围湖造田不同土地利用方式土壤水溶性有机碳的变化

以太湖流域肖甸湖区为代表,测定分析了肖甸湖围湖造田区香樟林、水杉林、毛竹林、农田4种典型的不同土地利用方式0~40 cm土层水溶性有机碳含量的差异及其季节动态。结果表明：不同土地利用方式对土壤水溶性有机碳含量影响显著,并且在不同土层表现不同。0~10 cm土层农田中的水溶性有机碳含量比3种林地的小,针叶林中的比阔叶林的大;而10~20 cm与20~40 cm土层水溶性有机碳含量变化与之相反。土壤水溶性有机碳含量在垂直方向上具有明显的分层现象,林地土壤自上而下呈下降趋势;除12月冬闲期外,农田各土层土壤水溶性有机碳含量的垂直变化由大到小依次为10~20、20~40、0~10 cm。不同土地利用方式土壤水溶性有机碳含量均表现出明显的季节动态,总体表现为秋冬季节大于春夏季节。与旱地发育的植被土壤相比,围湖后的土壤水溶性有机碳含量较高,土壤有机碳稳定性较差;与干湿交替的平原湿地相比,围湖后的土壤水溶性有机碳含量较低,土壤有机碳稳定性较强。围湖造田作为人类对自然生态系统的一种干扰方式,显著改变了原有生态系统的碳循环,因此应该充分考虑围湖造田对生态系统碳循环的影响。     

雪灾对武夷山常绿阔叶林土壤有效氮的影响

雪灾是一种重要的自然干扰类型,通过改变资源的有效性和异质性而对森林生态系统过程产生显著影响。笔者以福建武夷山的常绿阔叶林为试验地,探讨雪灾干扰后不同土层(0~10 cm、10~25 cm和25~40 cm)常绿阔叶林土壤微生物生物量氮和可溶性氮的变化。结果表明:受灾常绿阔叶林土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量除25~40 cm土层外都显著高于对照,随土层深度的增加而减少;受灾常绿阔叶林各土层土壤硝态氮含量与对照无显著差异。相关分析显示土壤微生物生物量氮、可溶性有机氮、铵态氮含量均与土壤温度、土壤湿度呈极显著正相关。研究结果表明,由于雪灾导致了土壤温度和湿度的改变,土壤中的氮可能以铵盐和可溶性有机氮的形式从生态系统中流失。     

天然林转换为竹林对土壤碳氮含量及物理性质的影响

选择闽南安溪云中山山区由天然林转换的竹林及其前身丝栗栲天然林为研究对象,对其土壤碳氮含量及物理性质进行对比研究,结果表明:丝栗栲天然林和竹林林下土壤容重随土层深度的增加而增加,土壤最大持水量、有机碳和全氮含量随土层深度增加迅速下降;与丝栗栲林下土壤相比,竹林林下土壤表层(0-20cm)容重、最大持水量和有机碳含量分别高0.18g·cm-3、低12.08%和低11.80g·kg-1,这可能是森林转换的结果,但竹林林下土壤60-100cm土层有机碳含量和40-60cm土层全N含量均显著高于丝栗栲林下相应土层,与表层的对比结果相反.天然林转换成竹林后,有机碳含量和全N降低了45.23%和10.0%.     

武夷山不同海拔植被带土壤活性有机碳的季节变化

采用连续熏蒸培养法(Sequential fumigation incubation),测定福建武夷山自然保护区不同海拔具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤中活性有机碳(MAC)的变化,分析MAC与土壤湿度、土壤温度、土壤总有机碳之间的关系。结果表明：(1)1年中,MAC在不同林分的0~10、10~25 cm土层中的变化从大到小为：夏季、春季、秋季、冬季;每一季节中,不同林分的MAC从大到小为草甸、矮林、针叶林、阔叶林,且0~10 cm土层中的MAC含量显著高于10~25 cm土层中的;(2)在不同土层中,MAC与土壤湿度、土壤温度、土壤总有机碳之间均呈极显著相关。总之,武夷山山地森林MAC季节变化明显,夏季最大,冬季最小;土壤湿度、土壤温度可能是MAC季节变化的主要调控因子。     

乌岩岭不同林分土壤有机碳含量及分布特征

【目的】浙江乌岩岭森林生态系统濒临太平洋,具有独特的海洋性气候,在中国亚热带地区具有重要地位,探究该区域不同林分土壤有机碳含量及其分布特征,可为提高土壤碳库管理水平,推动森林生态系统的可持续经营与发展提供参考。【方法】用岛津TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤有机碳(SOC)及水溶性有机碳(WSOC)含量,并分析了其与土壤因子的关系。【结果】7种林分的SOC和WSOC含量都呈现出了随土层深度增加而减少的规律,具有明显的垂直分布特征。各土层SOC含量均以杉木林最高,≥10～25 cm与≥25～40 cm两土层WSOC含量亦是在杉木林中最高。WSOC与SOC含量之比为0.59%～1.51%,以杉木林≥25～40 cm土层的最高,以松林≥25～40 cm土层的最低。SOC含量与土壤密度、pH分别存在极显著(P<0.01)与显著线性负相关(P<0.05),WSOC含量与土壤密度、pH均存在极显著线性负相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭土壤密度与pH均为影响林分SOC和WSOC含量的重要因素。     

青藏高原高寒草甸土壤物理性质及碳组分 对增温和降水改变的响应

自2011年起,在青藏高原高寒草甸实施人工模拟增温和降水改变实验,2013年7月采集实验区土壤样品,监测土壤物理特性(土壤粒径和pH值)以及碳组分(全碳、有机碳、可提取有机碳、微生物生物量碳)的变化,得到如下结果。1)增温显著改变0~20 cm土壤温度和含水量,增水和减水显著提高和降低0~20 cm土壤含水量,但不影响土壤温度。2)在0~10 cm土层深度,增温显著降低土壤微生物生物量碳;增水降低土壤可提取有机碳含量,增加土壤微生物生物量碳;减水显著增加土壤黏粒比例和可提取有机碳含量,降低土壤砂粒比例和微生物生物量碳。在10~20 cm土层深度,增水显著降低土壤可提取有机碳含量。3)增温和降水改变对土壤测定指标的影响不存在交互作用。4)主成分分析结果表明,土壤总体格局发生趋同主要是因为降水改变,而不是增温。结果表明,在未来青藏高原高寒草甸降水持续增加的情景下,土壤黏粒比例和可提取有机碳含量的降低可能会进一步对高寒地区的植物生产力以及微生物群落产生重要影响。     

伏牛山北坡栓皮栎天然次生林不同生长阶段土壤碳储量研究

为开展栓皮栎林的碳储量估算做一些前期的探索研究工作,选择伏牛山国家级自然保护区北坡浅山丘陵区3种不同生长阶段的天然次生林栓皮栎林群落,调查研究了土壤层碳储量的分配特点及变化规律,并对3种不同生长阶段样地的实地调查以及实验测定的碳含量的分析.研究结果表明:1)栓皮栎林不同生长阶段土壤容重均表现为从表层到土壤深处随深度增加而逐渐增加的趋势;同时随着土层深度的增加,不同生长阶段土壤有机碳含量急剧下降,以土壤最底层(30~50 cm)的有机碳含量最低.2)对于同一生长阶段的生长阶段而言,在土壤垂直剖面上,土壤有机质随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,且林地土壤表层(0~10 cm)的土壤有机质明显大于其他层次.3)栓皮栎林不同生长阶段林分土壤各层次的碳储量都随着土层深度的增加而降低,以地表0~10 cm的土壤碳储量最大.幼龄林土壤在0~50 cm碳储量为43.49 t·hm~(-2),中龄林为83.67 t·hm~(-2),成熟林为67.53 t·hm~(-2).     

福州市自然和人工管理绿地土壤有机碳含量分析

随着城市化进程的迅速发展,城市生态系统碳循环在全球碳循环中的作用开始受到人们的关注.与自然土壤相比,城市生态系统土壤性质发生了显著的变化,城市化进程对于城市土壤碳含量产生了较大的影响.文章以福州市建成区城市自然绿地和人工管理绿地为对象,研究了自然绿地和人工管理绿地之间土壤有机碳含量的差异以及绿地土壤有机碳含量的垂直分布规律.结果表明:福州市自然绿地景观0~10 cm土层有机碳含量均值比人工管理绿地均值有机碳含量均值降低,且不同人工管理绿地类型之间0~10 cm土层有机碳含量变异性较大,城市各绿地类型土壤有机碳含量均随深度的增加而减少,只有在交通绿地土壤剖面中20~40 cm出现了较高的有机碳含量.     

不同林型兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳特征

【目的】团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制。采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功能提升提供参考。【方法】在内蒙古大兴安岭兴安落叶松原始林内,依据不同林型(草类-兴安落叶松林、杜香-兴安落叶松林和杜鹃-兴安落叶松林)设置28块30 m×30 m的样地,以距地面0~10 cm、≥10~20 cm、≥20~40 cm和≥40~60 cm分层取土样,测定土壤理化指标、不同粒径土壤团聚体及有机碳含量;基于单因素方差分析、相关分析和逐步回归分析方法,分析各林型间土壤团聚体各特征值的差异,以及各土壤理化指标对土壤团聚体分布、稳定性及有机碳含量的影响,筛选对各林型土壤团聚体有显著影响的主导因子。【结果】①兴安落叶松林土壤团聚体含量以粒径≥0.250~2.000 mm团聚体占比最高,且表层(0~10 cm)含量显著大于其他各层;各林型土壤大团聚体(粒径≥0.250~2.000 mm)含量大小表现为杜鹃-兴安落叶松林>草类-兴安落叶松林>杜香-兴安落叶松林,林型对20 cm以下土层各粒径的团聚体含量影响显著。②兴安落叶松林表层(0~10 cm)土壤的团聚体稳定性较高,其平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)显著大于其他各层,但各林型间无显著差异;稳定性指标在各林型间的显著差异主要发生在≥40~60 cm土层,杜鹃-兴安落叶松林土壤团聚体的稳定性较好。③各林型土壤团聚体有机碳含量由多到少依次为粒径≥0.250~2.000 mm团聚体、粒径<0.053 mm团聚体、粒径≥0.053~0.250 mm团聚体,各粒径均表现出杜香-兴安落叶松林的土壤团聚体有机碳含量最高;不同林型各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度增加而递减,递减速率随粒径大小依次减小,且具有明显的表聚特征。④土壤总有机碳是各林型粒径<0.053 mm和≥0.250~2.000 mm团聚体的共同主导因子,而粒径≥0.053~0.250 mm团聚体的主导因子因林型不同而存在明显差异。【结论】兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳含量均以大团聚体为主,林型对土壤团聚体的粒径分配和稳定性具有一定影响,其中,≥0.250~2.000 mm团聚体含量以杜鹃-兴安落叶松林的最高,<0.250 mm团聚体含量和各粒径土壤团聚体有机碳含量均以杜香-兴安落叶松林的最高。土壤理化性质对土壤团聚体的形成和稳定具有一定影响,不同林型的土壤团聚体主导因子存在差异;有机质是粒径≥0.250~2.000 mm土壤团聚体的主要胶结物质,而金属氧化物有利于<0.250 mm土壤团聚体的形成,土壤水分和养分含量高的酸性土壤有利于兴安落叶松林土壤大团聚体的形成和土壤结构的稳定。     

浙江乌岩岭7种林分土壤碳密度及碳氮比分布特征

【目的】探究浙江乌岩岭自然保护区7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤的总碳(TC)密度、有机碳(SOC)密度及土壤碳氮比(C/N)的分布特征,为提高土壤碳库管理水平提供参考。【方法】用TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了该区7种林分土壤TC与SOC含量,核算相应的土壤碳密度及C/N,并分析土壤TC密度、SOC密度及C/N与部分土壤理化参数的关系。【结果】乌岩岭自然保护区各林分0～40 cm土层SOC密度为84.53～183.26 t/hm²,平均值为118.06 t/hm²,以杉木林最高。除杉木林0～10 cm土层C/N高于25外,其余土层及其他林分土壤C/N为8.32～21.88。乌岩岭自然保护区各土层TC密度、SOC密度及C/N在7种林分间均无显著性差异(P>0.05)。土壤TC密度及C/N都呈现出随土层深度增加而减少的规律,具有明显的表聚特征,不同土层间差异显著(P<0.05)。土壤TC密度、SOC密度与土壤速效钾(AK)含量之间存在显著正相关(P<0.05),土壤C/N与土壤有效钾(AK)含量间存在极显著正相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭自然保护区土壤AK含量可作为土壤TC密度、SOC密度及C/N共同的重要指示因子。     

秸秆还田对水溶性有机碳的影响

水溶性有机碳对农业土壤中的碳循环有着重要的作用.通过持续6年的田间试验来研究玉米秸秆还田对土壤水溶性有机碳的影响,共有3种处理(1)对照;(2)粉碎还田;(3)覆盖还田.结果表明,在6年的秸秆还田试验中,秸秆还田能够增加土壤有机碳和水溶性有机碳的含量(P＜0.05),主要是增加了大团聚体组分中有机碳和水溶性有机碳的含量.秸秆不同还田方式对土壤有机碳和水溶性有机碳并没有显著的影响,土壤水溶性有机碳和土壤有机碳有很好的相关性(R2=0.512).     

苏南丘陵区4种典型人工林土壤活性有机碳分布特征

人工林土壤碳循环是全球碳循环研究的重要内容之一。笔者对江苏苏南丘陵地区4种典型人工林土壤总有机碳、水溶性有机碳、易氧化碳的差异及其与土壤基本理化性质的关系进行了比较研究,结果表明:各林分土壤总有机碳含量从大到小顺序为麻栎林、杉木林、毛竹林、湿地松林;土壤水溶性有机碳含量从大到小顺序为毛竹林、杉木林、湿地松林、麻栎林;土壤易氧化碳含量从大到小顺序为麻栎林、毛竹林、杉木林、湿地松林。两种活性有机碳占总有机碳比例在4种林分类型中没有表现出一致的规律性。土壤活性有机碳与土壤总有机碳、全氮有显著的相关关系,与其他土壤基本理化性质相关关系不显著。4种人工林土壤碳库贮量为阔叶林高于针叶林,毛竹林也占有重要地位,但土壤碳库的稳定程度没有表现出明显差异。     

海拔变化对黄山松阔叶混交林土壤有机碳组分的影响

【目的】明确海拔变化对黄山松阔叶混交林土壤有机碳化学组分含量的影响及初步影响机理,了解全球气候变暖后,典型林分土壤有机碳稳定性的变化。【方法】以黄山松在凤阳山的主要分布海拔范围1 000～1 800 m为准,选取1 200、1 500、1 800 m 3个海拔梯度,在每个海拔梯度的阳坡选取3个标准样地(20 m×20 m),用蛇形法于每块样地取样,带回测定其土壤理化性质及有机碳化学组分含量。【结果】随着海拔升高,土壤养分含量呈先升高后降低的变化趋势,土壤水溶性碳及有效磷含量在各海拔间差异性显著(P<0.05); 随海拔升高,烷基碳、N-烷氧碳含量先增大后减小; 芳香碳、酚基碳及羰基碳含量则先减小后增大; 烷氧碳和缩醛碳含量则随海拔升高而降低; 海拔1 200 m处羰基碳含量与其他两个海拔存在显著差异(P<0.05)。非度量多维标度(NMDS)排序显示不同海拔梯度土壤有机碳组分含量之间有显著差异,这些差异主要是由于羰基碳、烷基碳含量及Z_烷基碳/Z_烷氧碳的变化引起的。冗余分析(RDA)显示,土壤总磷含量及土壤容重对有机碳分子结构复杂程度影响较强; 土壤总氮含量与有机碳稳定性则呈极显著正相关关系。【结论】海拔变化所引起的土壤理化性质的改变,是影响土壤有机碳稳定性的重要因素; 高海拔处温度过低会对土壤有机碳的分解产生影响,从而影响土壤有机碳稳定性。     

广州典型森林土壤有机碳库分配特征

 对广州2种典型森林土壤碳库分配特征进行了研究,结果表明：① 两种森林土壤有机碳（SOC）表层含量及其差异程度最高,随土壤深度增加,差异逐渐减小。马尾松林SOC密度范围为55.54～66.69 t/hm²,常绿阔叶林SOC范围为84.91～151.16 t/hm²。② 两种森林土壤活性有机碳（AOCs）含量为马尾松林<常绿阔叶林;各种AOC分配比例均随龄级增长而升高。③ 两种森林土壤的水溶性有机碳（WSC）、易氧化态碳（EOC）和微生物量碳（MBC）含量分别与SOC相关性达到极显著水平,轻组碳（LFC） 与颗粒性碳（POC）含量分别与SOC相关性达到显著水平。④ 幼龄林与中龄林的土壤碳库大于相应的地上部植被碳库,而成龄林的土壤碳库小于植被碳库;土壤碳库占森林生态系统总碳库的比例随着生物量的增长呈下降趋势。     

Ecosystem carbon loss with woody plant invasion of grasslands

The invasion of woody vegetation into deserts, grasslands and savannas is generally thought to lead to an increase in the amount of carbon stored in those ecosystems. For this reason, shrub and forest expansion (for example, into grasslands) is also suggested to be a substantial, if uncertain, component of the terrestrial carbon sink. Here we investigate woody plant invasion along a precipitation gradient (200 to 1,100 mm yr(-1)) by comparing carbon and nitrogen budgets and soil delta(13)C profiles between six pairs of adjacent grasslands, in which one of each pair was invaded by woody species 30 to 100 years ago. We found a clear negative relationship between precipitation and changes in soil organic carbon and nitrogen content when grasslands were invaded by woody vegetation, with drier sites gaining, and wetter sites losing, soil organic carbon. Losses of soil organic carbon at the wetter sites were substantial enough to offset increases in plant biomass carbon, suggesting that current land-based assessments may overestimate carbon sinks. Assessments relying on carbon stored from woody plant invasions to balance emissions may therefore be incorrect.     

基于GIS的普定县土壤有机碳密度及碳储量研究

基于普定县第二次土壤普查的土壤剖面数据,结合普定县土壤图、土地利用现状图、土壤容重数据和土壤有机质含量数据,在GIS技术的支持下,对普定县土壤有机碳密度和储量进行了估算和分析。结果表明普定县碳储量为1 326.75×104t,平均碳密度为12.29kg/m2。研究区碳密度分布规律是南低北高,土壤碳密度主要在0～40 kg/m2之间,在10～20 kg/m2之间时达到面积比值最大值。随高程和坡度的增加,研究区碳储量的分布情况呈现出一种类似正态分布的曲线,总体而言,普定县土壤有机碳储量相对贫乏。     

南水北调中线工程水源地土壤有机碳密度空间分异及驱动因素研究

【目的】通过分析中国南水北调中线工程水源地较大空间尺度土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布及驱动因素,为该区域的土地资源合理利用及土壤有机碳(SOC)管理提供科学依据。【方法】在考虑海拔、土壤类型、土地利用等空间因素的基础上布设样地,通过野外取样和室内分析,借助GIS研究区域土壤有机碳密度空间分布格局,利用地理探测器模型分析各影响因子对土壤有机碳密度的解释力及各因子之间相互作用程度的差异,判定影响研究区SOCD空间分布的主要驱动因子,揭示其空间差异及随海拔、土壤类型、土地利用及森林类型的变化规律。【结果】①南水北调中线工程水源地0~20 cm与≥20~40 cm土层的SOCD分别为4.18和2.67 kg/m²,其中0~20 cm土层SOCD比全国平均水平(2.67 kg/m²)高出56.55%。②SOCD呈现南北林区高、中间农田和草地低的格局,SOCD大于10 kg/m²的集中在海拔≥1 000~2 000 m的林地,小于1 kg/m²的集中在海拔<500 m的草地。在海拔上,SOCD随海拔梯度升高先增大后减小,0~20 cm与≥20~40 cm土层SOCD均在海拔≥1 500~2 000 m出现峰值(7.32 kg/m²,4.94 kg/m²);在土壤类型上,SOCD最大的是石灰(岩)土,最小的是褐土,黄棕壤和棕壤在0~20 cm土层SOC储量最高,分别为2.005 Pg和0.815 Pg,二者占总储量的72.83%;在土地利用类型上,林地和农田是主要的土地利用方式,0~20 cm与≥20~40 cm林地土层SOCD分别为4.87 kg/m²和3.05 kg/m²,农田分别为2.75 kg/m²和2.00 kg/m²(比林地分别下降77.09%和52.50%);林地碳储量占87.48%,农田占12.02%。③对SOCD空间分布解释力较大的是海拔(0.25)和土地利用(0.20),其次是土壤黏粒(0.11)。不同驱动因子在交互作用下的解释力明显高于单因素的解释力。【结论】海拔和土地利用是影响南水北调中线工程水源地SOCD空间格局的主导因子,不同驱动因子交互后呈现双因子协同增强效应。农田SOCD明显低于林地,因此,应加强生态工程建设,进行林地保护和植被恢复,提高该区域土壤碳固存能力。     

南京市不同功能区城市林业土壤有机碳含量与分布

为了解城市化过程中人为活动对城市林业土壤性质及土壤碳库的影响,以南京市土壤为对象,测定了7类功能区城市林业土壤0～30 cm土层的总有机碳(SOC)、溶解有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、易氧化态碳(ROC)和轻组有机碳(LFOC)的含量,分析了城市林业土壤有机碳的分布规律及其相互关系。结果表明:城市林业土壤表层(0～10 cm)活性有机碳富集特征明显,土壤活性有机碳含量随着土层加深而减小,人为干扰对土壤有机碳含量影响较大; 城郊天然林土壤积累了较高含量的ROC和MBC,道路绿化带土壤由于交通源有机物质的输入,SOC、DOC、LFOC含量较高。人类活动频繁的居民区、公园和校园的土壤活性有机碳各组分含量多处于较低水平。研究表明,土壤总有机碳与各活性有机碳之间有显著相关关系。     

水盐变化对滨海湿地土壤有机碳累积与碳排放的影响综述

滨海湿地作为海岸带蓝碳生态系统的重要组分,具有巨大的碳捕获和碳封存潜力,在减缓气候变暖方面具有重要意义．水盐变化通过影响滨海湿地土壤有机碳的累积和排放过程实现对滨海湿地生态系统碳收支的调控．本文综述了水盐变化对滨海湿地土壤有机碳累积和碳排放过程的影响,以及滨海湿地土壤碳排放研究方法等方面的研究进展,分析了水盐驱动下滨海湿地土壤有机碳分解的微生物作用机制．针对当前研究存在的不足,提出今后应重点关注滨海湿地土壤有机碳分解的温度、湿度和盐度敏感性及其水盐-温度的协同作用机制,氮磷输入和多重污染胁迫对滨海湿地土壤有机碳排放的作用机制,以及滨海湿地土壤微生物碳代谢过程与氮磷硫代谢过程的耦合作用及其水盐驱动机制等方面的研究,以期揭示水盐变化对滨海湿地土壤碳循环的作用机制,为气候变化背景下滨海湿地的碳汇功能提升与管理提供科学依据．