宋金凤[1]2003年在《凋落物中的有机酸及其对森林土壤的磷释放效应》文中研究指明本论文以我国北方主要的造林树种落叶松(Larix dahurica)、水曲柳(Fraxinus mandshurica)、红松(Pinus koraiensis)、白桦(Betula platyphylla)以及面积最大的地带性土壤暗棕壤为基础，应用气相色谱系统对这四个不同树种当年新鲜凋落物及半分解凋落物中有机酸进行了定性、定量分析，同时还研究了凋落物中优势低分子量有机酸(草酸)对暗棕壤难溶性磷素的释放效应。 结果表明： (1)本文所采用的凋落物中有机酸的气相色谱法测定是一种可靠手段，该方法操作简单。所检出的13种有机酸回收率均在74.66％～87.45％之间，经精密度检验，CV在1.53％～8.54％之间，符合分析要求。 (2)有机酸广泛存在于森林凋落物中。对于未分解凋落物样品而言，所检出的7种低分子量有机酸中草酸所占比例最大，6种高级脂肪族有机酸中油酸或亚油酸所占比例最大。在半分解凋落物中，草酸含量最多，其次为亚油酸，再次为油酸。同一树种未分解凋落物中有机酸量明显多于半分解凋落物。 (3)草酸能明显促进暗棕壤A_1层磷的释放，且磷的释放量随草酸浓度增加而线性增加。草酸对B层土壤磷的释放量远低于A_1层。就暗棕壤而言，草酸阴离子的解磷贡献率远远超过酸溶解作用。 (4)有机酸对土壤磷的释放具有累加效应。土壤磷释放主要由草酸载荷量决定，而与草酸的加入方式(多次或一次性)关系不大。土壤磷释放量y与草酸载荷量x间的回归方程为y=-0.0008x~2+0.2125x，R~2=0.9919。 (5)根据土壤磷释放量与草酸载荷量回归方程，估算出森林凋落物层溶出的草酸对A_1层土壤的磷释放量为2.085 kg╱hm~2.yr，大约相当于中龄林或成熟林年吸收磷量的1／3～1／4。
王文波[2]2010年在《凋落物源有机酸对暗棕壤磷的活化及对水曲柳生理和生长的影响》文中进行了进一步梳理有机酸在森林生态系统中普遍存在,尽管其含量较低,但其具有活性基团,所以在森林生态系统中发挥着重要作用。本文以我国东北地区落叶松、水曲柳、红松、白桦等主要树种为对象,以东北林区地带性森林暗棕壤为基础,通过室内淋洗L层和F层凋落物,研究了东北林区4个主要林分凋落物释放有机酸的种类和数量变化；通过模拟凋落物释放优势有机酸的含量,进行有机酸/盐添加试验,研究了优势有机酸/盐对东北林区地带性森林暗棕壤难溶性磷素有效性的影响,以及有机酸/盐对水曲柳幼苗生理特性、生长、生物量积累和分配的影响,得到以下主要结论：(1)建立了一种森林凋落物淋洗液中有机酸分析测定的气相色谱法,经回收率、检出限、精密度检验,该方法符合分析要求。森林凋落物可溶出多种有机酸,出现频率较多的主要包括草酸、丙二酸、反丁烯二酸、丁二酸、酒石酸、顺丁烯二酸、苹果酸、柠檬酸等。已定性的有机酸中,柠檬酸含量最大,其次为草酸、丁二酸、反丁烯二酸,再次为苹果酸、丙二酸、酒石酸,顺丁烯二酸含量最低。对于某一种有机酸,落叶松和水曲柳凋落物淋溶的数量相对较多,白桦和红松相对较少。(2)用浸提方式研究有机酸/盐对暗棕壤的磷释放效应时,草酸、柠檬酸和苹果酸均有最佳的浸提时间,均为12h,此时磷释放量最大。浸出液中磷的测定,主要有“土显法”和“水显法”两种,通过研究正常显色时间时不同浓度有机酸对磷标准溶液显色的影响、有机酸和有机盐浸提暗棕壤后待测液显色的时间序列,发现,“水显法”测定效果强于“土显法”,因此研究有机酸/盐对暗棕壤磷的释放效应时,采用“水显法”测定浸出液和淋洗液中的磷,≤5mmol/L有机酸/盐浸提或淋洗时,采用“水显法”直接测定,10和20mmol/L有机酸/盐浸提时则分别稀释2倍和4倍后测定,显色时间均定为15min。(3)一次性浸提时,草酸、柠檬酸、苹果酸、草酸盐、柠檬酸盐和苹果酸盐显着促进暗棕壤A1层磷的释放,磷释放量随其浓度增加而增大,但B层土壤磷的释放效应相对较弱。草酸盐、柠檬酸盐和苹果酸盐分别比同浓度草酸、柠檬酸和苹果酸具有更高的解磷效率,因此推断有机酸/盐促进暗棕壤磷素养分释放的主要机理在于有机酸阴离子反应。叁种有机酸/盐对A1层和B层暗棕壤磷的释放效应表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐,这主要与叁种有机酸的化学结构、离解常数、有机酸配体和金属形成络合物的稳定性大小有关。(4)有机酸/盐对A1层暗棕壤中磷的释放不是一次就能完成的,第1次以后的连续9次浸提仍有一定的解磷效果,这说明有机酸/盐对土壤磷的释放是连续的,具有累加性,尽管每次磷释放量可能不多,但经过有机酸/盐多次浸提的累加效应,就能释放出数量可观的磷。淋洗实验同样证实,柠檬酸盐溶液明显促进暗棕壤A1层磷的活化释放,随淋洗时间延长磷的累积释放量增大。(5)外源有机酸和有机盐均提高水曲柳幼苗的光合作用水平,包括光响应曲线和光合日进程,均以5.0mmol/L浓度处理时影响最显着,其他浓度处理增幅较小,作用规律不明显。叁种有机酸和有机盐对水曲柳幼苗光合作用的影响强弱,表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐、草酸盐＞草酸、柠檬酸盐＞柠檬酸、苹果酸盐＞苹果酸。(6)有机酸和有机盐对水曲柳幼苗的多种生理指标产生重要影响,包括ALA合成速率、PBG合成酶活性、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、可溶性糖含量、Rubisco初始活性和总活性、根系活力等,0.2-50.0mmol/L叁种有机酸和有机盐处理均对上述几种生理特性有促进作用,且都以5.0mmol/L浓度时影响最显着,其中叶绿素a和叶绿素b含量变化较明显,类胡萝卜素含量变化较平缓,Rubisco活化率影响规律不明显。叁种有机酸与有机盐对上述几种生理特性的影响强弱,表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐、草酸盐＞草酸、柠檬酸盐＞柠檬酸、苹果酸盐＞苹果酸。(7)不同浓度有机酸/盐均促进水曲柳幼苗的生长,增加了叶面积、苗高和基径,其中5.0mmol/L浓度处理时增加效果最显着,其余浓度处理增幅较小。叁种有机酸和有机盐的影响强弱表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐、草酸盐＞草酸、柠檬酸盐＞柠檬酸、苹果酸盐＞苹果酸。(8)不同浓度有机酸/盐有利于水曲柳幼苗叶片的光合作用、叶绿素合成及土壤中养分元素的活化释放,因而有利于水曲柳幼苗的生物量积累,0.2-50.0mmol/L草酸/盐、柠檬酸/盐、苹果酸/盐处理后,根、茎、叶、地上部分和单株生物量均有所增加,各浓度间的影响均以5.0mmol/L浓度处理时效果最显着。各器官生物量增加的比例呈现出不同的规律,整体看,根和叶生物量增幅较大,茎生物量变化较小,但也略有增加。叁种有机酸和有机盐对各器官生物量的影响大小表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐、草酸盐＞草酸、柠檬酸盐＞柠檬酸、苹果酸盐＞苹果酸,在各处理浓度时此规律均比较明显。(9)不同浓度有机酸和有机盐作用下水曲柳幼苗生物量分配趋势与对照完全一致,其生物量主要分配到根系部分,根生物量明显高于地上部分生物量,更高于叶或茎生物量,这和树种本身的特点有关。从不同浓度有机酸和有机盐对生物量分配的影响看,根生物量比例增加,茎生物量比例降低,叶生物量比例变化规律不明显,地上部分生物量比例降低,根茎比提高,其中均以5.0mmol/L浓度时影响最显着。叁种有机酸和有机盐对各器官生物量分配的影响,强弱均表现为：柠檬酸＞苹果酸＞草酸、柠檬酸盐＞苹果酸盐＞草酸盐、草酸盐＞草酸、柠檬酸盐＞柠檬酸、苹果酸盐＞苹果酸。
邹显花, 刘露奇, 刘青青, 马祥庆, 吴鹏飞[3]2017年在《杉木凋落物源有机酸对土壤磷有效性的影响》文中研究说明以不同林龄(10 a、22 a、34 a)杉木人工林为研究对象,测定其凋落物及土壤中有机酸的组成,比较不同林龄杉木林土壤酸度及不同形态磷的含量,分析杉木凋落物源有机酸对土壤磷有效性的影响。结果表明,在杉木凋落物中检测到草酸、丙二酸、苹果酸、反丁烯二酸、丁二酸及柠檬酸等6种低分子有机酸。其中,草酸含量最大,且凋落叶的有机酸含量最高。不同林龄杉木凋落物的有机酸含量表现为:34 a>22 a>10 a。在土壤中,仅检测到草酸这一凋落物源有机酸的优势有机酸,而不同林龄杉木林的土壤有机酸含量与凋落物一致,也随着林龄的增加而增加,并随着土层加深而减少。因土壤有机酸的存在,不同林龄杉木林土壤存在明显的酸化现象,且林龄越大pH值越低。土壤有效磷与有机酸变化规律一致,表现为:34 a>22 a>10 a,且随土层加深逐渐减少。O-P、Fe-P、Al-P与Ca-P等无机磷则反之,呈现10 a>22 a>34 a的变化规律。可见,不同林龄杉木林中土壤有机酸(主要是草酸)能降低土壤pH值,且有效促进土壤磷的活化,致使土壤有效磷含量的增加,而凋落物源有机酸是土壤有机酸的重要来源之一,对土壤磷有效性的提高起着重要作用。
章晴[4]2016年在《杨—桤混交林根系碳分泌及其对根际土壤氮转化的影响》文中认为土壤氮素的供给状况是限制杨树生长的主要因子之一,与固氮树种混交则是提高杨树人工林氮素供应水平的重要手段。树木养分的吸收直接依赖于根际土壤养分供给,根系分泌物是导致根际土壤氮素转化等过程及养分供应水平不同于非根际土壤的主要因素。本文以江苏省宿迁泗洪市陈圩林场2012年营造的杨树-江南桤木混交林为研究对象,对混交林中杨树与桤木根系分布、根系有机碳分泌特征、以及根际土壤的氮转化动态进行研究,并结合室内模拟培养试验探讨根系有机碳分泌对土壤氮转化的影响机制。研究结果表明:杨-桤混交林0-20cm土层中,杨树根系扩张迅速,广泛分布于距离树干的各个区域,占整个林地根系生物量的85%左右,其中约28%分布在距杨树树干40cm范围内;桤木根系占林地根系总生物量的约15%,其中84.2%分布在距桤木树干40cm范围内。单位根面积的有机碳分泌速率桤木是杨树的1.27倍。杨树根系分泌的低分子量有机碳主要为葡萄糖与松二糖,而桤木根系分泌的低分子量有机碳的主要成分除葡萄糖与松二糖外,还包括乳酸与苹果酸。杨树和桤木不同生长季节的土壤p H值、微生物生物量(MBC和MBN)在根际与与非根际之间均无明显差异,根际土壤的无机氮含量杨树是非根际土壤0.74-0.87倍,而桤木是非根际土壤的0.9-0.93倍,杨树根际土壤无机氮的亏缺程度较桤木高,但是在氮的总矿化速率方面树种间或根际与非根际间并没有显着差异。而在土壤有效磷方面,杨树根际土壤是非根际土壤的0.69倍,而桤木根际土壤则是非根际土壤的1.06倍,两者出现相反的亏缺或富集现象,表明了杨树和桤木在对氮和磷的需求及根际过程上具有明显的差异性。低分子量有机碳对养分转化效应的室内模拟研究结果表明,低分子量有机碳显着提高了土壤的微生物分解活性,但显着降低了土壤无机氮和有效磷的含量,其中低分子糖降低无机氮含量的效应和低分子有机酸降低有效磷含量的效应相应较显着,而低分子量有机碳多样性的提高对这种降低效应有一定的缓解效果。低分子量有机碳对土壤氮总矿化速率基本没有影响,但其多样性的提高,特别是低分子量有机酸多样性的提高对土壤氮的总矿化在一定程度具有促进效果。
陈小燕[5]2008年在《土壤中有机残体腐解过程的有机酸动态变化研究》文中提出黄土高原不同植被覆盖下土壤有机质的分解和累积、土壤肥力的变化、有机酸变化能够为该区农业结构调整、水土保持措施及生态环境布局提供一方面的理论依据。本文通过常规分析结合液相色谱分析,研究了子午岭林区不同植被覆盖下土壤的化学性质,并以玉米、大油芒、苜蓿、辽东栎和沙棘作为腐解材料,研究了不同植被覆盖下土壤中的植物残体腐解特征和有机酸的动态变化。得到以下主要结论:1.不同植被类型覆盖对土壤有机质、活性有机质、全N、以及碱解N、速效P、速效K有显着影响,其养分含量均基本符合随植被演替阶段提高而升高的规律。土壤全P和全K含量变化不显着;弃耕地各项养分指标均低于农田土壤。土壤活性有机质含量表现为:乔木>灌木>草地>农田>弃耕地,且变化趋势与有机质一致。说明随植被正向演替,即弃耕地转换为草地、灌丛和乔木生态系统,提高了土壤活性有机碳含量。2.根据腐解残留量的变化可将腐解过程分为四个阶段:快速分解阶段---分解停滞阶段---缓慢分解阶段---趋于稳定阶段,利用Olson指数衰减模型对植物残体腐解率和腐解时间进行拟合检验的结果达显着相关水平。3.不同植物残体有机C含量在最初一个月都表现为下降趋势,之后基本保持不变。不同腐解期植物残体全N含量的变化为0～1个月有少量增加,2～6个月基本停滞,7～12个月逐渐上升阶段;13～15个月趋于稳定阶段,基本保持不变。K含量在植物残体腐解过程中总体呈下降趋势,除0~1月有一定量的下降外,这几种植被都是在的6~8月快速下降,此后基本上不变。4.不同植被类型覆盖下,土壤有机酸含量为:乔木>灌木≈草本>农田>弃耕地。随植被演替阶段的提高,不同植被覆盖下土壤的有机酸含量逐渐升高。植物残体腐解过程中有机酸含量变化的差异显着。5.在玉米与玉米+N处理样品中五种预设酸:草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸中检测到四种,柠檬酸都未检测到;在大油茫和大油芒+N样品中检测到草酸、苹果酸、乙酸;在苜蓿样品中只检测到叁种有机酸:草酸、苹果酸、乙酸;灌木植物样品沙棘中检测到草酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸四种;在乔木样品中辽东栎及其+N处理都检测到五种有机酸:草酸、酒石酸、苹果酸、乙酸、柠檬酸。草酸随腐解时间的延长表现为呈增长趋势;苹果酸在腐解过程中,除辽东栎以外随腐解时间的延长,含量逐渐减少,这是因为苹果酸易被微生物利用,积累较少;乙酸含量变化随腐解时间延长成基本呈线性下降。酒石酸在腐解过程中在辽东栎中变现为上升趋势,在玉米中为下降趋势。柠檬酸含量成上升趋势,在腐解的最后达到最大值。
刘楠[6]2011年在《缙云山典型林分对径流水质的作用及评价研究》文中认为本论文结合“十一五”国家科技支撑项目“重庆北部水源区水源涵养林构建技术试验示范(2006BAD03A1802)”,研究了重庆缙云山典型林分对径流及水质的影响,以期为重庆水源涵养林建设提供科学依据。研究样地计8个：马尾松×四川大头茶混交林(I1)、四川大头茶×四川山矾混交林(I2)、毛竹林(I3)、灌丛(I4)、马尾松×广东山胡椒混交林(I6)、广东山胡椒×杉木混交林(I7)、及毛竹×四川山矾×马尾松混交林(I8)等典型林分为研究对象,同时以裸地(I5)作为对照。首先,统计分析2002-2009年的降雨和径流监测数据,得出了该地区的降雨和产流特征。第二,首次在该地区森林水质研究中引入空气质量监测和云雾水水质的监测,了解空气质量和云雾与降雨化学性质的关系；在2007-2010年期间,对实验地区降雨、林内雨、地表径流和壤中流的水质进行监测与分析,通过对降雨、林内雨、地表径流和壤中流的分析,揭示典型林分不同层次(林冠层、枯落物层、土壤层)的水质效应及影响水质变化的原因；首次对该地区枯落物对酸雨的响应进行人工模拟试验研究,探讨典型林分枯落物对酸雨水质的影响。第叁,研究了酸雨影响下森林优势乔木叶片、枯落物、土壤养分储量以及其碳储量的特征,并以这叁个对象为叁个层次,研究了叁个层次间元素含量的相关性,探索它们之间的相互影响关系。对酸雨影响下的典型林分土壤、枯落物养分储量和酸缓冲潜力进行综合评价。第四,使用单因子评价、综合指数法、主成分分析与聚类、灰色关联法和BP神经网络法对典型林分地表径流和壤中流的水质状况进行综合评价。结果如下：(1)缙云山2002年-2009年平均年降雨量为1233.2mmm,主要集中在4-10月份,暴雨多发生在6-9月,且降雨量大,降雨强度高。缙云山典型林分径流量以5-8月最多,地表径流量占全年的51.05%-65.90%,地下径流量占55%-68.4%。有林地对降雨、径流的调节作用要优于裸地,林地中毛竹林(I3)调节径流的能力最差,马尾松×四川大头茶混交林(I1)和四川大头茶×四川山矾混交林(I2)较优。(2)缙云山地区主要空气污染气体为SO2。云雾水pH平均值(3.45)小于同期降雨pH平均值(4.04)且所含的离子浓度高于雨水。该地区降雨酸化严重,有向复合型酸雨转化的趋势。(3)对典型林分不同层次水质效应的分析表明：①降雨呈酸性,林冠层使降雨pH值降低,地表径流和壤中流的pH比降雨有明显的升高,其中地表汇流阶段对水体pH的缓冲作用最大。降雨中所含离子的浓度在其经过林冠层之后,除了Na+以外,其全部呈现增加的趋势。②除Ca2+外,典型林分对降雨输入的离子均有不同程度的削减作用,对SO42-、NH4+、Mg2+、Mn和A13+的削减主要阶段是地表汇流阶段,对N03"、K+、Na+和Fe的截留则主要是土壤层。③地表径流元素浓度与枯落物或者土壤中该元素的储量关系不大；壤中流相应元素的浓度与土壤中该元素的储量具有一定的关系,除了Mg2+和Mn(仅在I2、I4壤中流检出)外,其余元素在壤中流的浓度与其在土壤中的储量均具有正相关或者负相关的关系。(4)枯落物酸缓冲潜力综合评价结果为：P3(-82.01)>P7(-93.85)>P8(-94.98)>P6(-95.90)>P1(-97.58)>P4(-100.08)>P2(-103.16), I3枯落物的缓冲潜力最大,I2最小。土壤酸缓冲潜力综合评价结果为P6(29.37)>P4(23.23)>P8(22.71)>P7(18.50)>P1(15.39)>P2(13.61)>P3(13.22)>P5(11.31),林地土壤缓冲能力优于裸地,I6的缓冲能力最大,I1最小。(5)对I1、I2、I3、I4、I6、I8等6种典型林分枯落物进行的模拟酸雨淋溶实验的结果表明：6种枯落物对模拟酸雨pH值有一定的缓冲能力,在pH值2.7、3.5和4.5酸雨作用下,林分I8的枯落物层对pH值的缓冲效果最好。随着模拟酸雨pH值的降低,6种典型林分枯落物淋滤液中的盐基离子(Ca2+、Mg2+、KNa+、H4+)、Al3+、Fe、Mn浓度呈现增加的趋势。林分I8的淋滤液中Ca/A1的摩尔比始终处于较低水平,较容易受到铝毒危害。当酸雨pH值降低到2.7时,在几种林分中,林分I8的Fe(4.4μmol/L)、Mn(10.7μmol/L)的含量均为最高的,表明该林分较易受到重金属的危害。(6)对地表径流和壤中流水质综合评价表明：该地区马尾松×四川大头茶混交林具有较好的水质效应。
于宁楼[7]2001年在《九龙山不同森林类型立地长期生产力研究》文中进行了进一步梳理通过野外调查和室内试验对立地条件相同的落叶松（Larix principis-rupprenchtii）、油松（Pinus tabulaeformis）、白蜡（Fraxinus chinensis）和椴栎杨（Tilia, Qeurcus & Popullus）天然林次生林地上的植物群落、土壤微生物、土壤酶、森林枯枝落叶层、土壤有机质、土壤酸度、林地和根际土壤中的大量和微量元素、林木生长期间土壤中的养分动态，以及土壤容重和孔隙度的变化进行了研究。比较和分析了人工林与椴栎天然次生林土壤生态系统的进化和退化过程，为确定控制土壤生态系统的稳定性和维持立地长期生产力提供了依据。结果表明：(1)九龙山椴栎天然次生林中乔木树种较多, 林下植被发育程度较高。与椴栎天然次生林相比，人工林林下的植物种类减少，其中：油松人工林减少的最多，落叶松人工林和白蜡人工林林中阴性植物减少，阳性植物增加。结合乔木、灌木和草本来看，椴栎天然次生林植物的种类和数量均高于人工林。人工林林地和根际土壤中真菌、细菌和放线菌的总量，以及脲酶、转化酶和过氧化氢酶的总活性都呈现降低的趋势，其中：白蜡人工林降低的幅度最大，其次是落叶松，油松人工林。（2）与椴栎天然次生林相比，人工林土壤有机质的含量下降，质量恶化，其中：白蜡人工林有机质和胡敏酸下降的幅度最大，其次是油松人工林和落叶松人工林。说明营造人工林以后，有机质不仅在数量上减少，质量上也开始恶化。（3）与底层土壤相比，落叶松和油松人工林枯枝落叶分解产生的有机酸和根系的分泌物降低了土壤的pH值，可能使土壤发生酸化现象。（4）人工林林地土壤中的有效氮、有效钾、有效锌、有效铜的含量呈下降的趋势，其中：油松和白蜡人工林下降的趋势比较明显，落叶松人工林变化较小，落叶松林人工林林地土壤中个别元素的含量甚至高于天然次生林。从养分变化情况来看，落叶松人工林和椴栎天然次生林差异不大，但油松和白蜡人工林明显下降。（5）油松和白蜡人工林根际土壤中的水解氮、速效钾、有效铁、有效锌、有效铜的供应能力明显降低，但是落叶松人工林变化不大。椴栎天然次生林和人工林根际内的钾、铁、锰、锌、铜等有效性均有不同程度的提高，即这些金属元素在根际发生活化。（6）林木生长季节，与椴栎天然次生林相比，人工林土壤中的速效钾、有效铁、有效锰、有效铜的供应能力明显下降，但是，不同的树种下降的幅度差异较大。此外，落叶松人工林土壤中的有效氮和白蜡人工林土壤中的速效磷供应能力均高于椴栎天然次生林。（7）油松人工林的枯枝落叶量和养分贮量最大，落叶松和白蜡人工林的枯枝落叶量和养分贮量明显减少。椴栎天然次生林枯枝落叶中的钙镁钠元素贮量最大，其分解释放能和枯枝落叶分解产生的有机酸中和，可以有效的防止土<WP=10>壤酸化。（8）油松和白蜡人工林枯枝落叶分解速率明显降低，但是落叶松人工林枯枝落叶分解速率高于椴栎天然次生林。从单位质量枯枝落叶层中大量元素和微量元素的归还量来看，椴栎天然次生林远远高于人工林。（9）与椴栎天然次生林相比，人工林的土壤的容重明显增大，增大的幅度是白蜡人工林大于油松人工林，油松人工林大于落叶松人工林。人工林土壤中总孔隙度，毛管孔隙度和非毛管孔隙度明显降低，降低的幅度是白蜡人工林大于油松人工林，油松人工林大于落叶松人工林。从研究结果来看，无论从土壤的结构、枯枝落叶的分解和养分归还量、理化特性和生物特性等方面，还是从生态系统的稳定性来看，都表现出单作人工林地力维护的能力远不如天然次生林。但是，针叶人工林和阔叶人工林，以及不同树种的针叶人工林对土壤肥力影响的程度又是多方面的，其对土壤肥力的影响和维护差异较大，在人工林的经营中选择合适的树种和减少对土壤的干扰对维持长期的立地生产力具有极其重要的意义。
孟红旗[8]2013年在《长期施肥农田的土壤酸化特征与机制研究》文中研究表明为探索农田土壤酸化的时空演变规律，揭示农田土壤酸化的成因，提出农田土壤酸化防治的有效措施，收集了我国6种典型农田土壤（祁阳和进贤红壤、进贤和望城水稻土、重庆紫色土、郑州和昌平潮土、公主岭和哈尔滨黑土、黑河暗棕壤）上10个长期（18~30年）施肥试验的历史观测资料，分析了长期不同施肥措施下耕层土壤pH的演变特征和酸化速率，与其受区域气候和初始土壤理化性质等自然因素的影响；分析了长期不同施肥措施下剖面土壤pH的垂直变异特点；分别从生态系统的表观氮平衡和质子负荷组成、土壤酸中和能力（ANC）和土壤水溶性组分的变化4方面阐述了农田土壤酸化的机制。结果表明：（1）以6年为一阶段，祁阳红壤、进贤红壤、重庆紫色土、公主岭黑土和哈尔滨黑土试验各施肥处理的土壤pH差异明显。长期施肥下农田土壤酸化速率的大小顺序为：N> NPK> NPKM≈CK≈M（成对T检验，P <0.05或0.01）。N和NPK处理的土壤酸化速率分别为0.066和0.046pH/yr，是对照平均值的4.9和3.4倍。化学磷钾肥单施的耕层pH较对照显着下降，土壤酸化速率显着升高。尽管存在区域差异性，长期施肥农田的耕层pH演变存在对施肥措施的共性响应特征。（2）年均气温主导的因子与初始1-6年pH下降量显着负相关。降雨量主导的因子与土壤酸化速率存在显着相关：蒸降比每升高1个单位，土壤酸化速率平均降低0.02~0.04pH/yr。相对土壤酸化速率与海拔因子显着正相关：海拔每增加100m，磷钾处理的相对土壤酸化速率平均增加0.024pH/yr。初始土壤有效磷含量与1-6年pH下降量呈显着正相关。土壤酸化速率受初始土壤pH值和粘粒含量的显着影响：初始pH值越大，土壤年酸化速率越小；土壤粘粒含量越大，土壤酸化速率越大。区域气候和初始土壤理化性质等自然因素对农田土壤酸化存在显着影响。（3）长期施肥下，土壤有效磷的增加效应最为明显（168-599%），其次为有效钾（16-189%），再次为有效氮（9-33%）。在氮或磷钾养分相对不足的生态系统中施入相应养分可有效减缓土壤酸化；而在氮或磷钾养分相对盈余的生态系统中施入相应养分则可明显加速土壤酸化。（4）在农业土壤上，超过作物生物量和土壤积累的过量氮施肥引起了生态系统氮盈余。表观氮平衡的增加加速了土壤酸化。此效应在不同长期试验上依次降低：祁阳红壤>公主岭黑土>哈尔滨高量施肥>黑河暗棕壤>重庆紫色土>哈尔滨常量施肥>望城水稻土。在祁阳红壤试验，每增加10kg/ha/yr氮盈余，土壤酸化速率增加0.01pH/yr。（5）祁阳红壤、进贤红壤、哈尔滨黑土和黑河暗棕壤试验各施肥处理的生态系统质子负荷分别为-3.58~19.84、-2.52~9.96、0.75~13.95和-0.86~10.74kmol/ha/yr。土壤净酸添加率（NAAR）与土壤pH下降速率呈显着线性正相关。这种线性相关在重庆紫色土（-3.17~22.43kmol/ha/yr）和公主岭黑土（-2.24~10.10kmol/ha/yr）试验未达到显着性。长期施肥下农田土壤酸化速率受过量盐基阳离子施肥、生物量移除、生态系统表观氮平衡和有机碳矿化分解4个主要因素的影响。（6）实验室条件下的土壤质子化过程可视作由质子扩散控制的假二级反应动力学过程。在各长期试验，土壤ANC与pH具有高度线性相关性，土壤ANC在指示土壤的酸碱程度上较pH更为灵敏。土壤ANC对土壤有机质（SOM）的变化不敏感。长期施肥措施对土壤ANC的影响因试验点而异，总体上，施用无机氮肥<不施氮组≈有机无机氮配施组。（7）在哈尔滨黑土试验，伴随着土壤pH的显着降低，土壤水溶性组分中碳相关阴离子的比例呈下降趋势，而硝酸根的比例呈上升趋势。在高量施氮处理，硝酸根和钙镁离子在土壤表层（0~5cm）和深层（>20cm）发生明显积累。耕层土壤的可溶性组分中，碳相关阴离子和硝酸根占总阴离子的比例，可溶性有机氮和无机氮占总氮比例均也可指示生态系统碳和氮循环质子负荷占比。（8）在农业生态系统中，土壤中的碱性物质通过淋溶和生物量收获被输出生态系统，形成净质子负荷；作为盐基阳离子的阴离子载体，碳酸氢根、有机酸根和硝酸根输出是生态系统质子负荷的主要形式，分别构成了驱动土壤酸化的碳循环和氮循环效应。为防止农田土壤酸化，除总质子负荷低于3%的土壤ANC上限约束外，10~50%的氮循环质子负荷占比也是重要的约束条件。（9）防治农田土壤酸化应遵从的总体原则是：通过合理的施肥、田间管理和收获模式，促进养分的生物循环，减缓养分的地球化学循环。具体分解为5个方面：合理施用化学氮肥，维持生态系统表观氮平衡；合理施用化学磷钾肥，弥补生物量收获养分输出；合理施用有机肥，保持或逐步提高土壤的基础肥力；合理水分管理，减少土壤养分淋溶和流失；合理田间管理，提高农作物产量。
陈立新[9]2003年在《落叶松人工林土壤质量变化规律与调控措施的研究》文中研究指明落叶松(Larix olgensis)是我国东北地区主要的造林树种。落叶松人工林土壤质量存在着不同程度的下降问题。但落叶松人工林土壤质量降低的原因和土壤质量变化规律，至今尚不十分清楚。本文通过固定和典型样地，对东北山地不同生长发育阶段落叶松人工林和二代落叶松幼龄林以及与二代落叶松幼龄林同一块林地的樟子松幼龄林、天然次生林、落叶松水曲柳混交林等8个林型土壤质量进行了对比与分析，深入探讨了落叶松人工林土壤质量降低的机理和不同发育阶段土壤质量变化规律以及与森林生产力变化的关系，并提出了林地土壤质量调控措施。 结果表明：(1)从落叶松幼龄林到中龄林，随着林冠的郁闭和林下植被盖度的急剧下降，林地土壤酸度、土壤酶活性、无机磷总量、速效钾、土壤水分含量、总孔隙度呈明显下降趋势，而根际和非根际土壤有机质含量、腐殖质各组分含量、叁大类微生物数量、酸性磷酸酶活性和土壤容重随着凋落物的增加呈明显上升趋势；从中龄林到近熟林，由于抚育间伐，林分密度及郁闭度下降，林下植被盖度逐步得到恢复，根际与非根际土壤有机质含量、富里酸、交换性酸、交换性铝、中性磷酸酶、无机磷总量、放线菌数量、土壤水分含量、总孔隙度呈明显的上升趋势；从近熟林到成熟林，随着林龄的增大，根际与非根际土壤活性酸、有机质含量、腐殖质各组分含量、有效磷含量、氨基酸总量、速效钾、土壤酶的活性、土壤水分含量和总孔隙度呈下降趋势，而根际与非根际土壤全磷含量、土壤酸度(特别是交换性铝)和容重呈增加趋势。土壤养分和酶活性的降低以及土壤酸度和容重的显着增加是成熟林土壤质量降低的主要原因。(2)与天然次生林相比，落叶松人工林不同发育阶段根际土壤叁大类微生物数量均相应地有较大幅度的降低，非根际土壤酶活性减弱，土壤生化作用强度降低，土壤理化性质变坏。天然次生林中营造落叶松纯林后土壤理化性能和生化活性向不良方向演变。(3)二代落叶松幼龄林与一代落叶松幼龄林相比，根际土壤活性酸(pH值)、有机质含量、腐殖质组成、土壤水分含量和总孔隙度降低。根际和非根际土壤交换性铝含量、胡敏酸组分，非根际土壤活性酸、有机质含量、腐殖质组成、15种氨基酸总量、各磷形态含量、叁大土壤微生物数量、酶的活性和土壤容重增加。二代林根际与非根际放线菌类群中新增加了兰色类群，这可能是产生二代效应问题的根本原因所在。(4)二代落叶松幼龄林与同一块林地的樟子松幼龄林相比，土壤酸度增加，非根际土壤腐殖质组分、速效钾、全磷、有机磷、无机磷等养分含量和土壤酶的活性以及微生物数量均增加，土壤物理性质变差。二代林放线菌类群中具有兰色类群和玫瑰紫亚类，樟子松林则没有，而樟子松林土壤具有的放线菌中的金色类群和绿色类群，二代林则没有。(5)随着林龄的增加，落叶松人工林平均优势木地上生物量和地下生物量呈现出增加的趋势；不同生长发育阶段优势木胸径、树高、材积总生长量和材积总平均生 摘要长量均随林龄的增加而增加;二代落叶松幼龄林与一代落叶松幼龄林相比，平均优势木地上部分生物量和地下部分生物量分别降低71.74%和86.12%。林下植被总生物量提高191.9%;二代落叶松幼龄林与樟子松人工林相比，平均优势木地上部分生物量提高16.11%，地下部分生物量和林分林下植被总生物量分别降低55.99%和31.03%。(6)在不同发育阶段，影响落叶松林木胸径、树高生长量的主要土壤养分因子随林龄的变化而变化。不同发育阶段影响林木生长量的主要养分因子是土壤有机质、速效钾、水解氮以及土壤磷形态的全磷、有机磷、无机磷总量、有效磷、Ca一P和Fe一P。(7)运用主分量分析对所选的8个林分林地土壤质量进行综合评分，结果各林分土壤质量综合得分排序为，天然次生林>混交林>落叶松人工林，落叶松人工林不同发育阶段和不同代得分排序为近熟林>幼龄林>中龄林>二代幼龄林>成熟林，樟子松林>二代幼龄林。(8)人工诱导阔叶树种进入落叶松纯林而形成的针阔混交林，能加快落叶松凋落物的分解，缓和林地凋落物层积累与分解的矛盾，改善林地环境条件，增加土壤微生物数量，从而提高土壤质量。(9)落叶松水曲柳混交能提高平均优势木地上、地下生物量和混交林中落叶松胸径、树高、材积生长量以及林地土壤质量。(l0)施肥能不同程度地提高土壤养分、微生物数量和酶的活性，并对林木生长有一定的促进作用。
庄正, 程浩, 于洋洋, 王俊男, 刘爱琴[10]2017年在《低分子有机酸的生态功能和解P机制研究进展》文中进行了进一步梳理低分子有机酸是土壤有机组分中较为活跃的一类功能性有机物,是土壤学、植物营养学、生态学等多个学科领域的研究热点。结合国内外的研究成果,阐述了低分子有机酸的来源、生态功能及其对土壤P的释放作用,并对今后的研究提出展望。
参考文献：
[1]. 凋落物中的有机酸及其对森林土壤的磷释放效应[D]. 宋金凤. 东北林业大学. 2003
[2]. 凋落物源有机酸对暗棕壤磷的活化及对水曲柳生理和生长的影响[D]. 王文波. 东北林业大学. 2010
[3]. 杉木凋落物源有机酸对土壤磷有效性的影响[J]. 邹显花, 刘露奇, 刘青青, 马祥庆, 吴鹏飞. 土壤通报. 2017
[4]. 杨—桤混交林根系碳分泌及其对根际土壤氮转化的影响[D]. 章晴. 南京林业大学. 2016
[5]. 土壤中有机残体腐解过程的有机酸动态变化研究[D]. 陈小燕. 西北农林科技大学. 2008
[6]. 缙云山典型林分对径流水质的作用及评价研究[D]. 刘楠. 北京林业大学. 2011
[7]. 九龙山不同森林类型立地长期生产力研究[D]. 于宁楼. 中国林业科学研究院. 2001
[8]. 长期施肥农田的土壤酸化特征与机制研究[D]. 孟红旗. 西北农林科技大学. 2013
[9]. 落叶松人工林土壤质量变化规律与调控措施的研究[D]. 陈立新. 中国林业科学研究院. 2003
[10]. 低分子有机酸的生态功能和解P机制研究进展[J]. 庄正, 程浩, 于洋洋, 王俊男, 刘爱琴. 亚热带农业研究. 2017
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