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小兴安岭地区典型红松林下不同形态土壤氮的动态变化被引量：4: 2017年; 以小兴安岭地区典型人工红松林和原始阔叶红松林为研究对象,于2016年对红松林下的土壤进行了连续5个月的分层次采样,测量了0~5 cm、5~15 cm和15~30 cm 3个层次土壤中的游离氨基酸态氮、硝态氮、铵态氮和可溶性有机氮的含量,以及0~5 cm层土壤中的含水量、pH、有机碳、全氮、微生物碳和微生物氮等因素的水平。通过对不同形态氮动态变化规律进行探讨,并整合土壤中所测量的生物化学因子,以揭示小兴安岭地区典型林型下不同形态氮库的大小及有效氮循环的季节性变化规律,并通过主成分分析探讨季节性变化规律潜在的驱动因素。结果表明,在小兴安岭地区的典型人工红松林和原始阔叶红松林下,氨基酸的组成是相似的,天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸和亮氨酸的含量较高,但不同月份中的优势氨基酸略有不同。3种有效氮库中,氨基酸态氮库同样是土壤可溶性氮库中的重要组成部分,铵态氮库>硝态氮库>游离氨基酸态氮库。在0~30 cm范围内,不同形态氮的含量随着土层的加深而下降,且这种规律不随时间的变化而波动。在温度和水文因子大环境的驱动下,冻融交替、微生物因子、pH以及复杂的生物化学过程随着时间在改变,从而导致土壤有效氮的动态变化;但由于土壤中潜在的物理、生物和化学因子的多变性及其综合作用的结果,导致有效氮动态变化趋势的差异性。; 高雷崔晓阳郭亚芬徐嘉晖; 关键词：氮氨基酸主成分分析

长白山两种森林类型土壤有机碳库及其剖面分布特征被引量：2: 2019年; 【目的】全球气候变化的背景下,森林土壤在陆地生态系统碳平衡和碳固存中起着越来越重要的作用,而次生演替是森林土壤有机碳库变化的重要驱动因素。【方法】本文以长白山原始阔叶红松林和杨桦次生林为例,通过严格的样地对比途径,研究了两种林型土壤中有机碳库大小及其剖面分布差异,旨在探讨次生演替对温带森林土壤碳源汇效应的影响及机制。【结果】杨桦次生林比原始阔叶红松林在表层和亚表层(0~20 cm)土壤积累了更多的有机碳,而在深层土壤中有机碳含量和密度无显著差异,表明林型或次生演替对土壤有机碳库的影响仅限于表层和亚表层。两种林型5~10 cm与0~5 cm土层、10~20 cm与5~10 cm土层有机碳含量均表现为显著正相关,但杨桦次生林上部土层对下部土层的决定系数(R2)明显高于阔叶红松林,即杨桦次生林上部土层有机碳含量对下部土层的影响比原始阔叶红松林更明显。【结论】土壤动物活动和土壤环境改变所致根系分布变化可能是次生演替引起土壤有机碳库变化的重要原因;次生演替过程中土壤有机碳库变化的主要驱动机制尚有待研究。; 李斯雯赵华晨高菲高雷王明哲崔晓阳; 关键词：次生演替森林土壤有机碳库剖面分布

土壤有机碳稳定性影响因素的研究进展被引量：41: 2018年; 增加土壤碳汇是应对全球气候变化的有效措施,作为土壤碳汇来源之一的有机碳在其中发挥重要作用。过去几十年,土壤有机碳的分子结构性质被认为是预测有机碳在土壤中循环的主要标准。然而最近的研究结果表明有机碳的分子结构并非绝对地控制着土壤有机碳的稳定,而土壤环境因子与有机碳的相互作用显著降低了土壤有机碳被降解的可能性。土壤微生物不仅参与有机碳的降解,其产物本身也是土壤有机碳的重要组成成分。非生物因子直接或间接地控制着土壤有机碳的稳定,包括土壤中的无机颗粒、无机环境以及养分状况等。其中,有机碳与土壤矿物的吸附作用和土壤团聚体的闭蓄作用被普遍认为高效地保护了有机碳。土壤矿物的吸附作用取决于其自身的矿物学性质和有机碳的化学性质。土壤团聚体在保护有机碳的同时也促进了有机碳与矿物的吸附,而有机-矿物络合物同样可以参与形成团聚体。此外,土壤无机环境也影响着有机碳循环。总之,土壤有机碳的稳定取决于有机碳与周围环境的相互作用。同时,有机碳的结构性质也受控于环境因素。然而,无论有机碳的结构性质,还是其所处的生物与非生物环境,都是生态系统的基本属性,且各属性间相互影响、相互作用。因此,土壤有机碳的稳定是生态系统的一种特有性质。; 徐嘉晖孙颖高雷崔晓阳; 关键词：土壤有机碳分子结构土壤生物非生物环境

大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力被引量：13: 2018年; 稳定性土壤有机碳(SSOC)决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC:矿物结合态有机碳(MOC)与黑碳(BC),并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法,BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明:粒级分组方法过高估计了MOC,矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳(SOC)的比例约为25.4%,其中,颗粒有机质(POM)中BC所占比例约为26.3%,说明颗粒有机碳(POC)并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%,而深层仅有21.2%,表明深层土壤的固碳潜力巨大,为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础,然而,BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。; 徐嘉晖高雷孙颖崔晓阳; 关键词：土壤有机碳颗粒有机碳碳饱和

森林土壤温室气体通量对森林管理和全球大气变化的响应被引量：3: 2017年; 森林土壤是温室气体重要的源和汇。探讨不同森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量特征,为有效减少温室气体排放及森林可持续管理等提供参考。笔者从森林土壤温室气体(forest soil green house gases)、森林管理(forest mangement)和全球大气变化(global atmospheric change)3个关键研究点,查阅近年来相关研究成果,归纳森林管理和全球大气变化下土壤温室气体通量的一般性模式。CO_2、CH_4和N_2O是3种重要温室气体,其通量间存在协同、消长和随机型耦合关系。森林管理如火烧、采伐和造林等显著影响土壤温室气体通量。一般情况下,火烧导致土壤N_2O通量降低,CH_4吸收量增加,CO_2通量因火烧类型、火烧强度、生态系统类型不同出现增加、减低和无影响3种结果;采伐通常导致土壤CO_2、CH_4和N_2O排放增加;造林可使土壤CO_2排放减少,对N_2O和CH_4通量的影响随生态系统类型、造林树种等而改变。全球大气变化如CO_2浓度升高、氮沉降和气温升高影响森林土壤温室气体通量。通常,CO_2浓度升高导致土壤CO_2和N_2O排放量增加,CH_4吸收量降低;氮沉降促进土壤N_2O排放、抑制CH_4吸收。气温升高导致土壤CO_2和N_2O排放增加。森林管理和全球大气变化对土壤温室气体通量的综合影响是非叠加的,有效的森林管理可能改变土壤温室气体通量对全球大气变化的响应。; 高菲高雷崔晓阳; 关键词：森林土壤温室气体通量森林管理

大兴安岭中段森林土壤的黑碳含量及其在不同粒级中的分布被引量：3: 2017年; 土壤黑碳由于具有生物化学惰性被视为土壤稳定碳库的主要成分.本文量化了大兴安岭中段森林土壤黑碳,分析了黑碳在各粒级内的分布,并探讨了黑碳的稳定机制及其在土壤碳库中的重要性.结果表明:土壤黑碳表聚现象明显,表层黑碳占总剖面(64 cm)的68.7%,随着土层加深黑碳含量显著降低,但黑碳占有机碳的比例却呈现上升趋势.气候条件影响大兴安岭地区土壤黑碳的分布,相对寒冷和湿润的气候条件提高了土壤固持黑碳的潜力;土壤黑碳在各粒级内所占比例表现为黏粒>粉粒>细砂>粗砂,尽管黏粒中黑碳含量最高,并随土层深度增加而升高,但黏粒中黑碳占有机碳的比例却无明显变化,黑碳/有机碳的升高主要源于细砂与粉粒中黑碳的增加;黑碳的生物化学惰性是表层黑碳的主要稳定机制,而深层的黑碳除了其自身抗性外,黏粒矿物的化学保护发挥着重要作用;黑碳不仅作为稳定碳库的主要成分,在颗粒有机碳组分中仍占相当大的比例,因此黑碳的存在提高了土壤稳定性碳储量与碳汇能力.; 徐嘉晖高雷崔晓阳; 关键词：森林土壤黑碳有机碳土壤类型

长白山阔叶红松林和杨桦次生林土壤有机碳氮的协同积累特征被引量：13: 2019年; 次生演替是森林土壤有机碳、氮库变化的重要驱动因素.本研究以长白山原始阔叶红松林和杨桦次生林为例,通过成对样地途径,研究了森林土壤有机碳、氮的数量分布及其协同积累特征,探讨了次生演替导致的温带森林土壤碳库和碳汇效应变化及其碳氮耦合机制.结果表明:杨桦次生林比原始阔叶红松林在土壤表层和亚表层(0～20 cm)积累了更多的有机碳和氮,其土壤C/N值也显著低于阔叶红松林;相对于阔叶红松林,杨桦次生林土壤(0～20 cm)有机碳储量平均增加了14.7 t·hm^(-2),相当于29.4 g·m^(-2)·a^(-1)的土壤碳汇增益.土壤有机碳和全氮在不同林型的不同土层中均表现为极显著正相关,二者具有明显的协同积累特征.与阔叶红松林生态系统相比,相对富氮的杨桦次生林生态系统的上部土层中氮对有机碳的决定系数明显高于阔叶红松林,说明杨桦次生林土壤有机碳的积累在更大程度上依赖含氮有机质积累.在有机质最丰富的表层(0～10 cm),两种林型间轻组有机碳、氮储量无显著差异,但杨桦次生林重组有机碳、氮的含量、储量及分配比例均显著高于阔叶红松林,其中,重组有机碳储量平均增加了8.5 t·hm^(-2),表明次生演替过程中土壤有机碳、氮库的增加主要在于矿物质结合态稳定性土壤有机碳、氮库的增容.凋落物分解和稳定性土壤有机质形成中的碳氮耦合机制是次生演替过程中土壤有机碳、氮库变化的重要驱动机制.; 赵华晨高菲李斯雯高雷王明哲崔晓阳; 关键词：次生演替森林土壤有机碳全氮

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高雷

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