全 文 ：
摇 摇 摇 摇 摇 生 态 学 报
摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 (SHENGTAI XUEBAO)
摇 摇 第 33 卷 第 1 期摇 摇 2013 年 1 月摇 (半月刊)
目摇 摇 次
前沿理论与学科综述
生态整合与文明发展 王如松 ( 1 )…………………………………………………………………………………
干旱半干旱区坡面覆被格局的水土流失效应研究进展 高光耀,傅伯杰,吕一河,等 ( 12 )……………………
城市林木树冠覆盖研究进展 贾宝全,王摇 成,邱尔发,等 ( 23 )…………………………………………………
环境质量评价中的生物指示与生物监测 Bernd Markert,王美娥,Simone W俟nschmann,等 ( 33 )………………
水溶性有机物电子转移能力及其生态效应 毕摇 冉,周顺桂,袁摇 田,等 ( 45 )…………………………………
个体与基础生态
凋落物和增温联合作用对峨眉冷杉幼苗抗氧化特征的影响 杨摇 阳,杨摇 燕,王根绪,等 ( 53 )………………
不同浓度 5鄄氨基乙酰丙酸(ALA)浸种对 NaCl胁迫下番茄种子发芽率及芽苗生长的影响
赵艳艳,胡晓辉,邹志荣,等 ( 62 )
……………………
………………………………………………………………………………
缺镁胁迫对纽荷尔脐橙叶绿素荧光特性的影响 凌丽俐,彭良志,王男麒,等 ( 71 )……………………………
松嫩草地 66 种草本植物叶片性状特征 宋彦涛,周道玮,王摇 平,等 ( 79 )………………………………………
花蜜中酚类物质对群落中同花期植物传粉的影响 赵广印,李建军,高摇 洁 ( 89 )………………………………
桉树枝瘿姬小蜂连续世代种群生命表 朱方丽,邱宝利,任顺祥 ( 97 )……………………………………………
种群、群落和生态系统
蒙古栎地理分布的主导气候因子及其阈值 殷晓洁,周广胜,隋兴华,等 (103)…………………………………
河静黑叶猴果实性食物组成、选择及其对种子的扩散作用 阮海河,白摇 冰,李摇 宁,等 (110)…………………
2010 秋季东海今生颗石藻的空间分布 靳少非,孙摇 军,刘志亮 (120)…………………………………………
OPRK1 基因 SNP 与梅花鹿昼间行为性状的相关性 吕慎金,杨摇 燕,魏万红 (132)……………………………
鄱阳湖流域非繁殖期鸟类多样性 邵明勤,曾宾宾,徐贤柱,等 (140)……………………………………………
人工巢箱条件下两种山雀鸟类的同域共存机制 李摇 乐,张摇 雷,殷江霞,等 (150)……………………………
桉鄄桤不同混合比例凋落物分解过程中土壤动物群落动态 李艳红,杨万勤,罗承德,等 (159)…………………
三峡库区生态系统服务功能重要性评价 李月臣,刘春霞,闵摇 婕,等 (168)……………………………………
景观、区域和全球生态
黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征 李林海,郜二虎,梦摇 梦,等 (179)…………………………
海岸带地理特征对沉水植被丰度的影响 吴明丽,李叙勇,陈年来 (188)…………………………………………
玛纳斯河流域扇缘带不同植被类型下土壤物理性质 曹国栋,陈接华,夏摇 军,等 (195)………………………
资源与产业生态
农田开垦对三江平原湿地土壤种子库影响及湿地恢复潜力 王国栋,Beth A Middleton,吕宪国,等 (205)……
漫溢干扰过程中微地形对幼苗定居的影响 安红燕,徐海量,叶摇 茂,等 (214)…………………………………
黑龙港流域夏玉米产量提升限制因素 徐丽娜,陶洪斌,黄收兵,等 (222)………………………………………
黑龙江省药用植物根际土壤真菌多样性 慕东艳,吕国忠,孙晓东,等 (229)……………………………………
桑沟湾养殖生态系统健康综合评价 傅明珠,蒲新明,王宗灵,等 (238)…………………………………………
城乡与社会生态
基于“OOAO原则冶的罗源湾生态质量状况综合评价 吴海燕,吴耀建,陈克亮,等 (249)………………………
四十里湾营养状况与浮游植物生态特征 李摇 斌,白艳艳,邢红艳,等 (260)……………………………………
生态足迹深度和广度:构建三维模型的新指标 方摇 恺 (267)……………………………………………………
中国东西部中小城市景观格局及其驱动力 齐摇 杨,邬建国,李建龙,等 (275)…………………………………
研究简报
南海陆坡沉积物细菌丰度预测 李摇 涛,王摇 鹏 (286)……………………………………………………………
浑善达克沙地榆树疏林幼苗更新空间格局 刘摇 振,董摇 智,李红丽,等 (294)…………………………………
光和不同打破种子休眠方法对紫茎泽兰种子萌发及幼苗状态的影响 姜摇 勇,李艳红,王文杰,等 (302)……
学术争鸣
关于植物群丛划分的探讨 邢韶华,于梦凡,杨立娟,等 (310)……………………………………………………
期刊基本参数:CN 11鄄2031 / Q*1981*m*16*316*zh*P* ￥ 90郾 00*1510*35*
室室室室室室室室室室室室室室
2013鄄01
封面图说: 外来入侵物种紫茎泽兰———紫茎泽兰约于 20 世纪 40 年代由缅甸传入中国云南南部后迅速蔓延,现已在云南、贵
州、四川、广西、重庆、湖北、西藏等省区广泛分布和危害,并仍以每年大约 30 km的速度扩散。 紫茎泽兰为多年生草
本或亚灌木,号称“植物界杀手冶。 其对环境的适应性极强,疯长蔓延,能极大耗损土壤肥力。 它的植株能释放多种
化感物质,排挤其他植物生长而形成单优种群,它破坏生物多样性,威胁到农作物、畜牧草甚至林木,且花粉能引起
人类过敏性疾病等,目前尚无有效治理对策。
彩图提供: 陈建伟教授摇 北京林业大学摇 E鄄mail: cites. chenjw@ 163. com
第 33 卷第 1 期
2013 年 1 月
生 态 学 报
ACTA ECOLOGICA SINICA
Vol. 33,No. 1
Nov. ,2013
http: / / www. ecologica. cn
基金项目:北京市科学技术研究院萌芽项目;国家林业局野生动植物保护项目(林规发[2011]95 号)
收稿日期:2012鄄02鄄04; 摇 摇 修订日期:2012鄄07鄄23
*通讯作者 Corresponding author. E鄄mail: xrwei78@ 163. com
DOI: 10. 5846 / stxb201202040143
李林海,郜二虎,梦梦,魏孝荣.黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征.生态学报,2013,33(1):0179鄄0187.
Li L H,Gao E H, Meng M, Wei X R. The distribution of soil organic carbon as affected by landforms in a small watershed of gully region of the Loess
Plateau. Acta Ecologica Sinica,2013,33(1):0179鄄0187.
黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征
李林海1,2,郜二虎3,梦摇 梦4,魏孝荣5,*
(1. 北京自然博物馆,北京摇 100050; 2. 北京林业大学生物科学与技术学院,北京摇 100083;
3. 国家林业局调查规划设计院,北京 100714;4. 中国野生动物保护协会,北京摇 100714;
5. 西北农林科技大学水土保持研究所,杨凌摇 712100)
摘要:研究了黄土高原小流域尺度塬面、坡地、沟道和梯田 4 种地形条件下土壤有机碳总量和活性组分的分布、储量及碳库管理
指数的差异。 结果表明,小流域土壤有机碳和不同活性有机碳的变异系数介于 32%—70%之间,表现出中到高度的变异特征。
4 种地形下各组分有机碳含量和储量以塬面土壤最高,沟道土壤最低,并随土层深度的增加而降低,降低程度随有机碳活性增
强而增加。 以塬面土壤为对照所获得的碳库管理指数可灵敏指示有机碳对地形条件的响应特征,中活性有机碳库管理指数的
指示效果最好。 研究结果可部分解释黄土高原土壤有机碳地带性分布特征。
关键词:黄土高原; 地形条件; 土壤有机碳; 活性有机碳; 碳库管理指数
The distribution of soil organic carbon as affected by landforms in a small
watershed of gully region of the Loess Plateau
LI Linhai1,2,GAO Erhu3, MENG Meng4, WEI Xiaorong5,*
1 Beijing Museum of Nature History, Beijing 100050, China
2 College of Biological Science and Technology, Beijing Forestry University, Beijing 100083, China
3 Academy of Forest Inventory and Planning, State Forestry Administration, Beijing 100714, China
4 China Wildlife Conservation Association, Beijing 100714, China
5 Institute of Soil and Water Conservation, Northwest Agriculture and Forestry University, Yangling 712100, China
Abstract: Soil organic carbon plays important role in soil quality changes and terrestrial carbon cycling. However, the
relationships between soil organic carbon distribution and landscape positions were not well understood, which are essential
for the precisely predication of the spatial distribution of soil organic carbon and for the rational management of soil organic
carbon, as well as for the assessment of the dynamics of soil organic carbon at different landscape positions at different
landscape scales. China忆s Loess Plateau is a major region for agricultural production, and an ecological ecotone in northwest
China, which suffers serious land degradation and ecologically economic problems due to the soil erosion in the region. The
distribution and cycling of soil organic carbon were related not only with the maintaining and improving of soil quality in the
region, but also with the response and adaptation of soil ecosystems to the future global climate change, and thus should be
carefully assessed. In this study, we investigated the distribution of soil organic carbon and labile organic carbon at various
landforms, that is, plateau land, sloping land, gully bottom and terrace land. We also anlyzed the differences of carbon
management index at various landscape positions. The objectives were to establish the relationships between soil organic
carbon and the landscape positions in a gully watershed of the Loess Plateau, and to understand how the labile organic
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carbon and carbon pool management index respond to the landscape positions. The results showed that soil organic carbon
and labile organic carbon in the small watershed of the Loess Plateau have variance coefficients ranging from 32% to 70% ,
indicating medium to high variation. The highest and lowest of total and labile organic carbon were observed in plateau land
and gully bottom, respectively. Additionally, total and labile organic carbon decreased with soil depth and the most
decrease was tested in high labile organic carbon fraction. The carbon management index in this study can sensitively
indicate the response of soil organic carbon to landforms. Among the 3 labile organic carbon fractions, the middle labile
organic carbon based carbon management index present the best indication for carbon along soil profile. Our results indicate
that the effects of landform on soil organic carbon can partly explain the regional distribution of soil organic carbon in the
Loess Plateau.
Key Words: the Loess Plateau; landform; soil organic carbon; labile organic carbon; carbon management index
土壤有机碳是土壤中较为活跃的部分,其含量和动态在土壤质量演变和全球碳循环中起着十分重要的作
用。 土壤活性有机碳是指土壤中转化快、稳定性差,并对植物和土壤微生物活性较高的那部分有机态碳,它可
用易氧化态碳、水溶性碳和微生物量碳等来表征[1鄄2]。 活性有机碳直接参与土壤生物化学转化过程,也是土
壤微生物活动的能源和土壤养分循环的驱动力,在表征土壤质量方面有着重要意义[2鄄4]。
地形是成土过程中的一个重要因素,它不但支配着地表和土壤中水热资源的重新分配,而且影响着土壤
生态系统的物质循环过程和强度,对土壤有机碳分布和储量有着深远影响。 目前在地形条件与有机碳关系方
面的研究中,许多研究者比较了不同坡位土壤有机碳的分布特征,对坡地土壤有机碳的管理提供了比较充分
的理论依据[5鄄9];还有学者研究了较大尺度空间上土壤有机碳的分布格局,并对大尺度区域有机碳变化特征
进行了预测[10鄄16]。 但这些研究对地形地貌特征与有机碳分布之间的关系涉及得较少,而且研究对象多为表
层土壤[7鄄11],研究结果所揭示的有机碳与地形特征之间的信息较少,对不同地形下有机碳库管理的指导性
不强。
黄土高原地区是我国主要的农业生产区,也是我国西北生态环境脆弱区,该区强烈的水土流失造成的土
壤退化和生态经济问题十分严重[17],在很大程度上影响着该区粮食安全的保障和生态、经济、社会的和谐发
展。 土壤有机碳库的分布及碳循环过程的变化不但关系到该区土壤质量的维持和保育以及生态环境的持续
发展,而且影响到该区土壤及其脆弱的生态环境对全球变化的响应和适应[18鄄20],需要开展系统的研究。 黄土
高原地区主要地形为塬面、梯田、坡地和沟道,要对该区土壤有机碳状况进行全面准确地评估,必须深入了解
不同地形条件对土壤有机碳分布特征的影响。 本文在位于黄土高原的王东沟小流域选择了塬面、梯田、坡地
和沟道 4 种典型地形条件,研究了小流域尺度不同地形条件下土壤有机碳和活性有机碳的分布特征及其储
量,并分析了不同地形条件下的碳库管理指数,以期为合理评价黄土高原地区土壤碳的分布和循环并对其进
行合理的管理提供依据。
1摇 材料与方法
1. 1摇 研究区概况
本研究在地处黄土高原南部的王东沟小流域进行。 王东沟小流域位于陕西省长武县境内,东经 107毅40忆
30义—107毅42忆30义,北纬 35毅12忆—35毅16忆,海拔 1 200 m,流域总面积 8. 3 km2。 该流域土壤母质为中壤质马兰黄
土。 气候属暖温带半湿润大陆型气候,多年平均气温 9. 1 益,多年平均无霜期 171 d,逸 0 益活动积温 3866
益,逸10 益活动积温 3 029 益,多年平均降雨量 584. 1 mm,降水变率大,年内季节分布不均,主要集中在 7—9
月份。
1. 2摇 样品采集与分析
于 2005 年 7 月在王东沟小流域不同地形条件采集 37 个土壤剖面样品,所选取的地形条件分别为塬面
(剖面数为 12)、梯田(剖面数为 12)、坡地(剖面数为 7)和沟道(剖面数为 6)。 各样点的分布及基本情况见文
081 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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献[21]。 各地形条件下的土壤剖面特征相似,塬面和梯田多为农地,坡地和沟道多为林草地。 在每个采样点分
别采集 0—20、20—40、40—60、60—80 cm 土层土壤样品,每点采 3 次重复组成混合土样,同时用环刀法测定
各个土层的土壤容重。 土壤样品自然风干,分别处理通过 0. 25 mm和 1. 0 mm筛孔以供测定。
土壤总有机碳用 K2CrO7 氧化法测定,土壤活性有机碳用 KMnO4 氧化法测定[22],其操作步骤为:称取
2郾 500 g土壤样品于 100 mL塑料离心管中,加入 25 mL不同浓度的高锰酸钾溶液,振荡 1 h,然后在转速 4000
r / min下离心 5 min,将上清液稀释后在 565 nm下测定吸光度,通过其与不加土壤的空白吸光度之差,计算出
高锰酸钾浓度的变化,进而计算出氧化的有机碳即活性有机碳(氧化过程中 1 mmol KMnO4 消耗 0. 75 mmol或
9 mg C)。 试验中选择的 KMnO4 浓度为 333、167 和 33 mmol / L,由此测定的有机碳分别代表低活性、中活性和
高活性有机碳。
1. 3摇 数据处理
土壤有机碳储量(SOC, Mg / hm2)计算如下:
SOC = C 伊 h 伊 籽
10
(1)
式中,C为有机碳含量(g / kg),h为土层厚度(cm),籽为土壤容重(g / cm3)。
土壤碳库管理指数(CMI)计算参照文献[23]进行:
L = LOC
NLOC
(2)
LI = L
L0
(3)
CPI = TOC
TOC0
(4)
CMI = CPI 伊 LI 伊 100 (5)
式中, TOC为样本总有机碳含量(g / kg);LOC 为样本活性有机碳(g / kg);L 为样本的碳库活度;NLOC 为样本
非活性有机碳(g / kg);LI为活度指数;L0 为对照的碳库活度;TOC0 为对照总有机碳含量(g / kg),CPI 为碳库
指数。
采用二元方差分析方法对各变量进行统计分析,以检验地形条件、土层深度以及二者的交互作用对各变
量的影响;用 Excel作图,图中误差线为标准误。
2摇 结果与讨论
2. 1摇 小流域剖面土壤有机碳和活性有机碳总体分布特征
研究小流域范围内土壤不同组分有机碳在剖面的平均含量及其统计特征,可以查明该流域不同土层土体
有机碳的整体分布状况,为进一步揭示其在流域范围内不同地形条件下的分布特征提供参考,从而为辨别影
响有机碳在流域范围内分布的因子提供依据。
研究区土壤总有机碳及不同活性有机碳的平均值在 0—80 cm 土层范围内均随土层深度增加而显著降
低,其变幅和标准差也在土壤剖面上呈现出降低趋势,但变异系数却与此相反,表现为深层土壤(40—80 cm)
大于上层土壤(0—40 cm)(表 1)。 Wilding[24]根据土壤性质的变异系数对其变异程度进行了分类:变异系数
小于 15%的为小变异,在 16%—35%之间的为中等变异,大于 36%的为高度变异。 本研究中表层土壤总有机
碳和低活性有机碳的变异系数分别为 32%和 35% ,为中度变异;这一土层中活性和高活性有机碳及其它土层
各组分有机碳的变异系数均高于 36% ,为高度变异。
不同组分有机碳的均值、变幅和标准差表现为:总有机碳>低活性有机碳>中活性有机碳>高活性有机碳,
而变异系数则随有机碳活性的增高而增大,这是因为活性有机碳在土壤中转化快、稳定性差、易于氧化矿
化[1鄄4],随着活性的增强,其受外界环境因素的影响就越大,从而表现出较大的变异性。 在本研究条件下,地
形条件引起的水热资源分配、土壤水热状况差异及土壤管理措施的不同是导致土壤有机碳变异的主要原因,
181摇 1 期 摇 摇 摇 李林海摇 等:黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征 摇
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因此需要分析不同地形条件下土壤有机碳的分布特征。
表 1摇 小流域土壤有机碳总体分布特征
Table 1摇 The overall distribution of total and labile organic carbon in the watershed
土壤层次 / cm
Soil depth
均值 / (g / kg)
Mean
最大值 / (g / kg)
Max
最小值 / (g / kg)
Min
标准差 / (g / kg)
StdEv
变异系数 / %
CV
总有机碳 0—20 5. 84 9. 61 1. 73 1. 90 32
Total organic carbon 20—40 4. 46 7. 89 1. 50 1. 65 37
40—60 3. 75 6. 93 1. 26 1. 44 38
60—80 3. 54 7. 30 1. 18 1. 58 45
低活性有机碳 0—20 1. 14 2. 20 0. 41 0. 40 35
Low labile organic 20—40 0. 84 1. 68 0. 38 0. 35 42
carbon 40—60 0. 71 1. 59 0. 23 0. 32 45
60—80 0. 67 1. 28 0. 28 0. 26 40
中活性有机碳 0—20 0. 77 1. 44 0. 24 0. 32 41
Medium labile organic 20—40 0. 51 1. 01 0. 22 0. 25 49
carbon 40—60 0. 39 0. 99 0. 04 0. 22 57
60—80 0. 33 0. 76 0. 08 0. 18 54
高活性有机碳 0—20 0. 42 0. 78 0. 06 0. 18 41
High labile organic 20—40 0. 27 0. 61 0. 04 0. 15 54
carbon 40—60 0. 18 0. 54 0. 01 0. 13 70
60—80 0. 14 0. 36 0. 01 0. 10 70
2. 2摇 地形条件对土壤有机碳的影响
2. 2. 1摇 对有机碳含量的影响
不同地形条件下总有机碳和各组分有机碳含量差异显著(P<0. 05),并且基本上呈现出塬面>坡地、梯田
>沟道的分布趋势(图 1)。 如塬面土壤总有机碳、低活性、中活性和高活性有机碳在 0—20 cm 土层的含量分
别是沟道土壤的 1. 9、1. 6、2. 4 和 2. 3 倍,在 60—80 cm分别是沟道土壤的 3. 3、1. 2、4. 7 和 4. 4 倍。 尽管不同
地形条件有机碳在土壤剖面均随土层深度的增加而降低,但其降低程度与有机碳活性有关,随活性增高,降低
程度增加(图 1),如总有机碳、中活性和高活性有机碳在塬面土壤降低较少,从 0—20 cm 土层到 60—80 cm
土层降低了 32% 、50%和 61% ,在沟道土壤降低较多,分别降低了 62% 、75%和 80% 。
不同地形条件下土壤有机碳的分布特征与地形条件引起的水热过程及土壤管理措施有关。 在水热过程
方面,沟坡光、热资源优于塬面,而雨水资源劣于塬面[25],其土壤中有机碳的矿化作用也因此强于塬面土壤,
有机碳含量较低。 在土壤管理方面,塬面主要为农地,有机肥料投入量大,土壤有机碳含量较高;梯田开垦后
土壤贫瘠,而且梯田和坡地离居住地较远,有机肥料施用量少,土壤有机碳含量较低;沟道土壤无有机肥料施
用,有机碳含量最低。 另一方面,塬面土壤土层较厚,剖面分布较为均匀[25],有机碳剖面变异小于其它地形条
件,而沟道土壤土层较薄,剖面分布不均[25],有机碳剖面变异大于其它地形条件。 此外,对于深层土壤而言,
塬面土壤有机碳含量较高,而且土壤环境较有利于有机碳向各个组分的转化,这就缓和了各组分有机碳在深
层土壤的降低程度,而沟道深层土壤接近成土母质,土壤环境不利于有机碳向活性组分的转化,从而加剧了深
层土壤活性有机碳含量的降低。
2. 2. 2摇 对土壤有机碳储量的影响
不同地形条件下土壤有机碳储量的剖面分布趋势与其含量相似,即随剖面深度的增加和活性的增加而减
少(图 2)。 不同组分活性有机碳储量的差异以沟道土壤较大,塬面和梯田土壤较小;以深层土壤较大,表层土
壤较小。 如在 0—20、20—40、40—60 和 60—80 cm土层,土壤低活性有机碳储量分别是高活性有机碳储量的
2. 4—3. 4、2. 8—4. 0、3. 5—4. 3 和 3. 7—14. 5 倍。 4 个土层土壤有机碳和各组分活性有机碳储量均以塬面土
281 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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图 1摇 不同地形条件下土壤有机碳含量的剖面分布特征 (误差限为标准误)
Fig. 1摇 Profile distribution of total and labile organic carbon (OC) concentration at different landforms (Error bars are SE)
壤最大,分别是坡地、梯田和沟道土壤的 1. 5、1. 2、1. 3、1. 4 倍,1. 3、1. 3、1. 3、1. 3 倍和 1. 9、1. 3、2. 1、2. 0 倍。
土壤有机碳储量是研究生态系统碳平衡的关键因素[26],不同地形条件下有机碳储量的巨大差异往往是
流域或区域范围内碳平衡计算误差的一个来源。 本研究结果表明,小流域尺度不同地形条件下有机碳储量差
异较大,这主要取决于不同地形条件下有机碳含量的差异。 此外,根据有机碳储量计算公式可知,土壤容重的
不同也会造成有机碳储量的差异。 本研究中塬面土壤容重最大,坡地和梯田土壤较小(图 3),加之塬面土壤
有机碳含量显著高于其它地形条件,这就加大了不同地形之间有机碳储量的差异。 由于不同活性有机碳与总
有机碳含量之间显著相关[27],4 种地形下各组分有机碳储量也呈现出与总有机碳储量相似的分布特征(图
2)。
本文对黄土高原小流域不同地形条件下有机碳储量的观测结果表明,塬面为高有机碳储量地貌单元,沟
道为低有机碳储量地貌单元。 在流域景观中,塬面地貌单元所占比例越大,流域有机碳储量就越高;沟道地貌
单元所占比例越大,流域有机碳储量就越低。 这表明,除气候条件、土地利用和土壤类型外,黄土高原地区有
机碳储量的地带性分布还与地形条件有关。 黄土高原地区从北向南,高有机碳储量地貌单元塬面所占比例逐
渐增加,其在区域土壤有机碳构成中的比例相应增加;低有机碳储量地貌单元沟道的比例逐渐减少,其在区域
土壤有机碳构成中的比例相应减少[17],因此有机碳储量逐渐升高,这与其他研究者得到的黄土高原地区土壤
381摇 1 期 摇 摇 摇 李林海摇 等:黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征 摇
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图 2摇 不同地形条件下土壤有机碳储量量的剖面分布特征 (误差限为标准误)
Fig. 2摇 Profile distribution of total and labile organic carbon (OC) storage at different landforms (Error bars are SE)
图 3摇 不同地形条件下土壤容重分布特征
Fig. 3摇 Soil bulk density along profile at different landforms
有机碳储量分布趋势一致[28鄄30]。
2. 2. 3摇 对土壤有机碳库管理指数(CMI)的影响
Blair在 1995 年根据土壤中活性有机碳和非活性
有机碳的关系提出了土壤有机碳管理指数(CMI) [27],
以指示土壤有机碳库变化情况。 目前 CMI 主要用于农
地或者土地利用方式改变后土壤有机碳变化的研究
中[2鄄3, 23, 28, 31鄄33],在不同地形条件下的应用尚未见报道。
一般情况下,CMI 大于 1,表明土壤有机碳比对照土壤
有所增加,反之,则有所损失。 为确定在计算 CMI 时对
照地形的选取,引用 15a前的历史资料比较不同地形下
土壤有机碳的变化情况。 在本研究中,塬面土壤有机碳
含量在最近 15a内变化最小(图 4),所以本文选取塬面
土壤为对照计算不同地形下土壤各组分有机碳 CMI。
坡地 0—20 cm土层和沟道 40—60 cm土层低活性
有机碳 CMI 为 1. 2,坡地 0—20 cm 中活性有机碳 CMI
481 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
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图 4摇 15a来土壤总有机碳的变化情况
Fig. 4摇 Changes in soil organic carbon (OC) after 15 years
为 1. 0 (表 2),表明这些土层相应的活性有机碳含量稍
高于塬面土壤;其余地形条件下各组分有机碳 CMI 均
低于 1,表明相应的有机碳含量均低于塬面土壤,这与
不同地形条件下土壤有机碳分布特征相似 (图 1),表
明本研究所获得的各组分有机碳 CMI 可以指示不同地
形条件下土壤有机碳的剖面分布趋势,也证明了不同活
性有机碳 CMI 对各组分有机碳分布特征指示的敏感
性。 在 3 种活性有机碳的 CMI 中,中活性有机碳 CMI
与中活性有机碳差值之间的相关系数最大,表明其对土
壤有机碳的指示效果最好。
3摇 结论
3. 1摇 黄土高原小流域土壤总有机碳和不同活性有机碳
为中到高度变异,其变异程度随土层深度的增加和有机
碳活性的增强而增大。
表 2摇 不同活性有机碳库管理指数
Table 2摇 The carbon management index (CMI) for different labile organic carbon (OC)
土层深度
Soil depth
低活性有机碳 CMI
Low labile OC CMI
坡地 SL 沟道 GB 梯田 TL
中活性有机碳 CMI
Medium labile OC CMI
坡地 SL 沟道 GB 梯田 TL
高活性有机碳 CMI
High labile OC CMI
坡地 SL 沟道 GB 梯田 TL
0—20 cm 1. 19 0. 63 0. 96 1. 04 0. 41 0. 88 0. 96 0. 43 0. 86
20—40 cm 0. 92 0. 81 0. 86 0. 77 0. 50 0. 76 0. 71 0. 52 0. 83
40—60 cm 1. 00 1. 20 0. 96 0. 88 0. 79 0. 97 0. 79 0. 94 0. 97
60—80 cm 0. 79 1. 20 0. 71 0. 60 0. 20 0. 88 0. 55 0. 23 0. 82
P
地形 Landforms <0. 01 <0. 01 <0. 01
土层 Soil depths <0. 05 <0. 01 <0. 05
地形伊土层 Interaction <0. 01 <0. 01 <0. 01
3. 2摇 各组分有机碳含量和储量均呈现出塬面>坡地>梯田>沟道的分布趋势,并随土层深度的增加而降低,降
低程度随有机碳活性增高而增加。 塬面为高有机碳储量地貌单元,沟道为低有机碳储量地貌单元。 本研究所
获得的不同地形条件下土壤有机碳分布特征的信息可部分解释黄土高原土壤有机碳地带性分布规律。
3. 3摇 不同活性的有机碳库管理指数可以灵敏指示相应组分有机碳对地形条件的响应特征,中活性有机碳库
管理指数的指示效果最好。
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781摇 1 期 摇 摇 摇 李林海摇 等:黄土高原小流域不同地形下土壤有机碳分布特征 摇
ACTA ECOLOGICA SINICA Vol. 33,No. 1 January,2013(Semimonthly)
CONTENTS
Frontiers and Comprehensive Review
Integrating ecological civilization into social鄄economic development WANG Rusong ( 1 )……………………………………………
The effect of land cover pattern on hillslope soil and water loss in the arid and semi鄄arid region: a review
GAO Guangyao, FU Bojie, L譈 Yihe, et al ( 12 )
……………………………
…………………………………………………………………………………
The status and trend on the urban tree canopy research JIA Baoquan, WANG Cheng, QIU Erfa,et al ( 23 )…………………………
Bioindicators and Biomonitors in Environmental Quality Assessment
Bernd Markert, WANG Mei忆e,Simone W俟nschmann,et al ( 33 )
……………………………………………………………………
…………………………………………………………………
Electron transfer capacities of dissolved organic matter and its ecological effects BI Ran,ZHOU Shungui, YUAN Tian,et al ( 45 )…
Autecology & Fundamentals
Antioxidative responses of Abies fabri seedlings to litter addition and temperature elevation
YANG Yang, YANG Yan, WANG Genxu,et al ( 53 )
……………………………………………
……………………………………………………………………………
Effects of seed soaking with different concentrations of 5鄄aminolevulinic acid on the germination of tomato (Solanum lycopersicum)
seeds under NaCl stress ZHAO Yanyan, HU Xiaohui, ZOU Zhirong, et al ( 62 )………………………………………………
Influence of magnesium deficiency on chlorophyll fluorescence characteristic in leaves of Newhall navel orange
LING Lili, PENG Liangzhi, WANG Nanqi, et al ( 71 )
………………………
……………………………………………………………………………
Leaf traits of 66 herbaceous species in Songnen grassland in Northeast China
SONG Yantao, ZHOU Daowei, WANG Ping, et al ( 79 )
…………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Effects of nectar secondary compounds on pollination of co鄄flowering species in a natural community
ZHAO Guangyin, LI Jianjun, GAO Jie ( 89 )
…………………………………
………………………………………………………………………………………
The continuous life鄄table of Leptocybe invasa ZHU Fangli, QIU Baoli, REN Shunxiang ( 97 )…………………………………………
Population, Community and Ecosystem
Dominant climatic factors of Quercus mongolica geographical distribution and their thresholds
YIN Xiaojie, ZHOU Guangsheng, SUI Xinghua,et al (103)
…………………………………………
………………………………………………………………………
Fruit diet, Selectivity and Seed dispersal of Hatinh langur (Trachypithecus francoisi hatinhensis)
Nguyen Haiha, BAI Bing, LI Ning,et al (110)
………………………………………
……………………………………………………………………………………
The distribution of living coccolithophore in East China Sea in autumn, 2010 JIN Shaofei, SUN Jun, LIU Zhiliang (120)…………
The association of OPRK1 gene SNP with sika deer (Cervus nippon) diurnal behavior traits
L譈 Shenjin, YANG Yan,WEI Wanhong (132)
…………………………………………
………………………………………………………………………………………
Preliminary study on bird composition and diversity in Poyang Lake watershed during non鄄breeding period
SHAO Mingqin, ZENG Binbin, XU Xianzhu,et al (140)
……………………………
…………………………………………………………………………
Coexistence mechanism of two species passerines in man鄄made nest boxes LI Le, ZHANG Lei, YIN Jiangxia, et al (150)…………
Dynamics on soil faunal community during the decomposition of mixed eucalypt and alder litters
LI Yanhong, YANG Wanqin, LUO Chengde, et al (159)
………………………………………
…………………………………………………………………………
RS / GIS鄄based integrated evaluation of the ecosystem services of the Three Gorges Reservoir area (Chongqing section)
LI Yuechen,LIU Chunxia,MIN Jie,et al (168)
………………
……………………………………………………………………………………
Landscape, Regional and Global Ecology
The distribution of soil organic carbon as affected by landforms in a small watershed of gully region of the Loess Plateau
LI Linhai,GAO Erhu, MENG Meng, et al (179)
……………
……………………………………………………………………………………
Effects of coastal geographical characteristics on the abundance of submerged aquatic vegetation
WU Mingli, LI Xuyong,CHEN Nianlai (188)
………………………………………
………………………………………………………………………………………
Analysis of soil physical properties under different vegetation types in the alluvial fan area of Manas River watershed
CAO Guodong, CHEN Jiehua, XIA Jun, et al (195)
………………
………………………………………………………………………………
Resource and Industrial Ecology
Effects of farming on wetland soil seed banks in the Sanjing Plain and wetland restoration potential
WANG Guodong, Beth A Middleton, L譈 Xianguo, et al (205)
…………………………………
……………………………………………………………………
Effects of the microhabitats on the seedling emergence during the flooding disturbance
AN Hongyan, XU Hailiang, YE Mao, et al (214)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Analysis on the limiting factors to further improve yield of summer maize in Heilonggang River Valley
XU Lina, TAO Hongbin, HUANG Shoubing, et al (222)
………………………………
…………………………………………………………………………
Fungal diversity in rhizosphere soil of medicinal plants in Heilongjiang Province
MU Dongyan, L譈 Guozhong, SUN Xiaodong, et al (229)
………………………………………………………
…………………………………………………………………………
Integrated assessment of mariculture ecosystem health in Sanggou Bay FU Mingzhu,PU Xinming, WANG Zongling,et al (238)……
Urban, Rural and Social Ecology
The integrative assessment on ecological quality status of Luoyuan Bay based on ‘OOAO principle爷
WU Haiyan, WU Yaojian, CHEN Keliang, et al (249)
…………………………………
……………………………………………………………………………
Trophic state of seawater and ecological characteristics of phytoplankton in Sishili Bay
LI Bin, BAI Yanyan, XING Hongyan, et al (260)
…………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ecological footprint depth and size: new indicators for a 3D model FANG Kai (267)…………………………………………………
Landscape dynamics of medium鄄 and small鄄sized cities in eastern and western China: a comparative study of pattern and driving
forces QI Yang, WU Jianguo, LI Jianlong, et al (275)……………………………………………………………………………
Research Notes
Prediction of bacterial species richness in the South China Sea slope sediments LI Tao, WANG Peng (286)…………………………
Spatial pattern of seedling regeneration of Ulmus pumila woodland in the Otindag Sandland
LIU Zhen, DONG Zhi, LI Hongli, et al (294)
……………………………………………
……………………………………………………………………………………
Impacts on seed germination features of Eupatorium adenophorum from variable light stimulation and traditional dormancy鄄broken
methods JIANG Yong, LI Yanhong, WANG Wenjie,et al (302)…………………………………………………………………
Opinions
Discus for classification of plant association XING Shaohua,YU Mengfan,YANG Lijuan,et al (310)…………………………………
613 摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 33 卷摇
《生态学报》2013 年征订启事
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新方法、新技术介绍;新书评介和学术、科研动态及开放实验室介绍等。
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