土壤有机碳(soil organic carbon, SOC)作为土壤的重要组成部分, 是土壤微生物在不同分解阶段产生的复杂混合物, 在调节土壤理化性质、土壤生产力的形成和减缓全球温室效应等方面发挥着重要作用(陈晓侠等, 2012)。森林土壤有机碳储量作为陆地生态系统碳库的重要组成部分, 约占全球土壤有机碳储量的39%, 土壤有机碳固存的微小变化可能导致大气CO2浓度的显著变化(刘延惠等, 2012)。然而, 土壤有机碳通常对土壤环境的变化不敏感(Chen et al, 2017), 其短期波动主要源于易氧化或易分解部分的变化(Matías et al, 2012)。土壤易氧化有机碳是土壤有机碳中最重要和最敏感的组分, 可作为表征土壤有机碳和土壤肥力变化的重要指标(王清奎等, 2005)。Blair等(1995)将能被330 mol/L高锰酸钾氧化的碳称为易氧化有机碳(readily oxidizable carbon, ROC), 并认为该组分可基本区别土壤稳定性碳。因此, 土壤ROC可以作为衡量土壤碳库稳定性的指示因子(陈小花等, 2017)。目前, 森林土壤ROC在区域或全球尺度上的分布格局存在极大的时空变异性。随着全球气候变化的加剧, 森林土壤ROC含量的时空动态研究已成为全球碳循环研究的热点问题之一(沃晓棠等, 2014)。
蚂蚁作为主要的土壤大型节肢动物, 是食物网中的土壤工程师, 在生态系统的碳循环和能量流动中发挥着重要作用(Folgarait et al, 2002)。蚁巢的建造与持续维护改变了土壤微生物及理化性质, 直接或间接地影响土壤ROC的时空动态。一方面蚂蚁通过觅食和筑巢活动将有机物(如花蜜、植物组织和昆虫尸体等)搬入巢中, 其中巢内产生的氨基酸、碳水化合物或其他有机化合物往往与ROC含量的积累密切相关(Duval et al, 2016; Tripathi et al, 2016), 进而直接增加巢内或周围土壤的ROC含量(Kilpelinen et al, 2007)。另一方面, 蚂蚁筑巢能够影响区域小气候、土壤理化环境以及土壤微生物丰度与多样性(刘任涛等, 2009), 间接调节土壤碳的转化过程, 从而影响土壤ROC的积累(贺虹等, 2011)。目前, 蚂蚁的研究主要集中于它们的多样性, 而关于蚂蚁对森林土壤特别是热带森林土壤中ROC时空动态的影响研究却十分缺乏。
位于热带北缘的西双版纳是我国大陆热带雨林集中分布的重要区域, 该区地貌复杂、小气候多样, 是我国蚂蚁区系及多样性最为丰富的地区(杨效东等, 2001)。热带森林复杂的蚂蚁区系组成及其活动可能会显著改变土壤性质及土壤碳形成与转化的生态学过程(Wang et al, 2017), 进而影响土壤ROC的时空动态。因此, 本文以西双版纳3种恢复阶段的热带森林群落为研究对象, 比较蚂蚁筑巢地和非巢地土壤ROC的时空动态, 并分析蚂蚁筑巢对土壤ROC的影响, 不仅有助于理解西双版纳热带森林恢复过程中土壤ROC的积累特征, 也助于理解调控热带森林土壤ROC形成的生物学机制。
1 材料与方法
1.1 研究区概况
研究区位于中国科学院西双版纳热带植物园(101°16' E, 21°55' N), 地处东南亚热带北缘, 属北热带季风气候区, 年平均气温21.5℃。年平均降水量1,557 mm, 其中雨季(5-10月)为1,335 mm, 占全年的87%, 干季(11月至次年4月)为202 mm, 仅占全年降水量的13%。土壤为白垩纪砂岩发育而成的砖红壤。地带性植被类型为热带雨林和季雨林, 但由于刀耕火种等人类活动的干扰与破坏, 形成了一系列处于不同恢复阶段的次生森林类型。本研究选择园区内有代表性且群落起源相似的3个恢复阶段的热带森林, 群落间距离100-800 m。群落基本概况如下:
(1)白背桐群落(Mallotus paniculatus community, 简称MP), 恢复年限约12年(王邵军等, 2016), 海拔600 m。盖度65%左右, 土壤为砖红壤, 枯枝落叶层厚1-2 cm。主要植物有白背桐、高檐蒲桃(Syzygium oblatum)、椴叶山麻秆(Alchornea tiliifolia)、粉被金合欢(Acacia pruinescens)、野生风轮草(Clinopodium chinensis)、丰花草(Borreria stricta)。
(2)野芭蕉群落(Musa acuminata community, 简称MA), 恢复年限约28年(王邵军等, 2016), 海拔535 m。盖度85%左右, 土壤为砖红壤, 枯枝落叶层厚2-4 cm。主要植物有小果野芭蕉(Musa acuminata)、董棕(Caryota urens)、勐仑翅子树(Pterospermum menglungense)、刺通草(Trevesia palmata)、银叶砂仁(Amomum sericeum)、宽叶楼梯草(Elatostema platyphyllum)及密果短肠蕨(Allantodia spectabilis)。
(3)崖豆藤群落(Mellettia leptobotrya community, 简称ML), 恢复年限约42年(王邵军等, 2016), 海拔568 m。盖度90%左右, 土壤为砖红壤, 枯枝落叶层厚4-5 cm。主要植物有思茅崖豆(Millettia leptobotrya)、椴叶山麻秆、猪肚木(Canthium horridum)、锈毛鱼藤(Derris ferruginea)、钝叶金合欢(Acacia megaladena)、滇南九节(Psychotria henryi)、刚莠竹(Microstegium ciliatum)及银叶砂仁。
1.2 土壤取样及理化性质测定
在每个群落中随机设置3个样地(40 m × 40 m, 间隔15 m), 并在每个样地中随机设立3个样方, 在样方中选择10个平均直径约4-5 cm的蚁巢(蚂蚁巢穴采用诱捕法确定), 同时在距离每个蚁巢5 m外设置1个对照样点(非巢地)(Holec & Frouz, 2006), 采样时间为2016年12月, 2017年3月、6月及9月。
采用便携式土壤水分/温度测量仪(SIN-TN8), 测定巢穴与非筑巢地3个土层(0-5 cm、5-10 cm和10-15 cm)的土壤温度, 并用环刀法采集土样测定土壤容重。为获得巢穴真实的土壤理化性质, 破坏性采集各层土壤样品, 自封袋保存并标签记录, 带回实验室进行土壤指标测定。
土壤含水率(%)采用烘干法测定(105℃, 24 h); pH值电位法测定; 土壤有机质采用油浴加热-重铬酸钾容量法测定; 土壤易氧化有机碳采用高锰酸钾氧化法测定; 土壤生物量碳采用氯仿水浴法测定; 全氮采用扩散法测定; 水解性氮采用碱解扩散法测定; 铵态氮采用氧化镁浸提扩散法测定; 硝态氮采用酚二磺酸比色法测定。
1.3 数据分析
将所采集的数据(土壤易氧化有机碳、土壤微生物生物量碳、土壤有机碳、全氮、pH、土壤温度等理化性质)进行整理, 采用Excel进行作图并用SPSS 22.0软件进行比对分析。不同月份蚁巢和非蚁巢土壤易氧化有机碳含量为各土层的加权平均值。用独立样本t检验分析不同群落间理化性质的差异, 用Canoco的主成分分析(PCA)判别土壤易氧化有机碳与土壤理化性质的相互关系。
2 结果
2.1 不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量
3种恢复阶段热带森林蚁巢土壤ROC含量(10.13 mg/g)均显著高于非蚁巢(8.87 mg/g)(图1, P < 0.05), 平均提高了14.2%。3种恢复阶段森林蚁巢土壤ROC含量大小为白背桐群落(9.05 ± 1.28) mg/g < 崖豆藤群落(10.13 ± 1.58) mg/g < 野芭蕉群落(11.22 ± 1.62) mg/g; 非巢地土壤ROC含量大小为白背桐群落(7.84 ± 1.16) mg/g < 崖豆藤群落(8.88 ± 1.27) mg/g < 野芭蕉群落(9.90 ± 0.97) mg/g。与恢复初期相较而言, 热带森林的恢复显著提高了土壤ROC含量。
图1
图1
不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量比较。不同字母表示蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量差异显著(P < 0.05)。
Fig. 1
Comparison of readily oxidizable carbon (ROC) concentrations in ant nests and the control soils across the three restoration stages of tropical forests. Different letters indicate significant differences between ant nests and control soils (P < 0.05).
2.2 不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤ROC的时间变化
图2
图2
不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量的时间变化。不同字母表示蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量在同一月份间差异显著(P < 0.05)。
Fig. 2
Temporal changes of readily oxidizable carbon (ROC) concentrations in ant nests and control soils across the three restoration stages of tropical forests. Different letters indicate significant difference between ant nests and the control soils (P < 0.05).
2.3 不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量的垂直分布
同一群落类型蚁巢各土层土壤ROC含量均高于非蚁巢, 同时蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量均随着土层深度的增加呈现减小的变化趋势(图3)。3种恢复阶段热带森林群落蚁巢与非蚁巢不同土层土壤ROC含量均表现为: 野芭蕉群落 > 崖豆藤群落 > 白背桐群落(P < 0.05)。蚁巢土壤中, 崖豆藤群落不同土层ROC含量之间差异最大, 0-5 cm土层是10-15 cm的1.25倍; 非蚁巢土壤中, 白背桐群落不同土层ROC含量之间差异最大, 0-5 cm土层是10-15 cm的1.31倍。
图3
图3
不同恢复阶段热带森林群落蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量的垂直变化。同一群落类型中不同字母表示蚁巢与非蚁巢土壤易氧化有机碳含量垂直分布差异性显著(P < 0.05)。
Fig. 3
Vertical variation of readily oxidizable carbon (ROC) concentrations in ant nests and the control soils across the three restoration stages of tropical forests. Different letters indicate differences in vertical variations of ROC concentrations in ant nests and control soils (P < 0.05).
2.4 蚁巢与非蚁巢土壤ROC含量与土壤理化性质的关系
相对非蚁巢而言, 蚂蚁筑巢显著增加了土壤微生物生物量碳、土壤有机碳、全氮、水解氮、铵态氮和土壤温度(P < 0.05), 显著降低了土壤pH值和土壤容重(P < 0.05) (表1)。
表1 不同恢复阶段热带森林群落蚁巢和非蚁巢土壤理化性质
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The same lowercase letters indicate no significant differences of three forest communities (P>0.05). MBC, Microbial biomass carbon; SPC, Soil organic carbon; TN, Total nitrogen; HN, Hydrolyzable nitrogen; NH4+-N, Ammonium nitrogen; NO3--N, Nitrate nitrogen; BD,Bulk density.
同一列中相同小写字母表示不同群落之间没有明显差异(P>0.05)
主成分分析结果表明(图4), 蚁巢土壤中, 野芭蕉群落土壤硝态氮、水解氮、全氮及水分显著影响土壤ROC含量, 白背桐群落与崖豆藤群落土壤总有机碳、微生物生物量碳和铵态氮对土壤ROC含量的影响显著; 3个群落土壤温度对土壤ROC具有显著影响, 土壤pH值、容重与土壤ROC呈显著负相关。按箭头夹角来看, 土壤微生物生物量碳与土壤总有机碳对土壤ROC含量的贡献最大。
图4
图4
不同恢复阶段热带森林土壤理化性质对蚁巢和非蚁巢土壤易氧化有机碳(ROC)影响的主成分分析。A: 蚁巢; B: 非蚁巢。1: 白背桐群落; 2: 野芭蕉群落; 3: 崖豆藤群落。SOC: 土壤有机碳; MBC: 微生物生物量碳; TN: 全氮; HN: 水解氮; NH4+-N: 铵态氮; NO3--N: 硝态氮; SW: 土壤水分; ST: 土壤温度; BD: 容重。
Fig. 4
Principal component analysis for the effect of soil physicochemical properties on readily oxidizable carbon (ROC) in ant nests and the control soils across three forest restoration stages. A, Ant nests; B, Without ant nests. 1, Mallotus paniculatus community; 2, Musa acuminata community; 3, Mellettia leptobotrya community. SOC, Soil organic carbon; MBC, Microbial biomass carbon; TN, Total nitrogen; HN, Hydrolyzable nitrogen; NH4+-N, Ammonium nitrogen; NO3--N, Nitrate nitrogen; SW, Soil water; ST, Soil temperature; BD, Bulk density.
非蚁巢土壤中, 3个群落土壤容重、硝态氮、水分及温度对土壤ROC含量的影响显著, 土壤容重、pH值、水解氮与土壤ROC呈显著负相关。野芭蕉群落与崖豆藤群落土壤有机碳、铵态氮、全氮和土壤微生物生物量碳对土壤ROC含量的影响显著。按箭头夹角来看, 铵态氮、全氮和土壤总有机碳对土壤ROC含量影响的贡献最大。
3 讨论
3.1 不同恢复阶段蚁巢地与非巢地土壤易氧化有机碳的时空特征
西双版纳热带森林恢复进程对土壤易氧化有机碳的积累产生了重要影响。蚁巢和非巢地土壤易氧化有机碳含量大小顺序为: 野芭蕉群落 > 崖豆藤群落 > 白背桐群落, 表明热带森林恢复增加了土壤的易氧化有机碳含量。一般而言, 不同森林群落具有不同的植被覆盖、凋落物及根系输入、土壤生物及理化性质, 从而使土壤有机碳分布具有差异性(赵溪竹, 2010)。已有研究表明, 土壤ROC含量随着森林演替的进行呈上升趋势(张宏等, 2013; 张雪等, 2016)。本研究也表明, 从演替初期的白背桐群落到演替后期的崖豆藤群落, 土壤ROC含量呈上升趋势。但是, 处于演替中期的野芭蕉群落ROC含量最大, 可能是由于野芭蕉群落地处沟谷, 具有较高的土壤含水率及较多的地表凋落物, 从而有利于ROC的形成与积累(Wang et al, 2017)。
蚂蚁筑巢定居活动通过增加巢内有机物的输入、改变群落土壤环境显著增加了土壤ROC含量, 且土壤ROC的增加量在不同恢复阶段间存在差异性。王邵军等(2016)研究表明, 蚂蚁巢穴在空间上随机分布, 不同热带森林恢复阶段具有不同的蚂蚁种类、总数、巢穴密度与盖度, 可能对群落微生境、微生物及理化性质产生不同的影响, 进而影响到土壤ROC含量。作为恢复初期的白背桐群落, 由于其群落植被组成、结构及多样性简单, 群落环境容易受到干扰, 地上植物稀疏, 向土壤输入的有机物偏少(张哲等, 2019), 蚁巢的物质养分积累相对较低, 因此土壤易氧化有机碳含量较低; 随着恢复年限的增加, 处于恢复中期的野芭蕉和恢复后期的崖豆藤群落, 其植被与环境趋于稳定与复杂, 蚁巢的养分积累相对较高, 所以土壤易氧化有机碳含量显著提升。
不同恢复阶段热带森林蚁巢与非蚁巢地土壤ROC含量均表现为6月最高、12月最低, 这与土壤温湿度的时间动态相一致。因为6月正处于西双版纳地区的雨季, 且温度较高, 能够促进土壤微生物的数量增长及活性, 有利于土壤ROC的形成(刘明慧等, 2018); 12月进入了干季, 温湿度有所降低, 土壤微生物活性变弱, 从而减缓土壤ROC的形成。土壤ROC的含量随深度增加呈减小的变化趋势, 推测与表层输入土壤总有机碳的质量密切相关(姜培坤, 2005; 王清奎等, 2005)。群落凋落物主要集中在土壤表层, 所以表层ROC在土壤总有机碳中的占比较高。然而, 相同月份或相同土层蚁巢土壤ROC含量均显著高于非蚁巢, 推测是由于蚂蚁筑巢影响了巢内温度与湿度, 能够导致有机物、蚂蚁排泄物、动物尸体、植物残渣等含碳有机物在蚁巢中的聚集(Wang et al, 2010)。
3.2 土壤温湿度对土壤易氧化有机碳的影响
土壤温度的季节变化是影响土壤ROC的重要因素(Diaz-Ravifia et al, 1995)。不同恢复阶段热带森林蚂蚁筑巢土壤均具有较高的土壤温度, 可能影响微生物的活性及数量, 进而对土壤易氧化有机碳的积累产生重要影响。蚂蚁筑巢能够维持较高的土壤温度, 这与蚁巢对太阳辐射的接受以及蚁巢内微生物的新陈代谢产热密切相关(Frouz, 2000)。蚂蚁筑巢能使土壤水分发生变化进而对土壤易氧化有机碳含量产生显著影响。本研究表明, 除野芭蕉群落外, 其他群落蚂蚁筑巢能够显著增加土壤水分(P < 0.05)。土壤微生物主要以真菌为主, 在土壤含水量高的环境下, 真菌快速增长, 促进了对地表凋落物的快速分解, 同时也促进了真菌对碳源的分解转化, 有利于土壤易氧化有机碳的积累(鱼小军等, 2010;陈骥等, 2013)。蚂蚁筑巢主要通过蚂蚁的呼吸、排泄、筑巢活动而增加蚁巢的湿度(陈元瑶等, 2012)。也有研究表明, 蚂蚁在搬运、取食的过程中造成了植物组织覆盖地表, 减少了水分的下渗, 从而降低了土壤水分(徐云岩等, 2016; 翟凯燕等, 2017)。因此, 蚂蚁筑巢对土壤水分及土壤ROC的影响存在一定的不确定性。
3.3 土壤容重对土壤易氧化有机碳的影响
大量研究表明, 蚂蚁通过营巢活动增加了土壤通透性(Macmahon et al, 2000), 减少了土壤容重(侯继华等, 2002)。鱼小军等(2010)对东祁连山高寒草地生态系统分析发现, 蚁巢土壤与相邻非蚁巢土壤相比, 容重下降了59%。陈骥等(2013)在青海湖北岸高寒草甸草原群落分析中也发现, 蚂蚁在筑巢的过程中挖掘土壤, 对有机物质进行搬运, 显著降低了土壤容重。本研究中, 不同恢复阶段热带森林蚂蚁筑巢显著降低了土壤容重(P < 0.05), 并且蚁巢地土壤容重与土壤易氧化有机碳含量呈极显著负相关(P < 0.01)。因此, 蚂蚁筑巢可能影响土壤化学组分及土壤微生物区系组成, 并改变土壤水分、温度和植物根系等, 最终对土壤易氧化有机碳含量产生重要影响。
3.4 土壤微生物对土壤易氧化有机碳的影响
土壤微生物作为土壤中最活跃的生物组成部分, 能够影响土壤易氧化有机碳的形成。本研究中, 蚂蚁筑巢显著提高了土壤微生物量碳含量, 说明蚂蚁活动显著刺激了土壤微生物的数量增长, 从而影响土壤有机碳的转化及土壤易氧化有机碳的形成(陈元瑶等, 2012)。已有研究表明, 蚁巢内土壤微生物数量及活性较高, 一方面是由于蚂蚁的粪便和排泄物在蚁巢的聚集(陈应武等, 2007); 另一方面是昆虫尸体、植物组织、蚜虫蜜露等物质在蚁巢的富集。另外, 蚂蚁筑巢和觅食活动会导致蚁巢内的微环境(如酸碱度、湿度以及土壤结构等)发生变化, 进而影响到土壤微生物的活性和丰富度(Diaz-Ravifia et al, 1995)。水分是微生物生命活动的必要条件, 土壤水分与活性有机碳显著相关(Piao et al, 2000), 水分适宜时, 微生物活动旺盛, 对凋落物等碳源的分解作用加强(Acea & Carballas, 1990)。同时, 土壤真菌在土壤含水量高的环境下快速增长, 能够刺激土壤有机质分解。因此, 蚂蚁筑巢定居能够直接或间接影响巢内土壤水分及养分条件, 并影响到土壤微生物数量及活性, 进而对土壤ROC积累产生至关重要的影响。
3.5 土壤pH变化对土壤易氧化有机碳的影响
蚂蚁筑巢引起西双版纳不同恢复阶段热带森林土壤pH值的改变, 进而影响土壤ROC含量。马和平等(2012)对西藏色季拉山不同林分的研究认为, 土壤ROC含量与pH值存在显著负相关关系。本研究中蚂蚁筑巢显著降低了土壤pH值, 这和前人的研究结果一致(Folgarait, 1998; 梁俭, 2016), 土壤中较低的pH值可以促进土壤微生物活性, 进而有利于土壤ROC的积累。但有研究认为, 蚂蚁筑巢可使蚁巢土壤pH值趋向中性, 不利于土壤ROC的积累(Frouz et al, 2003)。因此, 蚂蚁筑巢对土壤pH值影响的过程及机制仍然十分模糊, 亟待进一步研究。
参考文献
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蚂蚁扰动对青海湖北岸高寒草甸草原群落结构影响
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Soil active carbon pool under different types of vegetation
DOI:10.11707/j.1001-7488.20050103
Magsci
[本文引用: 1]
<p>采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有机碳含量。结果表明:常绿阔叶林土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于马尾松与杉木林土壤,杉木林土壤水溶性碳含量相对较低。从不同层次看,土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。水溶性碳、微生物量碳和易氧化态碳占总有机碳的比率分别波动在0.31%～1.18%、0.90%～2.51%和7.03%～29.52%之间,其中,土壤水溶性碳占总有机碳比率为马尾松林>常绿阔叶林>人工杉木林,易氧化态碳占总有机碳比率常绿阔叶林明显高于马尾松林和杉木林。不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势,而易氧化态碳占总有机碳比率随剖面加深有规律地下降。土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。</p>
不同林分下土壤活性有机碳库研究
DOI:10.11707/j.1001-7488.20050103
Magsci
[本文引用: 1]
<p>采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有机碳含量。结果表明:常绿阔叶林土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于马尾松与杉木林土壤,杉木林土壤水溶性碳含量相对较低。从不同层次看,土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。水溶性碳、微生物量碳和易氧化态碳占总有机碳的比率分别波动在0.31%～1.18%、0.90%～2.51%和7.03%～29.52%之间,其中,土壤水溶性碳占总有机碳比率为马尾松林>常绿阔叶林>人工杉木林,易氧化态碳占总有机碳比率常绿阔叶林明显高于马尾松林和杉木林。不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势,而易氧化态碳占总有机碳比率随剖面加深有规律地下降。土壤有机碳总量与各活性碳之间以及各类活性碳之间相关性均达到极显著水平。</p>
Carbon, nitrogen and phosphorus dynamics of ant mounds (Formica rufa group) in managed boreal forests of different successional stages
DOI:10.1016/j.apsoil.2007.01.005 URL [本文引用: 1]
The Flooding Behavior and Structure Characteristics of Soil Dissolved Organic Matter in Water-Level- Fluctuating Zone of Three Gorges Reservoir Areas
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DOI:10.11707/j.1001-7488.20121201
Magsci
[本文引用: 1]
<p>研究造林措施和林龄对宁夏六盘山南部不同坡向华北落叶松人工林土壤有机碳的影响。结果表明: 造林后,各坡向的土壤有机碳含量均呈现先下降、后上升的变化过程,其对造林干扰的敏感程度随土层加深而减弱; 在阳坡半阳坡,造林10年后的幼龄林0~45 cm土层土壤有机碳密度(96.33 t·hm<sup>-2</sup>)仍低于灌丛(122.12 t·hm<sup>-2</sup>),造林20年后的中龄林(189.27 t·hm<sup>-2</sup>)已高于灌丛,说明土壤碳库已得到恢复; 在阴坡半阴坡,幼龄林和中龄林的土壤碳密度分别为192.37和222.03 t·hm<sup>-2</sup>,均低于天然次生林(256.64 t·hm<sup>-2</sup>),说明造林20年后土壤碳库仍未恢复; 阳坡半阳坡林地在造林后第8年0~45 cm土层有机碳含量降至最低,相对阳坡灌丛(32.13 g·kg<sup>-1</sup>)的降幅为3.72 g·kg<sup>-1</sup>,需在造林后第16年才能恢复到造林前的灌丛水平; 阴坡半阴坡林地在造林后第16年降至最低,相对阴坡次生林(66.30 g·kg<sup>-1</sup>)的降幅为22.77 g·kg<sup>-1</sup>,需在造林后第32年才能恢复到造林前次生林水平; 阴坡造林后,其土壤有机碳比阳坡损失量大,损失期长,恢复较慢,但阴坡土壤碳库的绝对值在任何林龄阶段都高于阳坡,说明阴坡森林土壤的碳储存能力高于阳坡; 在阳坡半阳坡灌丛采用扰动较弱的稀植造林时,造林后第10年0~45 cm土层有机碳含量平均为31.05 g·kg<sup>-1</sup>,虽仍低于灌丛(35.55 g·kg<sup>-1</sup>),但却远高于扰动较强的全面整地后常规密度造林(23.17 g·kg<sup>-1</sup>)。</p>
六盘山南部华北落叶松人工林土壤有机碳含量
DOI:10.11707/j.1001-7488.20121201
Magsci
[本文引用: 1]
<p>研究造林措施和林龄对宁夏六盘山南部不同坡向华北落叶松人工林土壤有机碳的影响。结果表明: 造林后,各坡向的土壤有机碳含量均呈现先下降、后上升的变化过程,其对造林干扰的敏感程度随土层加深而减弱; 在阳坡半阳坡,造林10年后的幼龄林0~45 cm土层土壤有机碳密度(96.33 t·hm<sup>-2</sup>)仍低于灌丛(122.12 t·hm<sup>-2</sup>),造林20年后的中龄林(189.27 t·hm<sup>-2</sup>)已高于灌丛,说明土壤碳库已得到恢复; 在阴坡半阴坡,幼龄林和中龄林的土壤碳密度分别为192.37和222.03 t·hm<sup>-2</sup>,均低于天然次生林(256.64 t·hm<sup>-2</sup>),说明造林20年后土壤碳库仍未恢复; 阳坡半阳坡林地在造林后第8年0~45 cm土层有机碳含量降至最低,相对阳坡灌丛(32.13 g·kg<sup>-1</sup>)的降幅为3.72 g·kg<sup>-1</sup>,需在造林后第16年才能恢复到造林前的灌丛水平; 阴坡半阴坡林地在造林后第16年降至最低,相对阴坡次生林(66.30 g·kg<sup>-1</sup>)的降幅为22.77 g·kg<sup>-1</sup>,需在造林后第32年才能恢复到造林前次生林水平; 阴坡造林后,其土壤有机碳比阳坡损失量大,损失期长,恢复较慢,但阴坡土壤碳库的绝对值在任何林龄阶段都高于阳坡,说明阴坡森林土壤的碳储存能力高于阳坡; 在阳坡半阳坡灌丛采用扰动较弱的稀植造林时,造林后第10年0~45 cm土层有机碳含量平均为31.05 g·kg<sup>-1</sup>,虽仍低于灌丛(35.55 g·kg<sup>-1</sup>),但却远高于扰动较强的全面整地后常规密度造林(23.17 g·kg<sup>-1</sup>)。</p>
Variations of soil microbial biomass and readily oxidizable organic carbon along elevation gradient in Sejila Mountain, Tibet
西藏色季拉山土壤微生物量碳和易氧化态碳沿海拔梯度的变化
Harvester ants (Pogonomyrmex spp.): Their community and ecosystem influences
Effect of simulated climate change on soil respiration in a Mediterranean-type ecosystem: Rainfall and habitat type are more important than temperature or the soil carbon pool
DOI:10.1007/s10021-011-9509-8 URL [本文引用: 1]
Seasonal changes of microbial biomass carbon related to climatic factors in soils from areas of southwest China
DOI:10.1007/s003740050006 URL [本文引用: 1]
Soil carbon development in rejuvenated Indian coal mine spoil
DOI:10.1016/j.ecoleng.2016.01.019 URL [本文引用: 1]
Active soil organic matter and its relationship with soil quality
土壤活性有机质及其与土壤质量的关系
Distribution characteristics of ant mounds and correlating factors across different succession stages of tropical forests in Xishuangbanna
热带森林不同演替阶段蚂蚁巢穴的分布特征及其影响因素
Ants can exert a diverse effect on soil carbon and nitrogen pools in a Xishuangbanna tropical forest
DOI:10.1016/j.soilbio.2017.05.027 URL [本文引用: 2]
Soil labile organic carbon with different land uses in reclaimed land area from Taihu Lake
DOI:10.1097/SS.0b013e3181fe2ee4 URL [本文引用: 1]
Study on soil organic carbon under two types of vegetation in small Xing’an Mountains
小兴安岭两种林型的土壤有机碳研究
Effect of different reform measures on soil carbon and nitrogen characteristics and carbon stability in low efficiency forest of Pinus massoniana in southern Sichuan Province
川南马尾松低效林不同改造措施对土壤碳、氮特征及其碳稳定性的影响
Studies on structure and diversity of ant groups in the fragmentary tropical rainforests of ‘Holy Hills’ of Dai nationality in Xishuangbanna, China
西双版纳傣族“龙山”片断热带雨林蚂蚁类群结构与多样性研究
Effects of ants (Tetramorium sp.) on eastern Qilian Mountains alpine grassland ecosystem
蚂蚁对东祁连山高寒草地生态系统的影响
Effects of thinning intensity on soil active organic carbon in Pinus massoniana plantation
间伐对马尾松人工林土壤活性有机碳的影响
Soil active organic carbon with different plant communities on the Loess Plateau
黄土高原森林带植被群落下土壤活性有机碳研究
Change of soil organic carbon fractions at different successional stages of Betula platyphylla forest in Changbai Mountains
长白山白桦林不同演替阶段土壤有机碳组分的变化
Response of soil readily oxidizable organic carbon to plant community recovery of Xishuangbanna tropical forests
土壤易氧化有机碳对西双版纳热带森林植物群落恢复的响应
