草地>次生林地>耕地。自然林地土壤毛管持水量最高，是由于自然林地大部分植被類型都為高大喬木，而灌、草地土壤疏松，同時土壤表面被枯枝落葉覆蓋，使土壤中腐殖質不斷積累，這些改善了土壤物理性狀，使土壤容重降低，孔隙度增加，進而提高了土壤毛管持水量。次生林地由于土壤表面常年被枯枝落葉覆蓋，有利于土壤中腐殖質積累，且土壤比較疏松，土壤毛管持水量一般不低。耕地由于人為翻耕，使土壤中植物根系較少，同時人為清理耕地導致土壤表層不存在枯枝落葉層，再加上植被覆蓋面積較少，這些都導致土壤容重變大，孔隙度降低，使土壤物理性狀變差，進而使耕地土壤毛管持水量處于較低水平。

3.2 不同植被類型的土壤化學性狀

3.2.1 土壤有機質特征 土壤有機質是土壤固相部分的重要組分，它與土壤礦物質共同作為林木營養的來源，能夠直接影響和改變土壤的一系列物理、化學和生物學性質[14]。由表2可知，不同林下土壤有機質含量為自然林地>耕地>草地>次生林地，這是由于不同植被類型地表凋落物厚度、組分的差異以及部分動物、微生物的殘體差異所致。由于自然林地中高大喬木下的灌木林和草叢中植物生長量較大，能夠有效地減弱雨水對土壤的侵蝕，同時自然林地中枯枝落葉較多較厚，促使大量的動植物殘體進入土壤，保持土壤有機質含量處于較高水平。耕地主要通過人為施入有機肥，抵消了有機質的流失，維持了土壤有機質含量在一定的范圍內波動。

3.2.2 土壤養分特征 土壤養分對植物的生長發育具有重要影響，是反映土壤肥力的重要指標。由表2可知， 不同林下土壤平均堿解氮含量表現為耕地>自然林地>草地>次生林地，這是因為植被種類不同，其凋落物含氮量、固氮微生物數量差異導致，耕地堿解氮含量較高主要與其作物為豆科關系比較大?？傮w上來看，4種植被類型土壤含氮水平比較低，變化范圍為70.38～106.24 mg/kg，這說明近期土壤的有效氮相對缺乏， 不能更好地提供植物所需氮素。速效磷的含量標志著土壤供磷能力的大小，表現為耕地>草地>次生林地>自然林地， 自然林地中速效磷含量最低，其原因為自然林地中樹木較多，植物在生長過程中需要吸收大量的磷，該林下土壤供磷能力不足。鉀是植物生長所必需的營養養分之一，植物所能利用的鉀是速效鉀， 它能真實反映土壤中鉀素的供應情況[15]。相比較而言，耕地和自然林地土壤速效鉀平均含量相對較高， 而次生林地下土壤速效鉀平均含量最低， 這主要是由于不同植物對鉀的吸收利用能力不同， 從而造成土壤中的鉀含量有所不同。

3.3 不同植被類型的土壤顆粒態有機碳、黑碳分布特征

顆粒態有機碳來源于土壤中動、植物的半分解，具較高的生物活性，是土壤中不穩定的有機碳庫。土壤中顆粒態有機碳越多，土壤碳庫越不穩定[16]。由表3可知，顆粒態有機碳占土壤總有機碳的比例較高，為13%～63%，隨剖面深度增加明顯遞降。自然植被下土壤與耕地之間的顆粒態有機碳的差異比較明顯，由于農用地中的有機碳主要以非顆粒態存在，盡管耕地土壤有機碳庫較低，但其穩定性卻較高，最主要與耕作過程中有機碳容易分解有關。有學者研究表明林地開墾為農地后顆粒態有機碳明顯下降，土壤顆粒態有機碳對土地利用變化極為敏感；在林地開墾為橘園和蔬菜地后，顆粒態有機碳的下降幅度明顯高于非顆粒態有機碳[17]。

黑碳的高度芳香化結構使其具有較高的生物和化學穩定性，因此，土壤中黑碳數量越高，其碳的穩定性越大[18]。由表3可知，研究土壤均含有一定數量的黑碳，一般隨土壤剖面深度增加而下降，這再次證實了黑碳形成于地表環境。林地土壤黑碳占總有機碳的比例為7%～17%。

4 結論

通過對貴州省云臺山自然保護區采集的2類自然植被（林地、灌草叢） 及當地農業用地土壤混合樣中土壤理化性狀特征及剖面樣中的顆粒態有機碳和黑碳分布特征研究表明：

1）貴州省云臺山喀斯特森林土壤容重變化范圍為1.09～1.23 g/cm3，耕地土壤容重最高，為1.23 g/cm3；次生林地和草地土壤容重以及黏粒組成均較低，具有較高的水源涵養和水土保持功能；自然林地下土壤的平均非毛管孔隙度最大；土壤毛管持水量變化為自然林地>草地>次生林地>耕地，自然林地土壤毛管持水量最高。

2）不同林下土壤有機質含量為自然林地>耕地>草地>次生林地；不同林下土壤平均堿解氮含量表現為耕地>自然林地>草地>次生林地；速效磷含量表現為耕地>草地>次生林地>自然林地，自然林地中含量最低；耕地和自然林地土壤速效鉀平均含量相對較高，而次生林地土壤速效鉀平均含量最低。

3）云臺山喀斯特森林土壤中顆粒態有機碳及其占總有機碳的比值均隨剖面深度增加而下降，黑碳含量總體上也隨剖面深度增加而下降。其中顆粒態有機碳占總有機碳的比例耕地明顯低于林地土壤，而黑碳占總有機碳的比例耕地明顯高于林地，表明耕地土壤有機碳的穩定性明顯高于林地土壤。

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第2篇：森林土壤的特征范文

【關鍵詞】營林；撫育間伐；森林生長；生物多樣性；林分因子；森林土壤

我國幅員遼闊，無論南方還是北方，都有適合不同種類林木生長的氣候環境。不同的林木資源，為我國經濟建設和各項事業發展提供了必要的基礎保障。但我們知道，森林資源總是會隨著對林區的不斷開發而減少甚至枯竭，所以，維護林木生長，保持森里資源的可持續利用是近年來我們必須面對的一個重要問題。

對林區進行撫育間伐是保持和恢復森林資源的有效措施，是森林培育及經營管理中不可或缺的一項重要工作，更是保持森林資源可持續發展的重要保證。我們知道，一個完整而又能為社會提供經濟效益的林區，應該是既能為人類生產生活提供木材及附屬產品，而又能為人類擁有一個良好的生存環境提供應有效用的林區。然而，過去多年來，由于我國林業管理政策的影響，我國各地林區多是簡單地追求經濟效益，由此導致全國性的森林生產力及生態服務功能不斷下降。而要維護森林資源的健康發展，就必須采取科學方法，促進林區林業生態的平衡生長。

1.森林資源中的撫育間伐問題

隨著社會經濟的發展需要和國家森里政策的調整，我國各級政府部門注重林業生態的平衡發展，提倡以科學的撫育間伐措施解決林木生長失衡這一問題。從科學的角度說，對任何生長發育的林區樹木進行合理的間伐，都可以有效改善林區不同林冠層的營養空間，改進各種條件下林地中的營養供應條件，調節個體和群體林木生長關系。隨著時間的推移，實施過撫育間伐的林地也能有效增加森林蓄積量和改善木材質量，進而促進改變不同地域內的林分結構和林下植被生態變化，對維護整個森林生態系統平衡具有重要的意義。

在傳統林業中，撫育間伐的主要目的：一是改善林木品質，提高木材質量。適當的撫育間伐，擴大了樹木的營養吸收空間，調節了林地濕度和日光照射效果，可以更好地促進樹木生長。二是調整林分結構，淘汰質量不合要求樹種。撫育間伐擴大了保留樹種的生長空間，減少了不合目的樹種對林木生長營養成分的劫掠，是的保留樹木的生長調條件更趨合理。三是改善林分生態狀況，增加通風量和光通量，減少病蟲害和森林災害給樹木生長帶來的不良影響，提高林分穩定性。也就是說，維護林木生長均衡，撫育間伐首先要做到以實現林區生產環境的穩定性和生物多樣性為前提，通過撫育間伐增強林區產品抵抗各種自然災害的能力，推動其實現經濟社會對不同林業產品多目標、多層次和多品質的需要。

2.撫育間伐對林業生產力的影響

在維護林區經濟成果和林業人員生活水平，保持林木生長環境良性可持續發展過程中，林分生產力和林分因子兩個不同指標是確定撫育間伐對林業生產力產生影響的主要方面，不同的撫育間伐其結果必然會導致對林分生產力和林分因子產生不同的影響。

林分間伐后，雖然林木密度結構會有所減少，但由于間伐調整了林分的密度，擴大了保留林木的營養空間，改善了林內的氣候條件，對于提高林分的質量和生產力也會有積極作用。資料顯示，某地在研究杉木人工林間伐后生物量的變化時發現，雖然間伐后一些喬木層生物量減少近兩成，但經過一定時間的生長后，林分生物量有明顯的提高。在研究間伐強度對杉木人工林林分的影響時，可以確認，不同密度級的杉木林通過中、強度的間伐可以顯著提高林分平均單株生物量。研究結果證實，不同的間伐強度會提高林分內單株生物量，但由于單位面積株數的減少，單位面積生物量并不隨著間伐強度任意加大而增大，反而會隨著強度的加大而降低。

撫育間伐不可避免地會對林分因子產生影響，對其研究主要集中在不同間伐強度對林分樹高、樹徑、斷面積和蓄積量的影響，對林分生態系統養分動態變化的影響和對林分生長的影響等方面。由于各地營林人員研究中所選用的樹種、林分條件、間伐定量、輪伐期、調查計算方法等方面都有不同的量值，所以，項目研究得到的結果也各不相同，特別是對林分總收獲量的影響來說，目前還沒有一個統一服眾的定論。

林分蓄積生長量取決于所在林區樹木的樹徑、樹高生長量和單位面積株數，關于間伐對蓄積生長量的影響目前還沒有比較一致的觀點。從一些資料可以看出，有的研究者認為間伐會減少林分收獲量，但持此觀點的研究者較少。值得注意的是，通過對不同條件和不同土壤構成環境中人工落葉松間伐區組試驗和人工杉木不同初植密度區組試驗的研究和分析，結果表明，林分在間伐后，間伐強度越大，年平均生長率越大。間伐林分在間伐初期要小于未間伐林分，但隨著林木生長時間的增加以及林木競爭的加劇，間伐林分會一點一點地向未間伐林分靠近。

從林分的生長過程來說，適當的間伐會產生兩種不同效應：一種是間伐后，保留木的林分生長空間擴大，隨之出現林分增長效應；另一種是間伐伐去了一些林木而出現的對林分生長的失去效應。因此，間伐對于林分生產力和各因子的影響就取決于上述兩種效應的相對大小。

3.撫育間伐對林區土壤的影響

森林土壤是森林資源可持續生長的重要組成部分，是林木賴以生存的物質基礎。土壤的質量雖然具有自然屬性，但也可是人為因素作用的結果。隨著近年來國家對林區森林管護政策的變遷，有關撫育間伐對森林土壤的影響的研究受到了廣泛的關注。通過實踐，可以認為，撫育間伐對林區土壤造成的影響包括表土的移動、碾壓和土壤結構的破壞，以及土壤孔隙度的減少，有機質的重新分配等等。這種影響可能會較長時期存在，并且會進一步影響土壤水氣系統平衡以及水分和養分的供應，導致水、氣、熱等條件的不同變化，從而使林下土壤的物理性質發生一系列的變化。

總之，林區進行撫育間伐之后，必然造成對表層土壤的干擾，引起森林土壤動物和微生物區系的改變，以及水、熱及營養物質的再分配，最終導致土壤的性質發生相應的變化。變化的程度由間伐方式、強度、時間以及林分類型和土壤的不同而不同。

【參考文獻】

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第3篇：森林土壤的特征范文

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環境變化對森林土壤CH_4氧化的影響

第4篇：森林土壤的特征范文

關鍵詞：土壤；真菌；DNA提??；ITS-PCR；T-RFLP

中圖分類號：Q938.1+1 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2013）06-1443-04

土壤微生物是森林生態系統中最重要的組分，在凋落物分解、腐殖質合成以及養分循環等過程中起著十分重要的作用。其種類和組成不僅直接影響土壤的生物化學循環，而且是土壤生物活性的具體體現，并在森林生態系統的物質循環和能量流動中扮演著重要角色[1-3]。不同土壤分布著不同的土壤微生物，而不同的微生物多樣性又影響土壤功能的多樣性[4]。土壤微生物的組成和分布可以在深層次上揭示森林生態系統的物質循環和能量流動。目前測定土壤微生物多樣性的方法主要有稀釋平板法、磷脂脂肪酸分析（PFLA）法、Biolog微平板分析法及分子生物學方法等[5]。隨著分子生物學技術在土壤微生物研究中的不斷發展，土壤微生物多樣性的研究有了新的突破。核糖體ITS區為非編碼區，受到的選擇壓力較小，進化速度快。因此該區段能夠提供比較豐富的變異位點和信息位點，目前已經用于種間、亞種和種群水平上的遺傳多樣性研究[6]。自從Innis等[7]1990年首先設計ITS引物對真菌核內核糖體RNA基因進行擴增以來，ITS序列分析技術在真菌分類、鑒定的研究中應用越來越廣泛。

該研究利用分子生物學技術對長白山自然保護區不同森林類型的土壤真菌群落組成進行分析，比較不同植被類型與土壤真菌之間的關系及變化趨勢，以期加深對土壤真菌變化過程和機制的認識，為長白山區域天然林保護和生態建設提供基礎資料。

1 材料與方法

1.1 材料

土壤樣品于2010年10月采自長白山自然保護區（表1）。按不同林型采用對角線型混合取樣法采集表層的土壤，采集深度為0～5 cm，用塑料袋封裝帶回。-80 ℃下密封保存。

1.2 試劑與儀器

Taq DNA 聚合酶、dNTPs、限制性內切酶Hinf Ⅰ購自寶生物工程（大連）有限公司；土壤真菌基因組提取試劑盒購自MoBio Laboratories公司；DNA純化試劑盒購自天根生化科技（北京）有限公司。Gene-9700型PCR擴增儀、上海盧湘儀臺式離心機、BIO-RAD凝膠成像系統等。

1.3 方法

1.3.1 土壤樣品DNA的提取與檢測 土壤樣品DNA的提取參照MoBio土壤真菌提取試劑盒的方法。

1.3.2 ITS-PCR擴增及產物純化 用于ITS片段擴增的引物采用真菌ITS區通用引物ITS1-F和ITS4，由上海生工生物工程技術服務有限公司合成，具體序列如下：ITS1-F（5′3′）：CTTGGTCATTTAGAGG

AAGTAA；ITS4（5′3′）：TCCTCCGCTTATTGATAGC。

ITS擴增反應體系為：5 μL 10×PCR Buffer（50 mmol/L KCl；10 mmol/L Tris-HCl，pH 8.3；1.5 mmol/L MgCl2）、2 μL DNA模板、ITS1-F和ITS4（10 μmol/L）各2.5 μL、4 μL dNTPs（2.5 mmol/L）、0.5 μL Taq DNA聚合酶（5 U/μL），加ddH2O至50 μL。反應條件為：94 ℃預變性5 min；94 ℃變性60 s，52 ℃退火60 s，72 ℃延伸60 s，共35個循環；最后72 ℃延伸8 min。取5 μL ITS-PCR擴增產物經1%瓊脂糖凝膠電泳后用凝膠成像處理系統觀察拍照。

1.3.3 ITS-PCR產物的純化 采用DNA純化試劑盒，按照說明書進行PCR產物純化。

1.3.4 ITS-PCR產物的限制性酶切分析 ITS-PCR產物的T-RFLP分析反應體系為30 μL：含10 μL ITS-PCR產物、2 μL Hinf I（10 U/μL）、3 μL 10× Buffer、加ddH2O至30 μL。置于37 ℃水浴中酶切反應4 h，然后65 ℃作用20 min終止反應。將酶切產物送至上海美吉生物醫藥有限公司測序。

1.3.5 數據分析 每個T-RFLP的豐度百分比（Ap，%）按照公式Ap=ni/N×100%計算， 其中ni代表每個可分辨的T-RFLP的峰面積， N代表所有T-RFLP峰面積的總和。種群多樣性指數[8]用BIO-DAP軟件計算。依據公式Cs=2N（A+B）/（NA+NB）計算樣品之間Sorenson[9，10]的相似系數， 其中NA+B指兩樣品共有的條帶數目，NA、NB指兩樣品各自包含的條帶數目。

2 結果與分析

2.1 不同森林類型土壤真菌T-RFLP分析結果

利用限制性內切酶Hinf Ⅰ對6種不同森林類型土壤真菌ITS區進行酶切，T-RFLP分析結果見圖1。從圖1可以看出，酶切譜帶清晰，RFLPs比較明顯，酶切片段在100～600 bp之間，不同森林類型真菌群落存在明顯差異。

2.2 不同森林類型土壤真菌多樣性

不同森林類型土壤真菌香農多樣性指數、均勻度見表2。由表2可知，1號樣點的香農多樣性指數最高，3號樣點的最低；1、2、3、5號樣點的均勻度高，4號樣點的均勻度最低。一般而言，多樣性越高群落穩定性大，穩定性的大小反映了多樣性的大小。植物根系可為微生物棲息提供很好的場所，植被覆蓋使得土壤濕度更適合于群落的發展，微生物群落的發展反過來又有利于植物群落的發展。

2.3 不同森林類型土壤真菌相似性

從不同森林類型土壤真菌群落結構相似性系數分析結果見表3。由于森林類型的不同，土壤的真菌群落也有較大差異，群落功能也有較大差異，甚至森林類型接近的土壤，真菌的相似性也比較低，森林土壤真菌的空間差異性很大。

3 小結與討論

3.1 土壤樣品DNA的提取與純化

如何獲得高質量的土壤樣品總DNA是分子生物學技術的基礎和關鍵[11]，只有獲得高質量的土壤樣品總DNA才能保證后續PCR擴增的準確、可靠。土樣中主要污染物為多糖、腐殖酸和酚類化合物，其中腐殖酸的理化性質與核酸相似，因此在DNA提取過程中很難完全去除，而腐殖酸等雜質會影響后續的PCR反應[12]。

3.2 土壤真菌多樣性指數

香農多樣性指數是一種評價不同土壤的微生物群落多樣性十分有效的方法，香農多樣性指數越高表明微生物群落多樣性越大，它由種類的豐富度及種類的均勻度兩部分組成[13，14]。在不同類型的森林土壤中，真菌的群落香農多樣性指數呈現出較大的差異性和復雜性，這可能是由于天然森林中的真菌的空間異質性高所致。白樺林中后期和過熟闊葉紅松林，光照充足， 干擾少， 土壤結構比較穩定， 枯枝落葉積累多， 水分涵養好， 適合微生物生長， 所以土壤真菌的類群多，土壤相對較肥沃。從整體上來看， 白樺林中后期和闊葉紅松林土壤質量高， 微生物種類多，土壤結構穩定，有利于植物的生長。

該研究對不同森林類型土壤真菌群落的變化規律進行研究， 探討了真菌群落的演替規律， 但對于真菌群落的變化規律以及微生物與植物之間如何互作還需進一步研究。同時對于其他樣點的森林類型土壤微生物群落的變化規律如何還有待進一步揭示。

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第5篇：森林土壤的特征范文

關鍵詞：常綠闊葉林；雷竹林；活性碳庫；氮庫

中圖分類號：S714 文獻標識碼：A 文章編號：0439-8114（2012）21-4739-05

Effect of Conversion from Evergreen Broad-leaved Forest to Phyllostachys violascens cv. Prevernalis Forest on Soil Labile Carbon and Nitrogen Pools

XIAO Peng1，LI Yong-fu1，JIANG Pei-kun1，PAN Ren-jun2，WU Jin-gen3

（1. School of Environmentral & Resource Sciences， Zhejiang A & F University， Lin’an 311300， Zhejiang， China； 2. City College，Zhejiang University， Hangzhou 310015， China； 3. Hangzhou Lijia Environmental Services Co.， Ltd.， Hangzhou 311100， China）

Abstract： To investigate the effect of conversion from evergreen broad-leaved forest（EBLF） to Phyllostachys violascens cv. Prevernalis forest（BF） on the soil C and N pools， soils of the above two types of forests （The BF was converted from EBLF）were sampled from Lin’an county in Zhejiang Province. Soil water-soluble organic C（WSOC）， microbial biomass C（MBC）， readily oxidizable C（ROC）， water-soluble organic nitrogen（WSON）， and microbial biomass N（MBN） were analyzed. The results showed that the pH of soil was significantly decreased， while total organic carbon， total N， alkalyzable N， available P， and available K contents were significantly increased after the conversion of EBLF to BF. The content of WSOC and ROC was increased by 61.3% and 94.7% respectively， while the MBC content was decreased by 37.8% caused by the conversion of EBLF to BF. The content of WSON and MBN in BF was 80.9% and 70.8% respectively. In conclusion， the soil content of WSOC， ROC， and nutrient pools was significantly increased； but the soil microbial content was significantly decreased by the conversion from EBLF to BF.

Key words： Evergreen broad-leaved forest； Phyllostachys violascens cv. Prevernalis forest； labile carbon pool； nitrogen pool

土壤有機碳含量是評定土壤肥力等級及評價土壤質量的重要參考指標。近年來，隨著全球氣候變暖的不斷加劇，生態系統碳循環研究受到越來越多的關注與重視。由于土壤有機碳庫容量巨大，其較小變化就會顯著影響大氣中CO2濃度[1]。因此土壤碳庫動態變化（特別是對人為干擾的響應）已經成為目前生態系統碳循環研究的重點之一。土地利用變化是影響土壤碳庫特征的主要因素之一。由于土壤總有機碳含量在短期內很難發生顯著變化，因此，非常有必要利用更加敏感的指標來表征土壤碳庫的動態變化。

土壤活性有機碳是指土壤中穩定性差、易氧化、易礦化、移動性好，并對植物和土壤微生物活性較高的那部分有機態碳[2]。從含量來看，活性碳占土壤總有機碳的比例偏低，但活性碳庫的變化與土壤有機質和養分庫轉化、微生物的生長以及土壤呼吸特征變化等方面具有非常密切的關系[3，4]。水溶性碳、熱水溶性碳、微生物量碳、易氧化碳是目前用來表征土壤活性碳庫的常見指標[5，6]。不同經營管理措施對土壤中不同形態活性碳的影響程度存在顯著差異[5-7]。因此，研究土地利用變化對不同形態活性碳特征的影響比單純研究其對土壤總有機碳特征的影響具有更重要的意義。

常綠闊葉林是中國亞熱帶地區生產力最高、生物多樣性最豐富的地帶性植被類型，在維持森林生態系統碳平衡及應對全球氣候變化過程中發揮著非常重要的作用[8]。在過去的30年間，隨著農林業經濟的快速發展以及市場對雷竹筍產品、板栗等需求的不斷增加，一部分常綠闊葉次生林被經濟價值較高的林分如雷竹、板栗林等取代。雷竹（Phyllostachys praecox C.D. Chu et C.S. Chao）是中國南方非常重要的筍用竹種之一。由于竹筍營養豐富并且味道鮮美，因此深受消費者喜愛。近十幾年來，以重施肥及冬季地表有機物覆蓋為核心的集約高效栽培技術在雷竹林生產上得到了廣泛的運用與推廣[9]。集約經營措施能提早出筍和增加竹筍產量，也會對雷竹林生產帶來不少負面影響，如出現土壤生物學性質下降和雷竹林提前退化等問題[10，11]。本試驗采集了相鄰的常綠闊葉林和雷竹林土壤，分析了這兩種土地利用方式下土壤水溶性有機碳（WSOC）、微生物量碳（MBC）、易氧化碳（ROC）、水溶性有機氮（WSON）及微生物量氮（MBN）含量變化，為深入研究土壤生態系統對土地利用變化的響應機制提供基礎資料，并為雷竹林土壤的養分綜合管理與雷竹林產業的可持續發展提供科學依據。

1 材料與方法

1.1 研究區概況

本試驗取樣地點設在浙江省臨安市玲瓏山（30°14′N，119°42′E）。試驗區屬于中緯度北亞熱帶季風氣候，雨量充沛（年平均降水量1 424 mm），氣候溫和，多年年均氣溫為15.9 ℃。平均日照時數1 943 h，無霜期236 d。在研究區選擇立地情況基本一致的常綠闊葉林與雷竹林樣地。常綠闊葉林海拔高度為265 m，郁閉度為90%，主要樹種有木荷、青岡、甜櫧、苦櫧等。雷竹林于1997年從常綠闊葉林中改造而來。2003年之前，每年進行施肥結合翻耕等管理措施，全年施肥量為尿素450 kg/hm2，復合肥600 kg/hm2。2003年起，進行地表有機物覆蓋管理措施。具體方法如下：在每年的11月下旬至12月上旬期間，竹農在雷竹林土壤表面進行有機物覆蓋措施，以達到增溫保濕的目的。一般做法如下：先覆蓋10～15 cm的稻草，然后在稻草上面再覆蓋10～15 cm的礱糠，稻草用量為40 t/hm2，礱糠用量為55 t/hm2，次年3、4月份揭去上層未腐爛的礱糠。每年施3次肥，時間分別為5月中旬、9月下旬及有機物覆蓋前。雷竹林地每年肥料用量如下：復合肥（N∶P∶K=15∶15∶15）2.250 t/hm2、尿素（含N 46%）1.125 t/hm2。

1.2 試驗設計及取樣

2011年7月，在研究區域里選擇立地基本一致的相鄰的常綠闊葉林和雷竹林樣地，分別在樣地中選擇面積為400 m2（20 m×20 m）的試驗小區各4個，共8個試驗小區。按照五點取樣法用土鉆（直徑為4.5 cm）采取各試驗小區表層（0～20 cm）土壤。將同一試驗小區內5個點所取到的土壤樣充分混勻，作為該試驗小區的土壤樣品。土樣過2 mm鋼篩后分成2份。一份為新鮮土樣，保存在4 ℃的冰箱中；另外一份土樣經風干處理后放在卡口袋中備用。

1.3 測定項目與方法

1.3.1 土壤基本理化性狀的測定 土壤總有機碳（TOC）含量的測定采用重鉻酸鉀-硫酸外加熱法；總氮采用半微量凱氏定氮法測定；堿解氮采用堿解擴散法測定；有效磷含量采用Bray法測定；速效鉀含量采用醋酸銨（1 mol/L）浸提，火焰光度計測定；土壤pH采用水土比2.5∶1浸提后電極法測定。上述測定方法均參考文獻[12]。

1.3.2 水溶性有機碳氮的測定 土壤WSOC和WSON含量的分析參考Jones等[13]的方法進行測定。稱量新鮮土壤樣品20.00 g（同時測定土壤樣品的含水量），按照土水比1∶2進行浸提，振蕩0.5 h（25 ℃），離心10 min（轉速為8 000 r/min），接著過0.45 μm濾膜（Millipore公司），濾液放入塑料瓶中，貯存備用。取一份濾液用有機碳自動分析儀（TOC-VCPH，島津公司）測定土壤WSOC和水溶性總氮（WSN）含量；另外取一份濾液用離子色譜法（ICS 1500，戴安公司）測定NH4+？螄N和NO3-？螄N的含量。計算WSON含量：WSON=WSN-NH4+？螄N-NO3-？螄N。

1.3.3 微生物量碳氮的測定 土壤微生物量碳、氮的測定采用氯仿熏蒸直接提取法[14]。對照土壤和熏蒸后土壤用K2SO4溶液（0.5 mol/L）浸提（液土比為5∶1），浸提液過濾后的濾液中WSOC和WSN含量采用有機碳自動分析儀測定。土壤MBC和MBN含量的計算方法如下：MBC=EC/0.45，MBN=EN/0.45，式中EC和EN分別為熏蒸土樣與未熏蒸土樣提取液中C、N含量之差，0.45為浸提系數[14，15]。

1.3.4 易氧化碳的測定 土壤易氧化態碳（ROC）的測定參考Graeme等[16]的方法。具體如下：稱取2.00 g風干土置于50 mL離心管中，再加入25 mL KMnO4溶液（333 mmol/L），振蕩1 h（25 ℃），離心5 min（轉速4 000 r/min），吸取上清液，在565 nm波長處進行比色，同時制作KMnO4的標準曲線。根據KMnO4消耗量就可以計算土壤樣品中的ROC含量。

1.4 數據統計

本試驗數據為4次重復的平均值。數據采用單因素方差分析，并用新復極差法進行多重比較（P< 0.05）。使用Microsoft Excel和SPSS 13.0軟件對數據進行統計分析處理。

2 結果與分析

2.1 常綠闊葉林改造成雷竹林對土壤基本理化性質的影響

常綠闊葉林與雷竹林樣地土壤樣品的基本理化性質指標如表1所示。由表1可知，常綠闊葉林改造成雷竹林后，對土壤理化性質的影響非常顯著。常綠闊葉林改成雷竹林后，土壤pH從4.85下降到4.12，呈現出一定程度的酸化現象。雷竹林土壤的有機碳含量和全氮含量分別為常綠闊葉林的164%和169%。另外，常綠闊葉林改造成雷竹林后，土壤的速效養分（如堿解氮、有效磷和速效鉀）含量均顯著增加（P

2.2 常綠闊葉林改造成雷竹林對土壤活性碳庫的影響

常綠闊葉林改造成雷竹林對土壤不同活性碳庫含量的影響如圖1所示。常綠闊葉林改造成雷竹林后，土壤中WSOC和ROC含量均顯著增加（P

2.3 常綠闊葉林改造成雷竹林對土壤活性氮庫的影響

常綠闊葉林和雷竹林土壤的WSON和MBN含量如圖2所示。常綠闊葉林改造成雷竹林后，WSON和MBN含量呈不同變化。其中，WSON含量從4.76 mg/kg增加到38.51 mg/kg（圖2A），而MBN含量卻從74.30 mg/kg下降至52.60 mg/kg，降低了29.2%。常綠闊葉林和雷竹林土壤水溶性有機氮、微生物量氮占相應氮組分比例的比較如表3所示。常綠闊葉林改造成雷竹林后，WSON/TN顯著增加（P

3 討論

從目前的研究來看，空間代替時間的方法仍然被很多研究學者用來從事土地利用變化對土壤性質影響方面的研究[17，18]。而上述方法是否有效的前提主要取決于相鄰的兩種不同利用方式土壤在土地利用變化之前的性質是否相似[5，19]。在本研究中，雷竹林于1997年由常綠闊葉林改造而來，目前這兩塊相鄰樣地（常綠闊葉林與雷竹林）土壤的碳庫與氮庫的差異，主要是由不同植被覆蓋以及不同經營管理措施造成的。由于在雷竹林管理過程中采用了集約經營措施，主要包括冬季有機物覆蓋以及重施化肥。因此，必然會對土壤理化性質及養分庫特征產生顯著影響。

本研究的結果表明，常綠闊葉林改造成雷竹林后，土壤的有機碳、全氮、堿解氮、有效磷、速效鉀含量均顯著增加。Cao等[11]研究表明土地利用導致養分含量增加。Sun等[20]的研究表明將水稻造成蔬菜地后，土壤的全氮、全磷及有效鉀含量均顯著增加。本試驗中，養分庫含量增加的原因是由于雷竹林采取了集約經營措施，其中重施化肥措施增加了雷竹林土壤氮、磷、鉀養分的輸入。而有機物覆蓋后，由于有機物的腐爛，增加了土壤有機物的輸入，從而導致土壤有機碳含量增加。Huang等[6]研究表明覆蓋措施可以增加林地土壤有機碳含量。

Chen等[21]研究表明短期或長期的土地利用變化均會對土壤活性碳（如水溶性有機碳、易氧化碳等）的含量產生顯著影響。張金波等[22]研究表明在三江平原區域的土壤WSOC含量隨著土地利用方式的變化發生顯著變化，土地開墾耕作是導致土壤WSOC含量降低的主要原因。本研究結果表明，將常綠闊葉林改造成雷竹林并集約經營10余年后，土壤WSOC含量增加了61.3%。土地利用改變影響WSOC含量的主要機理：一是土地利用變化引起進入土壤中植物殘體與肥料的數量和性質發生改變；二是土地利用變化引起土壤水分、耕作方式等經營管理措施發生改變[23]。本研究中雷竹林土壤WSOC含量高于常綠闊葉林土壤的原因可能是雷竹林經營過程中施入的覆蓋物為稻草與竹葉，而這些覆蓋物腐爛以后，會產生大量的水溶性有機碳化合物；另外，由于雷竹植株根鞭比較發達，從根系分泌到土壤的含碳有機化合物含量相應較多。土壤ROC含量的變化與WSOC含量的變化非常相似，增加的機理主要也是與有機物覆蓋措施有關。

微生物量碳（MBC）指土壤微生物軀體中包含的碳，是土壤有機碳庫中最活躍的組分之一。近些年來，MBC被用來表征土壤有機碳特征及其對人為干擾響應的重要指標之一[24]。常綠闊葉林改造成雷竹林后，土壤MBC含量顯著降低。與WSOC和ROC變化趨勢剛好相反。土壤MBC下降原因如下：一是在雷竹林的集約經營管理中，除了覆蓋有機物料外，還包括超量施用化肥措施。長期連續超量施用化肥可能會導致雷竹林土壤微生物活性的顯著下降，從而引起土壤微生物生物量的顯著下降；二是土壤pH的不同。常綠闊葉林改造成雷竹林后，土壤pH顯著降低，土壤酸化會在一定程度上抑制土壤微生物的生長和繁殖，從而引起土壤微生物生物量的降低[25，26]。

水溶性有機氮（WSON）顯著影響農林生態系統的氮循環以及土壤的氮素有效性。從國內外有關土壤WSON研究的結果來看，不同學者有關土壤WSON含量的報道差異較大。王清奎等[27]研究表明，大部分森林土壤的WSON含量均在10 mg/kg以下。而張彪等[28]研究表明，3種森林土壤（包括細柄阿丁楓天然林、米櫧天然林及杉木人工林土壤）的WSON含量都高于50 mg/kg。從本研究的結果可知，常綠闊葉林和雷竹林的WSON含量分別為4.76 mg/kg和38.51 mg/kg，與其他森林土壤的研究結果存在較大差異。不同森林類型土壤WSON含量的差異可能是土壤性質、氣候、森林類型、經營管理措施等因素的不同所引起的[29，30]。本研究結果表明，常綠闊葉林改造成雷竹林并經過10余年的人為經營管理后，導致土壤WSON含量顯著增加。WSON增加的機理與WSOC增加的機理相似。主要是由于雷竹林的有機物覆蓋措施引起的。常綠闊葉林改造成雷竹林對土壤MBN的影響機理與其對MBC的影響比較相似。土地利用變化之后，土壤MBN含量下降了29.2%?？赡苁怯捎诶字窳种厥┗室约巴寥浪峄瘜е峦寥牢⑸锷L受到抑制引起的。從WSON/TN以及MBN/TN的變化可知，常綠闊葉林改造成雷竹林以后，土壤微生物量顯著降低。相比較MBN的變化程度，MBN/TN的變化更加劇烈。因此MBN/TN這個指標對人為干擾的響應要比MBN更加敏感。

綜合本試驗的所有分析測定指標可知，常綠闊葉林改造成雷竹林對于土壤的理化性狀及肥力狀況的影響是呈兩方面的。一方面，常綠闊葉林改造成雷竹林后，由于每年均采取了有機物覆蓋及施肥措施，所以從NPK養分指標、有機碳及WSOC和ROC含量來看，雷竹林土壤要顯著高于常綠闊葉林土壤，這表明長期的集約經營措施對于土壤養分狀況來講是有利的。另外一方面，從MBC和MBN含量來看，與常綠闊葉林土壤相比，由于雷竹林經營過程中長期施用化肥，從而使土壤的微生物生長受到抑制，從而導致MBC和MBN含量顯著下降。本研究只比較了常綠闊葉林和集約經營15年后的雷竹林之間碳庫和氮庫的差異，在分析土地利用變化以及經營管理措施對土壤碳庫和氮庫影響機理方面仍存在不足。今后，將選取不同集約經營歷史的雷竹林形成集約經營時間序列，來研究土地利用變化和長期集約經營措施對土壤活性碳庫和氮庫的影響機制。

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收稿日期：2012-06-10

基金項目：國家自然科學基金項目（31170576）；浙江省科技廳重點項目（2011C12019）；浙江農林大學科研發展基金項目（2007FR040）

作者簡介：肖 鵬（1991-），男，福建漳州人，在讀本科生，研究方向為森林生態系統碳循環，（電話）0571-63741609（電子信箱）；

第6篇：森林土壤的特征范文

【關鍵詞】樹木細根；土壤溫度；水分；森林生產力

0.引言

森林的地下部分主要由根系及其周圍的土壤構成，是森林生態系統重要的組成部分。作為樹木的重要功能器官，根系的生產和周轉在很大程度上決定了森林生態系統的C循環過程，水分平衡以及礦質元素的生物地球化學循環。根系這些功能和過程主要是由樹木的細根（

細根的生長、衰老和死亡是一個復雜的過程，受多種因素綜合作用的影響。而環境因子對細根壽命的影響極為重要，但這種影響是多方面因素綜合作用的結果，很難被準確地預測。其中，細根賴以生存的土壤生境因其復雜多樣和難于觀察成為國內外生態學者研究的重點。為此，本文就土壤養分和水分有效性，土壤溫度等幾方面與樹木細根生長及壽命間關系的研究進行介紹，以期有助于今后根系研究的發展。

1.細根和土壤溫度

1.1 細根生長和土壤溫度

細根生長隨土壤溫度的增加而增加，到達最大值后則隨溫度的升高而下降。不同植物根系生長的最適溫度不同，研究表明，提高土壤溫度不但可增加總的細根量，而且使細根趨向于深土層分布。對土壤溫度較低的北方森林，細根生長與土壤溫度呈指數正相關，較高的土壤溫度可以增加細根生產，促進細根周轉。同時表層較高的溫度也促進細根分解，增加了土壤養分，從而有利于細根生長。對于許多北方森林土壤，低溫是根系分布深度和生長的主要限制因素，較低的土壤溫度不僅降低根量和生長速率，而且使細根分枝速率下降。高溫也同樣限制細根生長：在無遮蔭的、的火炬松林地土壤表層5cm無根系存在，而在遮蔭的林地土壤表層2.5cm內則有許多根系存在。

1.2細根壽命和土壤溫度

根系的壽命對土壤溫度非常敏感，較高的土壤溫度可增加細根生產，促進細根的衰老和周轉，縮短細根壽命。在溫帶氣候條件下，晚春產生的細根壽命最短。如糖槭從6月到9月產生的細根壽命從125天增加到200天對亞熱帶樹種的研究結果則與溫帶樹種相反，亞熱帶樹種秋天生產的細根壽命最短。結果表明，草地、灌木和森林細根壽命與年均溫具有明顯的負相關，從北方到熱帶地區，細根周轉提高，細根壽命顯著降低，（1）溫度高能夠提高土壤養分（N）的礦化速率；（2）根系的呼吸隨溫度升高呈指數增長；（3）高溫地區或非凍土區，細根受病原菌侵染的可能性較大。

2.細根和土壤水分有效性

2.1細根生長和土壤水分有效性

土壤水分是限制植物根系生長的最主要環境因素之一。植物根系對干旱的響應多種多樣，細根死亡對水分虧缺的響應在很大程度上決定了植物對水分虧缺的適應能力。不同植物細根對土壤水分虧缺的響應不同，一些樹木細根較能耐旱，某些植物細根甚至可以在凋萎點以下存活和生長，而有些植物細根對土壤干旱卻非常敏感，降雨少的樣地林木細根生物量少于降雨多的樣地。在熱帶和溫帶的許多研究均表明，細根生長的季節動態與土壤水分動態一致，生物量或生長高峰出現在雨季而低峰出現在旱季。土壤水分還影響細根垂直分布，如在松林生態系統中，根長的30～80%出現在土壤表層10cm，在北方硬闊葉林中，有50%的根系長度出現在表層7cm。由于水分狀況的差異，細根生長的垂直分布在不同季節也會發生變化，如在雨水充足的春、夏季，10年生火炬松細根在土壤上層生產量大于下層，但在干旱的夏末，上層細根生產量小于下層，主要與上層土壤含水量低有關。此外，同種植物細根在不同的生長發育階段對土壤水分虧缺的響應也不同。

2.2細根壽命和土壤水分有效性

土壤環境的變化可能改變養分的吸收效率，進而影響到根系的最佳壽命。干旱立地會引起樹冠C同化率降低，常常不能滿足細根生長的需要，細根因C的供應不足而加速死亡。干旱導致細根周轉速率增加、引起細根壽命縮短的假設在野外水分試驗中都已得到證實，而灌溉對細根壽命的影響則存在著不同的結論。北美楊樹、紅槲櫟和北美紅楓等林分研究發現，經過20～40天灌溉后細根壽命長達82～90天，而對照林分細根壽命僅為40天左右。灌溉對根系存活的影響可能較弱，一種解釋是因為灌溉區中土壤水分的異質性所致，并沒有直接證據證明在濕潤土壤中的根系比在干旱土壤中的根系壽命長。水分對細根壽命影響的這種差異可能因植物種類及水分生理適應性的不同而有所不同，這也是今后研究有待解決的問題。

3.細根與土壤氮有效性

土壤養分直接影響細根活力和碳水化合物分配，從而影響樹木細根生產和周轉。在許多森林生態系統中，細根生產、周轉和細根壽命都受土壤N有效性的控制。對寒溫帶針葉和闊葉林生態系統的研究表明，影響生態系統N循環的因子可解釋75%的細根周轉變化。

3.1細根生長與土壤氮有效性

氣候因子和養分狀況是決定細根生物量的重要因素，而細根生產則主要受養分條件的控制，施肥能刺激細根生長。水曲柳的沙培試驗結果也表明，在施肥區和澆水區，根系生長快，密度大，而在非澆水區和非施肥區根系生長受到抑制，根系密度小。但也有許多實驗同時表明，高氮供應能導致根生產減少。但養分對細根生物量影響的研究結果卻不一致。對水曲柳和落葉松人工林下根系的氮素循環實驗結果表明，不同土層中氮儲量的分布與土層中細根的生物量呈正相關，細根量越大，氮的儲量越豐富。

3.2 土壤養分與細根壽命

土壤養分在影響細根生產與生物量的同時，也影響著細根的壽命及周轉。然而，關于養分有效性對細根壽命的影響方面所得出的結論并不一致。大量研究報道細根死亡率與土壤N有效性正相關，如櫟樹細根在土壤有效N濃度較高的條件下平均壽命為167天，而在有效N濃度較低時平均壽命分別為188天和301天。細根N含量隨土壤N有效性提高，呼吸速度也隨之加快，如果分配到細根的光合產物不能彌補呼吸消耗，將導致細根死亡率提高。土壤養分如何影響細根壽命和周轉，細根壽命與土壤養分有效性可能呈正相關，也可能呈負相關，取決于植物種類、器官或整個植物C平衡及有效養分在土壤中分布的空間異質性等。

第7篇：森林土壤的特征范文

關鍵詞：2.5代杉木種子園；有機碳；土壤

中圖分類號 S79 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731（2014）15-103-03

Abstract：This paper studies the soil bulk density，organic carbon content and organic carbon storage of the 2.5 generation of Chinese fir seed orchard in Guanzhuang state-owned forest farm in Shaxian county. The results show that，the average soil bulk density in the 0～100 cm soil layer of high、secondary、low production area in the 2.5 generation seed orchard of Cunninghamia lanceolata are 1.29g?cm-3，1.44g?cm-3，1.58g?cm-3 respectively；Soil organic carbon content in three production area are positioned as follow： high production area>secondary production area>low production area；Organic carbon storage of three production area are 184.29t?hm-2，145.80t?hm-2，164.11t?hm-2 respectively，among which organic carbon content in high production area is much greater than the other two production area，while organic carbon storage in secondary production area is less than the low production area. Comprehensive analysis shows the soil condition of the high production area is better than the other two production area. Plant Cunninghamia lanceolata reasonably to increase the production. It is conducive to decrease of the soil bulk density and increase of organic carbon content so that soil fertility and the production can be improved.

Key words：2.5 generation seed orchard；Organic carbon；Soil

森林土壤碳庫占全球土壤有機碳庫的70%，其細微變化都將顯著影響大氣中CO2的濃度[1]。森林碳庫的變化循環是全球最主要的碳循環，對于維護全球生態平衡，進而維護人類社會的可持續發展具有十分重要的作用。杉木（Cunninghamia lanceolata）是我國南方重要的造林樹種之一，也是我國重要的商品材樹種之一，自然分布和人工栽培都很廣泛[2]。杉木生長迅速，對碳的吸收也快，對減少大氣的CO2有明顯的效果，因而其對于緩解全球氣候變化有很大的作用[3]。福建是杉木中心產區，福建省沙縣官莊國有林場始建于1975年，經營面積8 317.2hm2，森林覆蓋率85.7%，蓄積量131萬m3，是國家重點杉木、馬尾松良種基地[4]。官莊林場通過選擇優良杉木個體建立了2.5代種子園，2.5代杉木種子園建設面積為7.4hm2。對杉木種子園的研究中，前人的研究集中在養分周轉、N沉降等方面[6-7]，對土壤有機碳研究甚少。本文對2.5代杉木種子園土壤容重、有機碳、有機碳儲量垂直分布特征展開研究，旨在為本地區碳循環的深入研究提供科學依據。

1 研究地概況

試驗地設立于福建省沙縣官莊林場池村工區2林班14大班3小班，位于東經117°43′39″，北緯26°32′15″，海拔200m。該區屬中亞熱帶季風氣候，四季溫暖適中，日照充足，年平均氣溫18.8～19.6℃，年平均降水量1 606～1 650mm，無霜期271d。該試驗地1997年2月定砧，1999年3月嫁接。該區土壤為山地紅壤。根據杉木生長結實的情況，在官莊林場杉木2.5代種子園設置高、中、低3種生產小區，每種生產小區設置20×20m的標準地。各個生產小區的情況見表1。

2 研究方法

2.1 土壤樣品采集 在各標準地按“S”形選擇3個土壤剖面，每個土壤剖面取0～10cm、10～20cm、10～20cm、20～40cm、40～60cm、60～80cm、80～100cm6個土層挖取鮮土，帶回實驗室后去除石礫和根系，自然風干后粉碎、研磨，過100目篩用于有機碳的測定。同時用鋁盒取土，每層重復3個，用環刀法測定土壤的容重。

2.2 測定方法 有機碳（soil organic carbon，SOC）采用濃硫酸-重鉻酸鉀外加熱法測定。土壤有機碳儲量的計算公式為：Ci=di×Oi×ρi×0.1。式中，i為土壤不同層次，C為土壤有機碳儲量（t?hm-2），d為土層厚度（cm），O為土壤有機碳含量（g?kg-1），ρ為土壤容重（g?cm-3）。

2.3 數據處理與分析 所有數據統計分析均基于SPSS 17.0軟件完成，采用單因素方差分析（ANOVA）檢驗容重、有機碳深度垂直變化的顯著性，數據匯總和作圖由Excel軟件完成。

3 結果與分析

3.1 不同生產小區土壤容重比較 土壤容重大小可以反映出土壤的透水性、通氣性及疏松程度，并影響其他土壤肥力因素和植物生長狀況。容重大小與有機碳大小有直接的關系，并受到森林凋落物、樹根以及依存于森林植被下特殊生物群的影響。有機質和腐殖質一般都集中在土壤表層，隨著土層的加深，其含量逐漸減少，因此，隨著土層深度的增加土壤容重逐漸增加[8]。從圖1可以看出，3個生產小區，隨著土層深度的增加容重均呈現出增加的規律，土壤狀況均為上松下緊。0～100cm土層，2.5代杉木種子園高中低生產區平均容重為：1.29g?cm-3、1.44g?cm-3、1.58g?cm-3，高生產區到中生產區容重增加了11.88%，而到低生產區增加了22.86%，這是因為高生產區林分密度大于其他2個生產區，森林凋落物、樹根等大大降低了容重，改善了土壤物理性質。0～10cm，高生產區土壤容重分別為中、低生產區容重的0.91、0.92倍，其他土層容重均表現為高生產區

3.2 不同生產小區土壤有機碳 土壤有機碳含量取決于2個因素：一是土壤有機碳的礦化消耗和腐殖化積累；二是以枯枝落葉和死亡根系等凋落物形式歸還到土壤中的有機物質的數量，有機碳含量是進入土壤的植物殘體量及在微生物作用下的平衡結果[9]。

從表2可以看出，不同生產小區土層有機碳含量是不同的：0～100cm土層，3個生產區有機碳含量為：100.98g?kg-1、77.94g?kg-1、74.10g?kg-1，高生產區的有機碳含量遠大于其他2個生產區。從不同土層來看，高生產區有機碳含量均大于其他2個生產區，在0～10cm、10～20cm、60～80cm、80～100cm這4個土層，高生產區有機碳含量與其他2個生產區有顯著差異（P

4 結論與討論

（1）0～100cm土層，2.5代杉木種子園高中低生產區平均容重為：1.29g?cm-3、1.44g?cm-3、1.58g?cm-3，植物凋落物和根系可以大大減小土壤容重。

（2）從全土看，3個生產區有機碳含量大小為：高生產區>中生產區>低生產區。從不同土層來看，高生產區有機碳含量均大于其他2個生產區，而在10～20cm、60～80cm2個土層，中生產區的有機碳含量出現小于低生產區。

（3）從全土看，3個生產區有機碳含量為：184.29t?hm-2、145.80t?hm-2、164.11t?hm-2，高生產區的有機碳含量遠大于其他2個生產區，但中生產區的有機碳儲量小于低生產區。

（4）對于杉木種子園經營上，以高生產區的土壤狀況最優，所以人工合理增加杉木的種植以促進形成高生產區，這不僅有利于植物生產，增加產量，也有利于土壤有機碳儲存，能成為較好的碳匯，為全球碳吸存做出貢獻。

參考文獻

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第8篇：森林土壤的特征范文

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人居環境建設的景觀生態學途徑--以西安市為例 李團勝，劉哲民

中國森林生態系統定位研究網絡的建設與發展 王兵，崔向慧，楊鋒偉

遙感技術支持下的植被生產力與生物量研究進展 戴小華，余世孝

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應用遙感技術評價植被生化物質含量的研究進展 丁圣彥，李昊民，錢樂祥

持久性有毒物污染底泥修復技術進展 籍國東，倪晉仁，孫鐵珩

苔蘚植物遺傳多樣性研究現狀 張晗，沙偉，高永超

產業生態學的新思路 彭少麟，陸宏芳

亞洲象與竹/蕉分布隔離的生態效果及其保護對策探討 許再富

根分泌物在污染土壤生物修復中的作用 郜紅建，蔣新，常江，王代長，趙振華，卞永榮

水體污染物"三致"效應的生物監測研究進展 鄭相宇，張太平，劉志強，潘偉斌

我國濕地評價研究綜述 楊波

景觀生態分類的研究現狀及其發展趨勢 李振鵬，劉黎明，張虹波，帥文波

植物競爭研究綜述 杜峰，梁宗鎖，胡莉娟

河北省臨城小天池森林區被子植物區系 李瑞國，李海燕

黃連山自然保護區非人靈長類現狀和生存威脅因素 向左甫，霍晟，馬曉峰，馬世來

芋對斜紋夜蛾的誘集作用 吳才君，范淑英，蔣育華，姚海華，張安波

第9篇：森林土壤的特征范文

關鍵詞：氣候變化；碳匯林業；實踐

中圖分類號： F326.2 文獻標識碼： A DOI編號： 10.14025/ki.jlny.2015.13.054

碳匯林業中的碳匯指的就是在一定的過程中，將大氣中的二氧化碳進行清除。隨著全球性氣候變化，各國都做出了有效的應對，最為主要的就是利用植被與土壤吸收固定二氧化碳。

1在氣候變化下碳匯林業能夠發揮出的特殊作用

在地球的陸地生態系統中，森林占據著主體地位，能夠利用的最主要載體就是太陽能，是能量最高且全面的生物固碳方式，并且不需要耗費過多的資金，最具經濟性。但若是從短期的成效上看，工業減排顯然更為有效，但是成本較高，操作又比較復雜。森林固碳操作比較簡單，所需成本較低，綜合效益更大，具有經濟可行性特征和現實可操作性特征。在政府間的氣候變化專門委員會調查中，我們發現在全球的陸地生態系統中，大約儲存了2.48萬億噸的碳，大約有一半的碳是存儲在森林生態系統當中。當然，根據聯合國糧食與農業組織的調查研究，全球的森林生物量碳儲存量高達2827億噸，也就是說每公頃的森林生物量碳儲量平均有71.5噸。這些數據的表明反而更能夠凸顯出森林的破壞或者消失造成的碳排放量劇增。

全球氣候變化的原因主要就是碳排放量的劇增，而碳排放量的增加首先是由于毀林導致的，森林的消失，覆蓋率的降低，導致大多數儲存在森林中的生物碳排放，進入到大氣當中；其次，毀林除了導致生物碳的排放增加，也導致了森林土壤中的有機碳排放。我國政府在面對全球性的氣候變化中，也作出了有效的應對，根據國際社會的慣例，利用森林碳匯來抵減碳排放，開設了不少的林業碳匯項目，活躍碳交易市場，通過無形手和有形手的結合增匯減排。

2氣候變化下的碳匯林業發展舉措

我國的森林面積增加最為迅速，在面對全球氣候變化問題中，我國相關部門給予了極大的重視，并且向國際承諾要自主對溫室氣體排放進行控制。同時，我國還是全球中人工林最多的國家，以增加森林面積作為應對氣候變化的主要戰略，在林業、經濟和社會等多個方面相結合下，發揮了多重的效益，為國家爭取到了更大的經濟發展空間。

2.1貫徹落實應對氣候變化的方針政策及戰略部署

國家林業局自2003年以來，就先后成立了各種針對性較強的辦公組織，例如林業碳匯管理辦公室、林業生物質能源管理辦公室和應對氣候變化工作小組等。這些機構都堅決貫徹落實應對氣候變化的方針政策及戰略部署，在擬定計劃后，有效開展相關的林業應對氣候變化工作，不斷加強林業碳管理工作。同時，我國還對林業碳匯計量檢測體系建設進行了完善，并不斷進行技術研究，發展支撐國家溫室氣體清單和碳排放權交易試點的技術，有利于我國在進行國際氣候談判時，提供具有說服力的數據來進行林業碳匯決策。

2.2實行清潔發展機制碳匯項目

我國在進行林業碳匯交易方面有了長足的進步，清潔發展機制碳匯項目的實施，有效吸收了二氧化碳。我國主要是通過混交的方式造林來吸收二氧化碳，但是所投入的資金量是龐大的，現如今我國已經栽種了馬尾松、楓香、桉樹等植物，共計四千公頃，既有利于保護生物的多樣性，又能夠控制實施項目區的水土流失情況，同時，也幫助了當地的農民，給他們增加了就業機會，提高了經濟收入。該項目的實施，成為全球第一個退化土地再造林方法，為其他國家提供了借鑒依據。

2.3構建平臺增加森林植被

應對氣候變化和社會對生態產品的需求量過大問題，單靠政府的力量是無法完全滿足的，因此，需要構建一個平臺來增加森林植被，從而有效對國家的生態安全進行鞏固，這樣相關的企業就可以發揮出自身的作用，利用企業志愿者的身份參與到該項行動當中，節約了成本，又能夠樹立良好的公眾形象來提高企業的社會效益，對企業自身的可持續發展有所幫助。我國在2010年就設立了全國性的公募性基金會，來應對我國的氣候變化，將增匯減排作為主要的目的，將收到的捐資進行碳匯造林，由此保護森林，減少碳排放，真正建立起一個專業的權威機構，讓社會公眾通過這個平臺盡個人的一份力，提高農民的收入，改善生態環境。

2.4相關協議及制度、規則的生效減少碳排放量

《京都議定書》對于控制溫室氣體的排放有極大的作用，結合相關的應對氣候變化的國際制度和規則，可以進行國家或者區域間的溫室氣體排放權交易，形成資源市場，體現企業的社會責任。在2012～2013年，在國內共有七個碳交易省試點，主要是以工業減排量的配額為主。隨著國家發改委《溫室氣體志愿減排交易管理暫行辦法》的出臺，我國進入了國內碳交易市場，在平臺的推動下，制定了相關的志愿減排交易標準和規則，為今后的碳匯生態市場奠定了基礎。

3結語

本文主要講述的是探索氣候變化下的碳匯林業發展實踐研究，為應對國際性氣候變化問題，我國提出了哪些應對措施，并取得了卓越的成效，主要選擇了通過森林植被的恢復及增加林業碳匯來應對氣候變化問題，有效減少或降低大氣中的二氧化碳濃度。

參考文獻

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[2] 方精云，郭兆迪，樸世龍，陳安平.1981～2000年中國陸地植被碳匯的估算[J].中國科學（D輯：地球科學），2007，（06）.