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基于可解释机器学习的秦巴山区森林土壤有机碳动态及成因分析
1
作者 王晓峰 章玥 +8 位作者 周潮伟 陈吉臻 黄志霖 刘世荣 王筱雪 周继涛 孙泽冲 白娟 吕一河 《生态学报》 北大核心 2026年第3期1193-1207,共15页
秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分... 秦巴山区作为中央绿芯和中华碳库,发育了多样而独特的森林生态系统,其森林土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)动态评估对维系区域碳平衡具有至关重要的作用。对比6种机器学习算法,选取最优模型模拟2000—2023年秦巴山区森林SOC时空分布格局,利用沙普利叠加解释(Shapley additive explanations,SHAP)方法揭示环境因子和表层(0—20cm)SOC的非线性关系。结果表明:(1)XGBoost模型在SOC空间模拟中取得相对最优性能(R^(2)=0.73,RMSE=21.98g/kg),验证了其对复杂山地环境变量的交互解析能力。(2)环境协变量与秦巴山区森林SOC之间存在着非线性关系,生长季太阳辐射、海拔、生长季降水量和生长季均温作为关键因子在XGBoost模型中的贡献率分别为26.18%、14.50%、8.76%和5.77%,并存在阈值效应。(3)2000—2023年秦巴山区表层森林SOC呈“西高东低”空间格局,虽在不同时段内波动但总体呈上升趋势,且高海拔地区森林SOC对气候波动较为敏感。研究结果为深入理解区域碳循环机制提供科学依据,为制定精准森林管理和碳汇提升策略提供理论支持。 展开更多
关键词 森林土壤有机碳 数字土壤制图 机器学习 秦巴山区
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武汉九峰国家森林公园不同林分类型土壤质量评价
2
作者 施少敏 王晓荣 +5 位作者 胡兴宜 庞宏东 辜忠春 马林江 戴薛 唐岚 《西南林业大学学报(自然科学)》 北大核心 2026年第2期129-137,共9页
以武汉市九峰国家森林公园内马尾松林、枫香林、栓皮栎林、针阔混交林、常绿阔叶混交林5种典型森林类型为研究对象,分析不同林分类型土壤理化性质特征及差异,并利用土壤质量综合指数评价土壤质量。结果表明:武汉九峰国家公园不同林分类... 以武汉市九峰国家森林公园内马尾松林、枫香林、栓皮栎林、针阔混交林、常绿阔叶混交林5种典型森林类型为研究对象,分析不同林分类型土壤理化性质特征及差异,并利用土壤质量综合指数评价土壤质量。结果表明:武汉九峰国家公园不同林分类型的土壤p H在10~20、>40 cm土层,有机质、水解氮在20~40、>40 cm土层,全氮、全磷在0~10、10~20、20~40 cm土层,有效磷在0~10 cm土层间差异显著;不同林分4个土层的土壤含水量、土壤容重、最大持水量、毛管持水量、毛管孔隙度、总孔隙度及全钾、速效钾均差异显著。不同类型森林土壤综合质量指数由高到低表现为针阔混交林>枫香林>栓皮栎林>常绿阔叶混交林>马尾松林,针阔混交林和阔叶林土壤质量优于针叶林,落叶阔叶林优于常绿阔叶林。建议适度提高落叶阔叶树种比例,加强林下植被管理,并合理调节土壤酸碱度,以改善武汉城市森林的土壤质量。 展开更多
关键词 城市森林 林分类型 理化性质 土壤质量 武汉
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模拟增雨对荒漠区白刺叶片和土壤化学计量性状变化的影响
3
作者 牧仁 张景波 +4 位作者 董雪 王丹阳 刘雅婧 包海龙 李新乐 《生态学报》 北大核心 2026年第2期901-915,共15页
降水是影响荒漠区植物功能性状和生态系统功能的关键因素。在全球气候变暖形势下,中国荒漠区降水量呈现增加趋势,而这些地区植物和土壤化学计量性状对降水变化的响应特点尚不清楚。选择乌兰布和沙漠白刺(Nitraria tangutorum)灌丛为研... 降水是影响荒漠区植物功能性状和生态系统功能的关键因素。在全球气候变暖形势下,中国荒漠区降水量呈现增加趋势,而这些地区植物和土壤化学计量性状对降水变化的响应特点尚不清楚。选择乌兰布和沙漠白刺(Nitraria tangutorum)灌丛为研究对象,开展增雨试验,探究长期增雨对植物叶片及土壤生态化学计量影响。在2008—2022年间实施,设置5个增雨处理,即自然降水(R0)和增雨25%(R1)、50%(R2)、75%(R3)、100%(R4)等处理水平。试验结果表明,1)增雨能显著提高白刺叶片总碳(TC)和总磷(TP)含量(P<0.05),而随增雨强度增加,叶片总氮(TN)含量呈先降后升格局,在R1处理下叶片C/P和N/P值达到最小值,较R0处理分别减少35.79%和38.49%(P<0.05);2)除土壤AN外,增雨显著提高了表层土壤元素含量和化学计量比值,0—2 cm土层有效磷(AP)含量和2—10 cm土层C/P和N/P均在R4处理达到最大值,较R0处理分别增加58.21%、31.46%和70.56%(P<0.05);3)在增雨处理下,土壤N/P和pH是影响白刺叶片化学计量性状的主要因素。此外,白刺叶片TC含量对气象因子的响应最为强烈,F值为4.288。叶片TC、TN、TP和N/P值主要受空气湿度的影响,C/N和C/P值主要受地表温度的影响。研究结果提供了荒漠区植物生态系统长期增雨试验案例,也对气候变化影响下荒漠区植物生态系统经营具有重要的指导意义。 展开更多
关键词 降水 生态化学计量性状 荒漠生态系统 白刺 叶片
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凋落物不同输入方式和深度对砂质土壤团聚体结构及有机碳组分的影响
4
作者 高燕 李素艳 +1 位作者 孙向阳 韩艺杰 《东北林业大学学报》 北大核心 2026年第4期65-73,共9页
为揭示土壤团聚体通过其结构稳定性影响并固定土壤有机碳(SOC)的关键机制,以悬铃木(Platanus orientalisL.)人工林的新鲜凋落物和自然堆腐2 a凋落物为材料,设置双因素双水平完全随机区组试验,共9个小区(8种处理及无凋落物输入对照)。处... 为揭示土壤团聚体通过其结构稳定性影响并固定土壤有机碳(SOC)的关键机制,以悬铃木(Platanus orientalisL.)人工林的新鲜凋落物和自然堆腐2 a凋落物为材料,设置双因素双水平完全随机区组试验,共9个小区(8种处理及无凋落物输入对照)。处理半年后取样,测定土壤团聚体指标、土壤有机碳及其组分和土壤理化指标,并运用LSD法分析数据显著性及多重比较。结果表明:凋落物的输入方式和类型对土壤团聚体稳定性和有机碳组分的影响存在显著差异。与无凋落物对照(CK)相比,将堆腐凋落物与土壤混施能显著增强表层土壤团聚体稳定性,提升其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)。凋落物添加整体上提升了土壤有机碳质量分数,但其对有机碳不同组分的影响各异。粗颗粒有机碳(CPOC)和细颗粒有机碳(FPOC)质量分数在多个处理中均得到显著提高,其中,深层施用堆肥对FPOC的提升效果尤为突出;而矿物结合有机碳(MAOC)质量分数无显著变化。土壤有机碳质量分数与土壤团聚体稳定性呈正相关,表明凋落物输入通过提升团聚体稳定性促进土壤有机碳积累,且人为调控凋落物输入方式对砂土土壤结构和有机碳质量分数提升均有积极效果。 展开更多
关键词 凋落物添加 砂土改良 土壤团聚体 土壤有机碳 颗粒有机碳 矿物结合有机碳
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北京奥林匹克森林公园不同植被类型土壤呼吸时空动态特征
5
作者 谢修强 刘鹏 +3 位作者 赵洪贤 李钦渊 骆科梅 查天山 《浙江农林大学学报》 北大核心 2026年第2期395-404,共10页
【目的】探究城市森林不同植被类型土壤呼吸的时空动态特征及其影响因素,以期为区域碳预估提供理论参考。【方法】以北京奥林匹克森林公园为研究对象,采用便携式土壤呼吸测量仪,于2023年4—10月每月测定该公园26个样地(乔木群落与乔灌... 【目的】探究城市森林不同植被类型土壤呼吸的时空动态特征及其影响因素,以期为区域碳预估提供理论参考。【方法】以北京奥林匹克森林公园为研究对象,采用便携式土壤呼吸测量仪,于2023年4—10月每月测定该公园26个样地(乔木群落与乔灌混交群落各13个)的土壤呼吸、土壤温度和土壤含水量,并结合高分辨率归一化植被指数,对土壤呼吸的季节与空间变化及其影响因素进行拟合分析。【结果】①土壤呼吸和土壤温度的季节动态一致,均呈现先上升后下降单峰变化。乔木群落土壤呼吸均值为4.83μmol·m^(−2)·s^(−1),大于乔灌混交群落的4.42μmol·m^(−2)·s^(−1)。②土壤温度可以分别解释乔木群落和乔灌混交群落土壤呼吸季节变化的90.0%和73.0%,土壤含水量可以分别解释28.0%和37.0%,综合考虑温度−水分的双因子模型可以分别解释93.0%和82.0%。③乔灌混交群落土壤呼吸的空间变异系数与土壤含水量变化趋势相似,两者极显著正相关[决定系数(R^(2))为0.88,P<0.01],乔木群落土壤呼吸空间变化与土壤温度之间呈现极显著的非线性关系(R^(2)=0.65,P<0.01)。④土壤呼吸对土壤温度的响应存在时空差异,时间上为近似直线增加,空间上为非线性响应,而土壤呼吸虽然时间和空间上都随土壤含水量的增加而增加,但其增加速率存在差异。【结论】城市森林土壤呼吸对环境因素的响应存在时空差异:土壤温度是主导城市森林土壤呼吸季节变化的主要因素,城市森林土壤呼吸空间变化主要影响因素在不同植被类型间存在差异。 展开更多
关键词 城市森林 土壤呼吸 季节变化 空间变化 北京
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不同林龄人工林根系性状、枯落物特性对土壤质量的影响
6
作者 陈雅轩 艾昌奇 +2 位作者 陈艳梅 王爽 刘倩愿 《水土保持学报》 北大核心 2026年第2期287-298,共12页
[目的]探讨不同林龄人工林根系性状与枯落物特性对土壤质量的影响及其驱动作用,明确影响土壤质量随林龄增加而变化的关键植物因素。[方法]以不同林龄毛白杨(Populus tomentosa)、侧柏(Platycladus orientalis)和国槐(Styphnolobium japo... [目的]探讨不同林龄人工林根系性状与枯落物特性对土壤质量的影响及其驱动作用,明确影响土壤质量随林龄增加而变化的关键植物因素。[方法]以不同林龄毛白杨(Populus tomentosa)、侧柏(Platycladus orientalis)和国槐(Styphnolobium japonicum)人工林为研究对象,测定其土壤理化性质、根系性状、枯落物碳氮质量分数与持水特性,并探讨根系与枯落物对土壤质量的驱动作用及其随林龄变化的规律。[结果] 1)随林龄增加,人工林土壤质量指数均增大,相对高龄人工林土壤质量指数在树种间无显著差异。2)影响土壤质量指数的主要因素包括枯落物氮质量分数(贡献率为39.8%)、根系碳质量分数(21.3%)、根直径(12.4%)和枯落物自然水分体积分数(8.3%)。3)毛白杨和侧柏人工林土壤质量指数主要受枯落物(72.1%和56.9%)影响,国槐人工林土壤质量指数主要受根系性状(56.7%)影响。4)枯落物对土壤质量指数的影响随林龄增加而减小(83.0%~52.9%),而根系性状的影响则增大(17.0%~47.1%)。[结论]不同林龄和树种人工林根系性状、枯落物特性对土壤质量的影响不同,其土壤管理策略应根据根系和枯落物的特性进行优化,研究可为实践中基于林龄和树种差异的人工林生态系统理想群落构建提供依据。 展开更多
关键词 树种 林龄 根系性状 枯落物持水性 土壤质量指数
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巨桉纯林皆伐迹地营建混交林对土壤磷组分及有效性的影响
7
作者 周艺琳 韩博涵 +6 位作者 康雨诗 刘燕 李泷燚 万仁平 胡峻嶍 黄从德 周世兴 《生态学报》 北大核心 2026年第6期2888-2898,共11页
巨桉(Eucalyptus grandis)人工林的快速发展带来了巨大的经济效益,但长期单一树种的集约化经营也引发了地力衰退、生物多样性降低等一系列生态问题。将巨桉纯林改造成混交林是提高土壤肥力、恢复土壤质量,实现人工林可持续经营的重要途... 巨桉(Eucalyptus grandis)人工林的快速发展带来了巨大的经济效益,但长期单一树种的集约化经营也引发了地力衰退、生物多样性降低等一系列生态问题。将巨桉纯林改造成混交林是提高土壤肥力、恢复土壤质量,实现人工林可持续经营的重要途径之一,对森林生态保护与经济发展尤为重要。然而,当前有关巨桉纯林皆伐后营建混交林对土壤磷组分及有效性的影响尚不明确。因此,在四川省乐山市沙湾区巨桉纯林可持续经营改造示范区,选择巨桉人工纯林皆伐后营建的杉木(Cunninghamia lanceolata)+桢楠(Phoebe zhennan)+红叶碧桃(Prunus persica‘Atropurpurea’)混交林、红叶碧桃+西府海棠(Malus×micromalus)混交林和香樟(Cinnamomum camphora)+水杉(Metasequoia glyptostroboides)混交林为对象,并以巨桉纯林为对照,研究了营建混交林对不同土层磷组分及有效性的影响。研究发现:(1)营建混交林提高了0—20 cm和20—40 cm土层的土壤微生物生物量,其中香樟×水杉混交林的作用最为显著。(2)营建混交林显著提高了0—20 cm土层的亮氨酸氨基肽酶活性,显著降低了0—20 cm土层的β-葡萄糖苷酶活性和20—40 cm土层的N-乙酰-葡萄糖苷酶活性。(3)营建混交林显著提高了不同土层的土壤活性磷和稳定态磷含量,其中香樟×水杉混交林对提高0—20 cm土层的土壤磷组分含量作用最为显著。(4)营建混交林对不同土层土壤磷组分的调控途径存在差异,在0—20 cm土层主要影响因子是土壤微生物生物量氮含量和pH,在20—40 cm土层的主要影响因子是土壤全氮和土壤有机碳含量。综上所述,营建混交林(尤其是香樟+水杉混交林)通过影响土壤微生物生物量、土壤酶活性以及土壤理化性质,提高了不同土层土壤磷组分含量及有效性,研究结果可为巨桉等纯林的改造提供科学基础。 展开更多
关键词 土壤磷组分 混交林 土壤磷有效性 土壤微生物生物量
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2000–2020年广东鼎湖山森林土壤微量元素和重金属元素含量数据集
8
作者 邓云轩 褚国伟 +7 位作者 张倩媚 张德强 俞梦笑 刘世忠 孟泽 李跃林 刘菊秀 闫俊华 《中国科学数据(中英文网络版)》 2026年第1期327-340,共14页
土壤作为森林生态系统的重要组成部分,为植物生长发育提供必需的水分和营养元素,也是森林生态系统中物理、化学、生物等生态过程的重要载体。鼎湖山国家级自然保护区地处我国南亚热带,具有丰富的生态系统多样性和典型的区域代表性,对全... 土壤作为森林生态系统的重要组成部分,为植物生长发育提供必需的水分和营养元素,也是森林生态系统中物理、化学、生物等生态过程的重要载体。鼎湖山国家级自然保护区地处我国南亚热带,具有丰富的生态系统多样性和典型的区域代表性,对全球变化的响应展现出高度敏感性,是众多学者研究的热点区域。该地区土壤类型主要为发育于砂页岩的赤红壤和山地黄壤以及山地灌丛草甸土,对土壤化学元素含量的研究也日益成为该区域的焦点之一。为深化对南亚热带森林土壤元素动态及其对全球变化响应的理解,本数据集整理了广东鼎湖山森林生态系统国家野外科学观测研究站在2000–2020年的长期定位观测数据。采样地代表不同演替阶段的马尾松林、针阔叶混交林、季风常绿阔叶林等三个植被类型。主要观测指标包括每年表层土壤速效微量元素(有效硼、有效钼、有效锰、有效锌、有效铜、有效铁和有效硫)、剖面土壤10年一次的微量元素(全硼、全钼、全锰、全锌、全铜、全铁和硒)和重金属元素(钴、镉、铅、铬、镍、汞和砷)含量。所有指标均在固定采样地采集土壤后,带回实验室按照标准实验方法分析测定。为确保数据的准确性和可靠性,研究过程中从样品采集、实验分析及历史数据对比等多个环节对数据的质量进行了控制与评估。本数据集的建立和公开共享,将为完善区域土壤属性数据库、南亚热带森林生态系统土壤质量监测体系和森林生态系统定位研究网络、优化生态过程模型参数以及区域环境管理提供有价值的长期数据支持。 展开更多
关键词 森林生态系统 土壤化学元素 土壤监测 鼎湖山国家级自然保护区
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尾叶桉人工林不同深度土壤CO_(2)通量
9
作者 张天翼 黄润霞 +3 位作者 许宇星 王志超 杜阿朋 竹万宽 《桉树科技》 2026年第2期1-9,共9页
为深入探究桉树人工林土壤碳循环过程,以雷州半岛北部尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林为研究对象,采用LI-8150土壤碳通量自动测量系统监测10、30、50、75、100 cm深度土壤CO_(2)浓度与温、湿度,结合Fick第一扩散定律(选用5种ε模型... 为深入探究桉树人工林土壤碳循环过程,以雷州半岛北部尾叶桉(Eucalyptus urophylla)人工林为研究对象,采用LI-8150土壤碳通量自动测量系统监测10、30、50、75、100 cm深度土壤CO_(2)浓度与温、湿度,结合Fick第一扩散定律(选用5种ε模型)及腔室法,分析不同深度土壤CO_(2)通量变化规律及对土壤温、湿度变化的响应。结果表明:腔室法测定的表层CO_(2)通量高于扩散法计算的10 cm深度通量;各深度土壤CO_(2)浓度随土层加深而升高,日均值从10 cm的2281.91μmol·mol^(-1)增至100 cm的21320.26μmol·mol^(-1),而CO_(2)通量随土层加深显著递减,日均值从10 cm的3.19μmol·m^(-2)·s^(-1)降至100 cm的1.92μmol·m^(-2)·s^(-1),且两者日变化均呈单峰趋势,峰值均出现在16:00;土壤温、湿度对CO_(2)通量的影响存在深度差异,10~50 cm浅层土壤CO_(2)通量受土壤温、湿度共同调控且温度占主导(10 cm处R^(2)=0.7490),温度敏感性系数Q10随土层加深从4.8259降至1.6177,75~100 cm深层土壤CO_(2)通量主要受土壤湿度调控(100 cm处R^(2)=0.4757)。 展开更多
关键词 尾叶桉人工林 土壤CO_(2)通量 土壤温度 土壤湿度
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黄河下游丘陵地区人工林土壤养分与水文特征差异
10
作者 俞正祥 刘璞玥 +1 位作者 任延松 郑鼎川 《森林工程》 北大核心 2026年第2期272-281,共10页
探究黄河下游鲁中南丘陵地区不同人工林林型(纯林与混交林)对土壤水文特性与养分状况的影响,为该区域水土保持林优化配置提供科学依据。选取麻栎纯林、刺槐纯林、油松纯林、阔叶混交林(麻栎×刺槐)和针阔混交林(油松×刺槐)5种... 探究黄河下游鲁中南丘陵地区不同人工林林型(纯林与混交林)对土壤水文特性与养分状况的影响,为该区域水土保持林优化配置提供科学依据。选取麻栎纯林、刺槐纯林、油松纯林、阔叶混交林(麻栎×刺槐)和针阔混交林(油松×刺槐)5种典型林型,通过野外采样与室内分析,系统测定土壤容重、孔隙度、持水量、pH、有机碳以及氮、磷、钾等指标。结果表明,刺槐纯林表现出最优的土壤持水能力(田间持水量为52.6%)和较高的孔隙度,但通气性较差;油松纯林透气性与持水能力均弱于其他林型;混交林在土壤透气性和持水能力这2方面表现较为均衡,尤其针阔混交林田间持水量接近刺槐纯林。养分方面,阔叶混交林在有机碳(27.58 g·kg^(-1))、全氮(4.76 g·kg^(-1))及速效养分质量分数上显著优于纯林。相较于纯林,混交林(尤其是阔叶混交林)在“持水-通气平衡”和“养分供应”等土壤功能上更具优势,建议在该地区生态修复中优先采用混交造林模式,以实现水土保持与土壤肥力提升的双重目标。 展开更多
关键词 黄河下游 水土流失治理 人工纯林 人工混交林 土壤理化性质
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广西全州土壤理化性质、硒含量与金槐米芦丁含量相关性研究
11
作者 陈硕 邓丽丽 +3 位作者 丁莉 韦霄 蒋忠林 史艳财 《林业调查规划》 2026年第2期137-145,共9页
对广西全州县土壤样品及对应金槐米进行检测与分析,探讨土壤理化性质对金槐米芦丁和硒含量的影响。以金槐米及其根际土壤为材料,测定土壤pH、有机质、全氮等理化性质及干槐米硒含量与芦丁含量。结果表明,研究区内土壤以酸性为主,有机质... 对广西全州县土壤样品及对应金槐米进行检测与分析,探讨土壤理化性质对金槐米芦丁和硒含量的影响。以金槐米及其根际土壤为材料,测定土壤pH、有机质、全氮等理化性质及干槐米硒含量与芦丁含量。结果表明,研究区内土壤以酸性为主,有机质含量普遍较高,全氮、全磷、全钾含量均处于中下水平;土壤硒含量处于足硒和富硒水平,集中在0.45~0.98 mg/kg,均值为0.70 mg/kg;金槐米硒含量为0.02~0.14 mg/kg,均值为0.05 mg/kg;金槐米芦丁含量为19.63%~30.34%,均值为24.62%;土壤硒含量与金槐米硒含量、金槐米硒含量与芦丁含量均呈负相关,但未达显著水平;土壤粘粒、土壤有机质、全氮与土壤硒呈极显著或显著相关;土壤pH、全钾等土壤理化因子是影响该研究区内槐米吸收土壤硒的主要因素。 展开更多
关键词 金槐米 土壤理化性质 硒含量 芦丁含量 全州县
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纳帕海面山森林土壤氮组分积累-分配特征对蚂蚁筑巢的响应
12
作者 黄敏超 陆梅 +9 位作者 纪柏帆 王明柳 赵旭燕 冯志平 孙煜佳 刘国庆 郭础鸟 屈婧 曹舒涵 马玥婷 《四川农业大学学报》 北大核心 2026年第1期101-113,共13页
【目的】探明蚂蚁筑巢对土壤氮素积累和分配的影响机制。【方法】以纳帕海面山云杉-冷杉林中满洲凹头蚁为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢土壤氮组分储量及其分配的差异,并分析蚂蚁筑巢引起土壤环境因子变化对氮组分储量及其分配的影响。【... 【目的】探明蚂蚁筑巢对土壤氮素积累和分配的影响机制。【方法】以纳帕海面山云杉-冷杉林中满洲凹头蚁为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢土壤氮组分储量及其分配的差异,并分析蚂蚁筑巢引起土壤环境因子变化对氮组分储量及其分配的影响。【结果】蚂蚁筑巢显著增加土壤全氮、水解性氮、硝态氮和铵态氮含量及水解性氮和铵态氮储量(P<0.05),对全氮、微生物生物量氮和硝态氮储量的影响未达显著水平;蚂蚁筑巢显著增加土壤水解性氮和铵态氮储量分配(P<0.05),降低土壤微生物生物量氮储量分配(P<0.05);蚁巢土壤微生物生物量氮和铵态氮储量沿土层呈递减趋势,而在非巢穴土壤中则递增。曼特尔分析表明,蚁巢土壤氮组分储量及其分配与土壤微生物生物量碳、全磷、全钾、pH和容重显著相关(P<0.05),而非蚁巢土壤氮组分储量及其分配则与速效磷和速效钾呈极显著相关(P<0.01)。结构方程表明,土壤有机碳是氮组分储量变化的主控因素,而土壤有机碳、pH和容重是驱动土壤氮组分储量分配的关键因子。【结论】纳帕海面山森林蚂蚁筑巢主要通过提高土壤有机碳含量、调节pH和容重,进而驱动蚁巢土壤氮组分的积累及分配。 展开更多
关键词 蚂蚁 氮储量 氮素分配 纳帕海 高寒森林
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有机肥替代化肥氮素调控胶园土壤有机碳矿化与团聚体稳定性
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作者 包徐娇 邓景杰 +4 位作者 但小倩 朱启林 孟磊 张金波 汤水荣 《植物营养与肥料学报》 北大核心 2026年第3期530-544,共15页
【目的】明确不同比例有机肥替代化肥氮素对海南胶园土壤有机碳(SOC)矿化、团聚体结构及微生物群落的综合影响,揭示其作用机制,并筛选最佳有机肥替代比例,进而为提升胶园土壤质量与固碳能力提供科学依据。【方法】在海南橡胶园开展田间... 【目的】明确不同比例有机肥替代化肥氮素对海南胶园土壤有机碳(SOC)矿化、团聚体结构及微生物群落的综合影响,揭示其作用机制,并筛选最佳有机肥替代比例,进而为提升胶园土壤质量与固碳能力提供科学依据。【方法】在海南橡胶园开展田间试验,共设置6个处理:只施磷钾肥作为无氮对照(CK);单施化肥(NPK);以及有机肥分别替代25%、50%、75%、100%化肥氮量处理(分别记作M_(25)、M_(50)、M_(75)和M_(100))。采集0—10和10—20 cm土层土壤,开展SOC矿化培养试验,并利用一阶动力学方程计算矿化潜势(C_(0))、矿化速率和矿化比值(C_(0)/SOC);采用湿筛法分离各粒径团聚体并测定其SOC含量;采用高通量测序技术分析土壤微生物群落组成。【结果】1)相较于NPK处理,有机肥替代化肥提高SOC累积矿化量与C_(0),显著降低C_(0)/SOC;其中,M_(50)处理下0—10和10—20 cm土层中SOC累积矿化量较CK处理分别提高4.3%和6.6%,0—10 cm土层C_(0)较NPK处理增加7.3%,在0—20 cm土层C_(0)/SOC较NPK处理降低20.3%~21.5%。2)各处理土壤大团聚体(>0.25 mm)占比57.4%~64.5%。M_(50)处理0—10 cm土层团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)分别为0.79和0.51 mm,较NPK处理分别增加7.5%和21.4%,并促进SOC在0—10 cm土层大团聚体中富集,其含量较NPK处理提高129.0%。3)细菌群落中,0—10 cm土层中M_(50)处理下厚壁菌门相对丰度较NPK处理增加193.5%,除M_(75)处理外,拟杆菌门相对丰度随有机肥替代比例增加呈上升趋势(较NPK处理增加54.6%~80.0%);真菌群落中,NPK处理较CK处理降低10—20 cm土层子囊菌门相对丰度25.0%,在0—20 cm土层中,4种有机肥替代处理下子囊菌门丰度较NPK处理增加8.8%~41.9%。相关性分析结果显示,SOC累积矿化量与水稳性团聚体比例(R_(0.25))、MWD、GMD及SOC含量呈显著正相关,与C_(0)/SOC显著负相关;子囊菌门相对丰度与R_(0.25)、MWD和GMD显著正相关(P<0.05)。【结论】有机肥替代化肥通过调控微生物群落、促进大团聚体形成与SOC富集,增强胶园土壤碳汇能力与团聚体稳定性,其中有机肥替代50%化肥氮量(M_(50))为海南胶园土壤可持续管理的最优施肥方案。 展开更多
关键词 有机肥替代化肥氮 胶园土壤 土壤有机碳矿化 微生物群落结构 团聚体稳定性
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祁连山青海云杉-白桦混交林土壤生态化学计量特征
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作者 苌群策 邓磊 +5 位作者 袁凯璇 徐仁飞 王璐 陈哲 王文颖 关晋宏 《水土保持研究》 北大核心 2026年第1期155-164,共10页
[目的]探讨不同混交比例针阔混交林不同土层土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比的变化特征,为揭示土壤养分循环及深入理解祁连山天然次生林的生态功能维持机制提供直接依据。[方法]以祁连山东部青海云杉(Picea crassifo... [目的]探讨不同混交比例针阔混交林不同土层土壤有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)含量及其化学计量比的变化特征,为揭示土壤养分循环及深入理解祁连山天然次生林的生态功能维持机制提供直接依据。[方法]以祁连山东部青海云杉(Picea crassifolia)和白桦(Betula platyphylla)混交林为对象,设置4种混交林型:云杉3白桦7(P3B7)、云杉4白桦6(P4B6)、云杉6白桦4(P6B4)和云杉8白桦2(P8B2),并以白桦纯林(B10)和青海云杉纯林(P10)作为对照,研究土壤C、N、P及其化学计量应特征。[结果](1)祁连山东部青海云杉-白桦混交林土壤SOC、TN和C∶N∶P比值皆高于全国森林土壤,表现为高碳高氮分布特征,该地区森林植被生长受到磷限制;(2)混交林型中,随着青海云杉占比的增加,土壤SOC和TN含量先增加再减少,并分别在P6B4与P8B2林型中含量最高;(3)土壤SOC、TN和C∶N∶P比值受土层深度的影响大于混交林型及二者交互作用的影响。土壤SOC、TN、C∶P和N∶P随土层深度加深逐渐减小,土壤C∶N随土层深度逐渐增大。(4)主成分分析和拟合分析表明土壤C、N、P与其化学计量比密切相关,碳氮耦合连同土壤磷的有效性与土壤水分协同调控土壤化学计量平衡。[结论]混交林有利于提升土壤C、N含量,改善土壤理化性质,C、N、P耦合受土壤磷有效性调控。 展开更多
关键词 针阔混交 混交比例 土壤碳氮磷 化学计量比 养分限制
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水蚀风蚀交错区林分类型对土壤碳氮磷及生态化学计量特征的影响
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作者 张成榆 曹东平 +7 位作者 吕妮 张彩霞 马雅莉 高东治 秦于倩 李通 陈书军 石长春 《西北林学院学报》 北大核心 2026年第1期11-20,共10页
为阐明陕北水蚀风蚀交错区土壤碳氮磷及其生态化学计量特征,本研究选取侧柏、油松、小叶杨、樟子松4种典型人工林地,利用土壤分层采样(0~10、10~20、20~40 cm)的方法,分析水蚀风蚀交错区典型林分类型各土层土壤的碳氮磷含量及C/N、C/P、... 为阐明陕北水蚀风蚀交错区土壤碳氮磷及其生态化学计量特征,本研究选取侧柏、油松、小叶杨、樟子松4种典型人工林地,利用土壤分层采样(0~10、10~20、20~40 cm)的方法,分析水蚀风蚀交错区典型林分类型各土层土壤的碳氮磷含量及C/N、C/P、N/P的垂直分布特征。结果表明:1)SOC、TN含量和C/N、C/P受林分类型和土层深度的共同影响(P<0.05),TP与土层深度、土层深度及林分类型的交互作用不显著(P>0.05);除TP含量外,其余指标在樟子松林分均呈20~40 cm<0~10 cm的变化特征,其余3种林分则无明显规律。2)4种林分0~40 cm土层的SOC、TN、C/P、N/P的变异系数均大于36%,存在显著强变异,C/N存在中等变异,TP存在弱变异。3)冗余分析表明,TP(P=0.002)、TN(P=0.002)和C/P(P=0.004)指标贡献率最高,分别解释了56.9%、23.8%、14.4%的变异。4)相关性分析表明,SOC含量与C/P的相关性最强(r=0.985),SOC与TN含量存在极显著正相关关系(P<0.01),且SOC、TN含量与C/N、C/P、N/P呈极显著正相关(P<0.01)。综合分析表明,阔叶林的土壤养分积累和生态化学计量特征优于针叶林,林分生产力受到土壤P素的制约明显,N素在不同林分类型土壤养分及其化学计量比中起主导作用,针阔混交林对土壤养分状况具有一定的改良作用,可通过引入阔叶树种优化土壤养分限制格局,实现水蚀风蚀交错区林分质量提升与生态系统服务功能增强等目标。 展开更多
关键词 水蚀风蚀交错区 林分类型 土壤碳氮磷 生态化学计量
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秸秆厌氧发酵沼渣制备农用基质的研究进展
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作者 刘冉 李文超 +3 位作者 章圣龙 李玲玲 裴占江 王伟东 《现代农业研究》 2026年第2期56-62,共7页
秸秆厌氧发酵是实现农业废弃物资源化利用的重要技术途径,其在产沼气的同时产生大量副产物沼渣,推动其高值化利用已成为提升秸秆全链资源化效益的关键环节。本文系统综述了秸秆厌氧发酵沼渣制备农用基质的研究现状,首先分析沼渣的理化特... 秸秆厌氧发酵是实现农业废弃物资源化利用的重要技术途径,其在产沼气的同时产生大量副产物沼渣,推动其高值化利用已成为提升秸秆全链资源化效益的关键环节。本文系统综述了秸秆厌氧发酵沼渣制备农用基质的研究现状,首先分析沼渣的理化特性;其次阐述沼渣作为有机肥料在养分释放、作物吸收和育苗基质中的应用现状;最后对沼渣在绿色农业中的规模化应用进行了展望。以期为沼渣的资源化、高值化利用提供理论依据与技术参考,推动秸秆厌氧发酵产业的可持续发展与循环经济模式构建。 展开更多
关键词 秸秆 厌氧发酵 沼渣 农用基质
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宁南退耕18龄紫花苜蓿草地土壤水分特征变化
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作者 侯嘉娜 吕雯 禹彩凤 《现代农业研究》 2026年第2期50-55,共6页
为探究宁南地区退耕恢复草地土壤水分动态规律及其对降水响应变化,本文以彭阳县王洼镇18龄紫花苜蓿(甘农3号)草地为研究对象,系统分析0~200 cm土层土壤含水量动态变化、剖面分布特征及对降水的响应规律。结果表明:2020年5~8月,苜蓿草地0... 为探究宁南地区退耕恢复草地土壤水分动态规律及其对降水响应变化,本文以彭阳县王洼镇18龄紫花苜蓿(甘农3号)草地为研究对象,系统分析0~200 cm土层土壤含水量动态变化、剖面分布特征及对降水的响应规律。结果表明:2020年5~8月,苜蓿草地0~200 cm土层土壤含水量呈持续下降趋势,变化范围为7.14%~17.18%,0~30 cm表层土壤水分波动最剧烈,10 cm土层变异幅度达3.19%~21.37%;降水量对0~30 cm表层土壤水分影响显著,0~200 cm土层土壤含水量及储水量垂直变化呈“多W”型,土壤含水量随降水量增加呈显著上升趋势。研究可为宁南地区退耕草地植被配置优化及土壤水分管理提供科学依据。 展开更多
关键词 紫花苜蓿 土壤水分 降雨响应 黄土丘陵区
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雄安新区上游4种典型林分类型土壤理化性质和酶活性垂直变化特征——以河北洪崖山国有林场为例
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作者 马晓云 申祎童 +4 位作者 杨新兵 殷小娟 高泽威 张金雨 李丹萍 《林业科技》 2026年第1期42-48,共7页
为深入探究雄安新区上游区域内典型植被类型土壤理化性质及酶活性垂直变化特征。以河北洪崖山国有林场为例,选取栓皮栎林、刺槐林、侧柏林、油松林3个(0-10、10-20、20-30 cm)土层为研究对象,测定其土壤理化性质与酶活性,并采用Pearson... 为深入探究雄安新区上游区域内典型植被类型土壤理化性质及酶活性垂直变化特征。以河北洪崖山国有林场为例,选取栓皮栎林、刺槐林、侧柏林、油松林3个(0-10、10-20、20-30 cm)土层为研究对象,测定其土壤理化性质与酶活性,并采用Pearson相关性分析、方差分析和冗余分析(RDA)等统计方法,探讨4种林分类型土壤理化指标和酶活指标垂直变化特征。1)油松、侧柏林0-10 cm土层的TN含量和N/P显著高于20-30 cm土层(P<0.05);4种林分土壤AP与AN含量均随土层深度增加而减小,且4种林分类型的土壤均为中性土。2)不同林分类型土壤SUC和URE活性均随土层深度的增加呈现递减趋势,且URE活性在不同土层间差异显著。3)除土壤C/N外,土层深度对土壤指标均呈显著或极显著影响;土层深度与林分类型的交互作用对土壤URE活性具有极显著影响。4)土壤BD、SOC、p H以及TN对土壤酶活性呈极显著影响,在一定程度上4种林分土壤酶活性受土壤理化性质影响,其中林分类型是调控土壤性质的关键因素。 展开更多
关键词 雄安新区 林分类型 土壤理化性质 酶活性
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黄土丘陵区不同退耕还林年限土壤微生物生物量及其化学计量特征变化
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作者 吴国宏 魏强 闫沛斌 《中南林业科技大学学报》 北大核心 2026年第3期172-182,共11页
【目的】探明黄土丘陵山区退耕还林过程中土壤质量关键指标—土壤微生物生物量(Soil microbial biomass,SMB)及其化学计量特征的变化规律,揭示该过程中土壤理化性质对上述指标的影响机制,为后期人工林经营管理、退耕地土壤质量评价和生... 【目的】探明黄土丘陵山区退耕还林过程中土壤质量关键指标—土壤微生物生物量(Soil microbial biomass,SMB)及其化学计量特征的变化规律,揭示该过程中土壤理化性质对上述指标的影响机制,为后期人工林经营管理、退耕地土壤质量评价和生态效益评估提供科学依据。【方法】采用时空替代法,选择不同退耕年限(10、18、27 a)的华北落叶松Larix principis-rupprechtii林地为研究对象,以现有耕地为对照,采集0~10、10~20和20~40 cm层的土壤样品,测定土壤理化性质、微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)质量比、微生物生物量氮(Microbial biomass nitrogen,MBN)质量比和微生物生物量磷(Microbial biomass phosphorus,MBP)质量比,计算微生物生物量化学计量比(MBC∶MBN∶MBP)、微生物熵(Microbial quotient,q_(MB))和微生物化学计量不平衡性(Microbial stoichiometry imbalance,imb),揭示退耕过程中SMB,MBC∶MBN∶MBP,q_(MB)和imb的变化规律和土壤理化性质对其影响。【结果】1)退耕还林促进了SMB质量比的表聚效应,特别是MBC和MBP质量比。随着退耕年限的增加,SMB质量比呈先减后增趋势;相比于耕地,10、18、27 a退耕还林地的SMB质量比分别增长-33.45%、31.33%和44.83%。退耕27 a后,0~10 cm层的SMB质量比显著高于耕地,而10~40 cm层的MBC和MBP质量比恢复至耕地水平;2)MBC∶MBN、MBC∶MBP和MBN∶MBP分别为11.44~65.52、17.40~32.34和0.34~2.16。随着退耕年限的增加,0~20 cm层的q_(MBP)和C∶P_(imb)、10~20 cm层的q_(MB)C都得到了显著提高;3)土壤理化性质与0~10 cm层的imb、q_(MB)、SMB质量比及其化学计量比的相关性最高,容重、总孔隙度、有机碳含量、水解性氮含量、全磷含量和有效磷含量是主要相关因子。PLS-PM结果显示,土壤理化性质对imb、q_(MB)、SMB质量比及其化学计量比的影响程度随土层深度的增加而减弱。【结论】退耕还林对土壤微生物生长和碳、氮、磷养分积累具有促进作用,且土壤理化性质对表层(0~10 cm)SMB质量比及其特征值的影响最显著,而碳、氮、磷养分限制制约着黄土丘陵区退耕还林地土壤质量的进一步恢复。 展开更多
关键词 退耕还林 微生物生物量 化学计量比 微生物熵 微生物化学计量不平衡性 土壤理化性质
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重庆酸雨区马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征的影响
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作者 高澳寒 陈展 +4 位作者 薛梦涵 邓洁 郭红妍 杨得权 王轶浩 《生态学报》 北大核心 2026年第5期2241-2251,共11页
土壤碳氮对维持土壤肥力和调节全球气候变化具有重要作用,为掌握酸雨区马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征的影响及科学指导其经营管理。采用空间代替时间的方法,对重庆铁山坪酸雨区马尾松林及其改造成的香樟林、马尾松×香樟混... 土壤碳氮对维持土壤肥力和调节全球气候变化具有重要作用,为掌握酸雨区马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征的影响及科学指导其经营管理。采用空间代替时间的方法,对重庆铁山坪酸雨区马尾松林及其改造成的香樟林、马尾松×香樟混交林土壤碳氮组分特征及其与土壤酸化关系进行研究。结果表明:(1)马尾松林阔叶化改造对土壤碳氮组分特征影响显著(P<0.05),与马尾松林相比,香樟林腐殖质层土壤有机碳(SOC)含量显著减少,淋溶层SOC、可溶性有机碳(DOC)含量却显著增加;混交林各土层土壤微生物碳(SMBC)含量显著增加,但各土层SOC及腐殖质层DOC含量均显著减少(P<0.05)。(2)香樟林各土层DON、硝态氮(NO_(3)-N)及淋溶层全氮(TN)、土壤微生物氮(SMBN)含量均显著增加,腐殖质层TN、SMBN含量却显著减少;混交林各土层TN、NO_(3)-N及淋溶层DON含量均显著增加,但各土层铵态氮(NH_(4)-N)含量显著减少(P<0.05)。(3)除淋溶层N/P外,香樟林各土层碳氮磷生态化学计量比均显著下降;混交林各土层C/N、C/P也显著下降(P<0.05)。(4)香樟林腐殖质层SMBC/SOC、SMBC/SMBN及淋溶层SMBN/TN均显著增大,混交林各土层SMBC/SOC、SMBC/SMBN也显著增大(P<0.05)。(5)土壤各碳氮组分与大多数土壤酸化指标均呈显著正相关,其中SOC、NH_(4)-N含量与土壤致酸阳离子(Fe^(3+)、Al^(3+))也呈显著正相关(P<0.05)。综合来看酸雨区马尾松林阔叶化改造通过改善土壤酸化环境进而促进了土壤碳氮组分含量的积累与转化,尤其改造成香樟林的影响更为明显,研究结果可为酸雨区马尾松林可持续经营管理提供科学依据与参考。 展开更多
关键词 土壤碳氮组分 林分改造 土壤酸化 生态化学计量比 森林类型
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