Similar response of labile and resistant soil organic matter pools to changes in temperature

Our understanding of the relationship between the decomposition of soil organic matter (SOM) and soil temperature affects our predictions of the impact of climate change on soil-stored carbon. One current opinion is that the decomposition of soil labile carbon is sensitive to temperature variation whereas resistant components are insensitive. The resistant carbon or organic matter in mineral soil is then assumed to be unresponsive to global warming. But the global pattern and magnitude of the predicted future soil carbon stock will mainly rely on the temperature sensitivity of these resistant carbon pools. To investigate this sensitivity, we have incubated soils under changing temperature. Here we report that SOM decomposition or soil basal respiration rate was significantly affected by changes in SOM components associated with soil depth, sampling method and incubation time. We find, however, that the temperature sensitivity for SOM decomposition was not affected, suggesting that the temperature sensitivity for resistant organic matter pools does not differ significantly from that of labile pools, and that both types of SOM will therefore respond similarly to global warming.     

松嫩平原西部农田土壤有机质和全氮的空间分布影响因素分析

运用地统计学、GIS和传统统计方法,分析松嫩平原西部吉林省通榆县农田表层土壤有机质和全氮的空间分布,并探讨高程、坡度、土壤类型和人工施肥量等因素对土壤有机质和全氮空间分布的影响.研究结果表明:1)吉林省通榆县农田表层土壤有机质含量西部高,东北和西北部低,而全氮含量为北部高,西南部低;2)不同海拔高度上的土壤有机质和全氮含量变化差异并不显著;3)土壤有机质和全氮含量随着坡度的增大,急剧减少;4)淡黑钙土、栗钙土和草甸土的有机质和全氮含量明显高于风沙土和沼泽土;5)通榆县各乡镇人工施肥量与土壤有机质和全氮空间变异的相关性并不强,说明影响本县土壤有机质和全氮含量的因素以自然环境因素为主.     

湟水流域土壤有机质和速效磷空间布局分析

为分析青海省湟水流域土壤有机质(soil organic matter, SOM)和速效磷(available phosphorus, AP)含量空间分布特征及其影响因子,运用地统计学方法分析其空间分布特征,选取高程、坡向、坡度、土壤类型、土壤pH、归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI)、气温、降水量和土地利用方式共9种影响因子,借助地理探测器研究各因子对SOM和AP的影响。研究表明SOM平均值为28.26 g/kg,AP平均值为54.30 mg/kg;SOM和AP的变异系数为39.54%和58.47%,属于中等变异程度。空间插值结果显示SOM含量在空间上呈现西北高,东南低的趋势,SOM由北向南逐渐降低;AP含量呈现中部高于两端的趋势。因子探测及Pearson相关性分析结果表明：造成SOM空间变异的三大因子顺序为：高程>气温>土壤类型;对AP含量解释程度顺序是：土壤pH>高程>土壤类型。SOM含量与高程和土壤pH两种因子呈现正相关关系,AP则相反,呈现负相关,SOM和AP空间分布都与高程有关;气温均对两种土壤养分有影响;高程因子是决定湟水流域SOM含量的主导因子,而影响AP空间分布的主导因子是土壤pH。影响因子相互作用时,呈现双线性增强或者双因子增强。两因子交互作用对SOM和AP解释力均高于单因子,说明导致SOM和AP空间分布差异的因子具有复杂性。研究得到湟水流域空间尺度上SOM和AP含量分布,并结合湟水流域9种影响因子对其含量进行分析,为湟水流域的数字农业管理和精准施肥以及耕地土壤改良和质量的提升提供了有利基础。     

武功山高山草甸土壤微生物生物量碳及其影响因素

研究了武功山高山草甸3个不同坡向土壤微生物生物量碳及其影响因素,结果表明：东坡土壤微生物生物量碳含量与土壤有机质含量显著高于南坡和北坡土壤,南坡土壤高于北坡;土壤速效钾（K）浓度以东坡土壤最高,南坡土壤次之,北坡土壤最低,但3个坡面土壤速效钾K含量之间的差异不显著;东坡土壤有效磷（P）的浓度极显著地高于南坡土壤和北坡土壤有效P浓度;不同坡面土壤铵态氮含量依次为北坡〉南坡〉东坡。土壤土壤微生物量生物量碳与土壤有机质含量和P浓度之间存在显著的正相关性,与速效钾K浓度之间相关性不显著,土壤微生物量生物量碳随着土壤铵态氮含量的升高而减小。     

Distribution characteristics of soil organic matter and total nitrogen on the Yajiageng vertical belt,Gongga Mountain around the Dadu River banks

Distribution characteristics of soil organic matter（SOM） and total nitrogen（TN） were studied in different plant communities of the Yajiageng vertical belt in Gongga Mountain around the Dadu River banks. The results show： （1） the contents of SOM and TN of the plant communities gradually decreased with the following order： subalpine coniferous forest （3 027 m）, subalpine meadow （3 873 m）, coniferous broadleaved mixed forest（2 737 m）, subalpine shrub（3 565 m） and treeline（3 564 m）. （2） With soil profile depth increasing, the contents of SOM and TN gradually decreased. For different vegetation types, the contents of SOM and TN in sub-alpine coniferous forest were higher than that of other vegetational types. （3）The ratio of the content of carbon to the content of total nitrogen （Cc/CTN）WaS 13.5-27.6, which was relatively lower than the appropriate Cc/CTN of 25-30, and indicated that the soil in favor of the organic matter decomposed and nutrients released. Cc/CTN in the soil had no correlation with sea level altitude. However, its distribution in the soil x, aried with different vegetation types. （4） Nitrogen in SOM existed mainly in the form of organic nitrogen, and Cc/CTN in the soil was not obvious correlated with SOM and TN.     

Design of optimum solid oxide membrane electrolysis cells for metals production

Oxide to metal conversion is one of the most energy-intensive steps in the value chain for metals production. Solid oxide membrane (SOM) electrolysis process provides a general route for directly reducing various metal oxides to their respective metals, alloys, or intermetallics. Because of its lower energy use and ability to use inert anode resulting in zero carbon emission, SOM electrolysis process emerges as a promising technology that can replace the state-of-the-art metals production processes. In this paper, a careful study of the SOM electrolysis process using equivalent DC circuit modeling is performed and correlated to the experimental results. A discussion on relative importance of each resistive element in the circuit and on possible ways of lowering the rate-limiting resistive elements provides a generic guideline for designing optimum SOM electrolysis cells.     

华南3种人工林土壤有机质和养分含量及其综合评价

基于广东省第6次森林资源清查土壤调查数据,对华南地区3种重要的用材林(桉树(Eucalyptus spp.)、马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata))林分土壤有机质和养分含量进行了综合评价。结果表明:桉树人工林A层土壤有机质、速效磷含量显著高于杉木人工林和马尾松人工林,A、B层土壤全钾、速效钾含量显著低于杉木人工林和马尾松人工林(p<0.05); 3种林分土壤(A、B层)全氮、碱解氮、全磷、有效铜和有效锌含量均无显著差异(p>0.05); 各林分A层土壤有机质、全氮、碱解氮、速效磷、速效钾、有效锌含量显著高于B层,A层全磷、全钾和有效铜含量与B层无显著差异。土壤综合评价系数在A层以桉树人工林最高、杉木人工林较小,B层则为杉木人工林最高、桉树人工林较小,马尾松人工林在A、B层均居中。     

丘陵地区植烟土壤有机质空间变异研究——以重庆市彭水县为例

以重庆市彭水县为例，采用传统统计学和地统计学方法研究了丘陵地区植烟土壤有机质的空间变异特征．传统统计分析结果表明：研究区域内土壤有机质含量平均为26．99g／kg，变异系数为0．33，属于中等变异强度．比较了不同趋势效应下普通Kriging法的插值误差，结果表明应考虑有机质分布的各向异性和二阶趋势效应．在此基础上采用普通Kriging插值法得到该区土壤有机质含量的变异特征，其变异主要发生在西南到东北方向，这与该地区的地形和人为活动有密切关系．     

基于自组织特征映射的软土震陷动态分级

为解决软土震陷分级中存在的问题,基于以往研究,通过建立以自组织特征映射（Self-Organizing Feature Map）与动态分级控制（DT）为基础的耦合式分级模型,为软土震陷分级提供了一种新的思路。通过SOM方法进行仿真分析,筛选出具有关联性的影响因素,根据其相关性强弱,可剔除个别因素,保证各因素之间的独立性。再应用动态分级法对震陷分级控制进行研究,得到了不同分类数下的震陷分级。计算结果与模糊综合评判法进行了对比分析,其结果表明耦合式分析模型具有良好的分级效果。     

自组织人工神经网络在矿区沉积物分类中的应用

以Matlab平台为基础,利用神经网络工具箱构建了自组织神经网络,对已知沉积相的安徽宿南等矿区的19组样本进行SOM分类,并与系统聚类分类结果进行比较;指出在无监督分类粒度分析中,SOM方法分类操作过程简便易行,具有残缺自动识别能力,分类结果惟一,可以在沉积物成因分类中应用。     

憎水有机物在土壤有机质中的吸附

针对憎水有机物在土壤有机质的非线性吸附行为还不完全清楚的状况,通过研究菲、萘和二甲苯等有机化合物在土壤,以及从其中分离出来的腐殖质、腐殖酸和碱提取后的土壤的吸附行为进行研究,讨论非线性吸附的机制.吸附等温线的非线性程度按如下顺序变化腐殖酸＜土壤＜腐殖质＜碱提出土.脂肪碳富集的腐殖质的等温吸附行为表现出很强的吸附亲和性含量以及高的非线性.文章最后采用了无定型脂肪碳的固结概念模式来解释这些吸附行为.     

低碳城市发展下的高层建筑设计趋势初探——解读广州珠江大厦的节能创作

建筑节能是低碳城市发展的重要方面,由SOM设计的珠江大厦是世界上首个零能耗超高层建筑,其通过对太阳能和风能的合理运用实现了建筑的可持续发展,体现了未来高层建筑设计的主要趋势.     

Spatial and Temporal Distributions of Soil Organic Matter in the Mixed Plantations of Alder and Cypress in the Hilly Areas of Central Sichuan Basin

The investigation was conducted on the spatial and temporal distributions of soil organic mater （SOM） in the mixed plantations of alder （Aluns crernastogyne） and cypress （Cupressus funebris ） （MPAC）, which distributed in the hilly areas of central Sichuan Basin （HACSB）. The results show that： （1） the spatial distribution of SOM among different sites at the same age are not significant before 15-year-old, but significant at 20-year-old, and not significant again after 25-year-old; （2） the SOM contents in 0-15 cm and 15-30 cm layers increase sharply from 10- to 15-year-old, and decline gradually from 15- to 30- year-old; the SOM contents of the 30-year-old PCP were 80. 38% and 78.42% higher than that of the 10-year-old, but 29.16% and 53.37% lower than that of 15-year-old in the 0-15 cm and 15-30 cm layers, respectively. The decrease of SOM contents would lead to the degradation of soil fertility and the decline of forest productivity.     

龙江河河岸带撑篙竹根际与非根际土壤细菌群落特征

为探究龙江河河岸带撑篙竹(Bambusa pervariabilis McClure)根际与非根际土壤细菌群落组成特征,揭示土壤细菌群落的相互作用与功能特征,以及影响细菌群落组成的环境因素,本研究开展该区域土壤理化环境因子调查,并进行土壤细菌群落高通量测序分析。结果表明,撑篙竹根际土壤pH值、氨氮(NH₄⁺-N)、硝氮(NO^-₃-N)和速效磷(Available Phosphorus, AP)均低于非根际土壤,水分含量(Moisture Content, MC)和土壤有机质(Soil Organic Matter, SOM)含量则高于非根际土壤,部分理化指标之间存在显著相关性。α多样性分析表明,撑篙竹根际土壤细菌群落丰富度较非根际土壤高,而多样性较非根际土壤低;放线菌门(Actinobacteriota, 26.93%)、变形菌门(Proteobacteria, 17.63%)、Patescibacteria(4.28%)、黏球菌门(Myxococcota, 3.25%)和蓝藻门(Cyanobact...     

水力侵蚀过程中土壤有机碳循环研究进展

水力侵蚀(水蚀)是土壤侵蚀研究的焦点和热点领域,研究水蚀作用下侵蚀与沉积过程中土壤有机碳的动态变化对于评估土壤碳的“源/汇”效应具有重要意义。笔者总结了水蚀过程中土壤碳循环的研究现状,从侵蚀过程中土壤有机碳流失的定量研究、有机碳迁移与再分配以及有机碳矿化的影响等3个方面明确了土壤水蚀过程中土壤有机碳动态,并对国内外土壤水蚀过程中的有机碳主要研究成果进行了对比分析。建议未来研究中先对水蚀过程中有机碳的破坏、搬运和沉积等全过程进行精准解析和量化,在此基础上揭示其物理、化学及生物等共同作用下碳矿化特征的响应机制,全面探究水蚀过程中土壤碳收支的动态,量化土壤侵蚀对全球土壤碳循环的贡献率。     

海南岛西部不同林龄橡胶林土壤养分特征

为研究热带人工林巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)生态系统不同林龄土壤养分的特征,对热带地区种植橡胶及其更新进行了生态效益评估,并研究了海南儋州地区幼林早期(2龄)、幼林晚期(7龄)、开割树(16龄)和老龄即将更新树(30龄)4种不同林龄的橡胶林土壤养分含量的分布特征,结果如下:(1)不同林龄橡胶林胶园...     

小尺度土壤盐分及养分空间变异特征分析--以艾比湖湿地博，精河下游为例

文章以新疆博,精河流域下游小尺度区域为研究对象,利用2011年该区域土壤STS（土壤总盐含量）、SMC（土壤水分含量）、pH 和SOM （有机质含量）数据,采用描述性统计法、地统计学方法和空间分析法,讨论研究区土壤盐分、水分、pH、有机质的分布特征,并初步探讨其影响因素。结果表明;土壤盐分与土壤水分含量值属于中等变异程度,变异系数分别为906．1％和658．2％,p H 值属于弱变异程度,变异系数为26．9％,有机质含量属于强变异程度,变异系数为1532．3％。研究区的空间变异比率范围在616．～958．％之间,其中土壤盐分含量属于中等空间相关性,土壤水分含量、有机质含量和p H 值均属于弱空间相关性。空间分布上土壤盐分含量的分布呈中间高于周围的分布趋势,水分含量西南高于东北,pH值的空间分布基本上均匀,精河区域的比博河区域较高一点,有机质含量呈中间高于周围,西南部高于东北的分布趋势。土壤盐分含量与水分,有机质含量呈显著正相关,尤其是与有机质呈强相关性,土壤水分含量与有机质呈显著正相关,pH与盐分、水分、有机质含量呈负相关,尤其是与土壤盐分呈显著非相关。     

侵蚀背景下湘中红壤丘陵区土地利用方式对土壤活性有机碳分布特征的影响研究

以红壤丘陵区典型区域为对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了侵蚀背景下红壤丘陵区不同土地利用方式对土壤活性有机碳的影响规律.结果表明,1)土地利用方式影响土壤活性有机碳主要体现在表层土壤.不同土地利用方式下表层土壤活性有机碳含量差异显著,而在表层以下的土壤中没有显著性差异;2)土地利用方式对不同侵蚀部位活性有机碳影响较大.不同土地利用方式下侵蚀部位土壤活性有机碳含量差异性明显高于沉积部位;3)不同土地利用方式之间活性有机碳的垂向分布规律基本一致,表现为表层活性有机碳含量最高,随着土层深度的增加,含量逐渐减小.     

不同植被覆盖对查干湖湿地土壤腐殖质的影响

为探究不同植被覆盖对查干湖湿地土壤腐殖质的影响,以查干湖湿地为研究对象,从土壤环境与植物之间响应关系的角度出发,分析不同剖面、5种不同类型植被(芦苇+香蒲、芦苇+苔藓、碱蓬、水稗、芦苇)土壤腐殖质碳含量变化及其红外光谱结构特点。结果表明：盐碱湿地土壤中的腐殖质碳、胡敏酸碳、富里酸碳的含量变化趋势呈现深层大于浅层,胡敏素碳的含量远小于胡敏酸碳和富里酸碳,土层深度对于腐殖质组分影响明显,且不同植被土壤腐殖质碳含量总体呈现出芦苇>水稗>碱蓬>芦蒲>芦苔的趋势;胡敏酸和富里酸在不同植被土壤中的化学结构相似,具有相同的官能团。研究结果对揭示盐碱湿地土壤腐殖质的形成与转化具有一定理论意义和实践意义,为查干湖盐碱湿地土壤环境修复及优势植被筛选提供基础数据及科学指导。     

超临界二氧化碳在土体中脱水的效果研究

基于土体的固结排水和超临界二氧化碳脱水的性能,结合两者的特性,研究超临界二氧化碳在土体中脱水的规律。试验采用不同压力、温度条件下通过二氧化碳的处理,对比试验前后土体中自由水和结合水含量变化,研究超临界二氧化碳在土体中的脱水规律。试验结果显示:二氧化碳在超临界状态处理后的高岭土含水率由30.9%下降到14.17%,其中结合水由20.06%下降到8.46%。得出结论:二氧化碳在超临界状态下比非超临界下的脱水效果更好,特别是结合水的去除效果更好,也就是加速了土体的固结排水。由于超临界二氧化碳对于结合水的良好脱水效果,也可用于膨润土这样的高结合水含量的土体。