鄱阳湖季节性淹水湿地土壤有机碳动态模拟与预测

该文以鄱阳湖国家级湿地自然保护区的泗洲头、常湖池以及蚌湖季节性淹水湿地为研究对象,选择典型湿地植被芦苇(Phragmites australis)、苔草(Carex spp)和南荻(Triarrhena lutarioriparia),基于DNDC模型模拟和预测不同湿地植被下表层(0～20 cm)土壤有机碳含量(m_SOC)动态变化,估算土壤碳储量和CO₂的年排放量.结果表明:DNDC模型能够准确模拟研究区不同典型植被下的m_SOC动态变化,δ_RSME<30%,R²>0.9.敏感性分析显示:影响m_SOC动态变化的敏感因素是初始土壤有机碳和黏粒含量.常湖池、蚌湖和泗洲头土壤平均有机碳密度分别为36.71、17.12和11.47 t·hm^-2,土壤碳储量分别为8 738、66 090和21 174 t,常湖池具有较大的碳储量.苔草、南荻和芦苇平均土壤碳密度分别为21.96、21.86、15.98 t·hm^-2,土壤碳储量分别为933 928、62 933、166 458 t,苔草固碳能力巨大.基于DNDC模型模拟预测表明:在未来120年内研究区不同植被类型土壤有机碳含量将呈稳定下降趋势.     

我国东北地区沼泽湿地碳储量估算

为了精确估算东北地区沼泽湿地碳储量,从已公开发表的论文及著作中收集东北地区沼泽湿地柱芯数据,同时在东北地区新采集一批湿地柱芯作为补充,共134个沼泽湿地柱芯,并依据第二次全国湿地资源调查报告,重新评估了东北地区沼泽湿地碳储量.结果表明:东北地区沼泽湿地总面积约为82 870km~2,其碳储量为4.34Gt;长白山、大兴安岭和小兴安岭等山地沼泽湿地碳储量约占东北地区沼泽湿地碳储量的80%;且东北地区沼泽湿地单位面积碳密度为12.49～95.64kg·m~(-2),变化范围较大.影响沼泽湿地碳储量估算不确定性的因子主要为湿地沉积层深度、干容重和有机碳含量,加强这3种基础数据的采集将更有助于精确估算东北地区沼泽湿地碳储量.     

安徽省怀远灵璧地区表层土壤碳储量研究

利用安徽省多目标区域地球化学调查(怀远-灵璧地区)数据,计算怀远-灵璧地区土壤全碳、有机碳、无机碳储量,按照不同的土壤类型、成土母质以及土地利用方式等,分析研究区表层土壤全碳、无机碳、有机碳储量及其分布分配特征.结果表明,表层土壤平均全碳储量为3 866.13t·km-2,有机碳平均碳储量为2 528.22t·km-2,无机碳平均碳储量为1 337.91t·km-2.与第二次土壤普查结果对比发现,区内土壤有机碳储量增加了0.77 Mt,累计速率2.9%.从平均碳储量分布特征看,全碳、无机碳在河流冲积物母质、潮土中储量最高,有机碳在酸性盐类风化物母质、水稻土、林地中储量最高.     

长江口滨海湿地有机碳循环过程及影响因素研究进展

滨海湿地是“蓝碳生态系统”的重要组成部分。综述了长江口滨海湿地土壤有机碳时空分布及含量、碳汇速率、有机碳横向输入输出通量及量化方法、有机碳循环定量分析模型以及有机碳储量和组分对不同影响因素所做出的动态响应规律,发现在土壤有机碳水平空间分布上,崇西湿地＞崇明东滩＞九段沙＞南汇潮滩;有机碳通量和浓度变化主要受到植物生物量和结构、水和土壤的理化性质、陆源输入和潮汐动力、间隙水交换以及人类活动和全球气候变化的影响。未来应加强长江口湿地土壤碳库和有机碳输运通量统一观测,准确量化各主要因素对有机碳的贡献,这对研究盐沼湿地的碳循环机理和碳汇评估具有重要意义。     

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。     

黄土高原刺槐人工幼林碳密度动态变化

为研究黄土高原幼龄人工刺槐林地生态系统的有机碳动态变化规律,对刺槐林地在造林后4个阶段(造林2、4、6、9 a)生态系统各层次的有机碳储量进行了持续的监测与调查。结果表明:造林在2 a内对林地有机碳储量影响微小;造林2 a后,林地生态系统各层次有机碳密度均会随着林龄的增大而呈规律性变化,其中土壤层和乔木层为生态系统有机碳的主要来源,土壤层有机碳密度及其在林地有机碳密度中所占的比例随着林龄的增大而减小,乔木层有机碳密度呈相反变化趋势。由此,黄土高原人工刺槐林生态系统有机碳密度随着林龄的增大而增加,与荒地相比,林地有机碳密度分别增加了6.2%、5.21%、21.81%和38.20%,表明黄土高原人工刺槐林在造林后会逐步发挥其显著的碳汇能力。     

土地利用变化对生态系统固碳服务影响研究——以内蒙古乌审旗为例

以乌审旗陆地生态系统为研究对象,使用1987、1997、2007、2012年4期土地利用图,结合有机碳密度实测数据,在InVEST软件支持下对该旗生态系统固碳服务进行评估。结果表明:在1987—2012年25 a中,乌审旗陆地生态系统有机碳储量呈先减少后增加的变化趋势,且生态系统固碳能力相对于该旗的土地利用变化具有一定的“延迟”;乌审旗沙地生态系统存在较大的碳增汇潜力,转变土地利用方式、加强湿地保育等措施是适宜该地区有效的碳增汇途径。     

武汉市主城区土地利用/覆被变化及其对土壤有机碳储量的影响

利用武汉市主城区1996年、2000年、2005年和2010年的TM遥感影像数据以及土壤样品的实测数据,分析了武汉市主城区1996年～2010年的土地利用/覆被变化(LUCC)及其对土壤有机碳储量的影响.结果表明：武汉市主城区的LUCC表现为水域、耕地、林地、草地和未利用地减少,城乡居民用地增加;有机碳密度为林地>草地>耕地>城乡居民绿化用地>水域>未利用地;武汉市主城区土壤有机碳总储量先递减后上升,各时期都是耕地和水域的有机碳储量最高,且城乡居民绿化用地的土壤有机碳储量年年增加,而水域的有机碳储量年年减少;土壤有机碳储量增加的来源主要是水域转化为耕地和城乡居民绿化用地,减少的来源主要是耕地转化为城乡居民绿化用地和水域.     

滨海滩涂不同土地利用类型土壤活性有机碳含量与垂直分布

近年来,滨海滩涂已成为人类围垦开发的主要区域。围垦,一方面改变了土壤基本的理化性质,另一方面也加速了土壤有机碳库的变化,特别是对围垦活动比较敏感的活性有机碳,因此研究围垦区不同土地利用类型下土壤有机碳及其活性组分的含量与差异,能够为合理开发利用滨海湿地,了解围垦区的土壤碳循环特征提供参考。     

林火干扰对广东马尾松林土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响

【目的】森林在全球碳循环中发挥着重要作用。林火干扰是全球生物地球化学循环的关键驱动因子,影响植被结构变化及森林演替方向,从而对森林生态系统土壤有机碳密度及碳周转产生重要作用,进而影响森林碳循环与碳平衡。笔者定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳密度及其活性有机碳的影响,科学阐明林火干扰对森林生态系统土壤有机碳的影响机制,为火烧迹地恢复与森林碳减排增汇提供参考。【方法】以广东省佛冈马尾松林为研究对象,采用相邻样地比较法、化学分析法,在森林生态系统水平上,定量测定不同林火干扰强度对土壤有机碳密度、土壤活性有机碳含量和细根生物量的影响,对林火干扰后土壤有机碳密度的变化进行定量研究,探讨林火干扰对土壤有机碳密度以及活性有机碳的影响机制,深入分析森林生态系统土壤有机碳的循环与分配过程。【结果】林火干扰对马尾松林的土壤有机碳密度、活性有机碳含量和细根生物量均有影响,不同林火干扰强度下土壤有机碳密度与土壤活性有机碳含量变化趋势均表现为对照>轻度林火干扰>中度林火干扰>重度林火干扰。轻度林火干扰对土壤有机碳密度的影响差异不显著(P>0.05),而中度和重度林火干扰则显著降低土壤有机碳密度(P<0.05)。林火干扰的马尾松林土壤细根生物量均低于对照样地,变化趋势为重度林火干扰>中度林火干扰>轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低土壤表层细根生物量(P<0.05),而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层细根生物量(P<0.05)。【结论】林火干扰减小了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。轻度林火干扰仅显著降低了表层土壤有机碳密度,而中度和重度林火干扰显著降低了土壤表层和浅层土壤有机碳密度,进而导致土壤有机碳密度显著变化。林火干扰对土壤活性有机碳含量产生了影响。林火干扰后马尾松林4种土壤活性有机碳含量均呈下降趋势,但仅中度和重度林火干扰差异显著。活性有机碳含量各组分随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈现一定差异,重度林火干扰后的递减趋势最强。此外,林火干扰还降低了马尾松林土壤细根生物量。     

全球气候变化中的滩涂湿地土壤有机碳研究

湿地生态系统的碳循环正在成为全球变化与陆地生态系统碳循环研究中的一大热点。湿地在稳定全球气候变化中占有重要地位,其重要性主要表现在湿地土壤是陆地上重要的有机碳库;土壤碳密度高;能够相对长期地储存碳,湿地是多种温室气体的源和汇。全球沿海湿地的分布面积大约为20．3万km^2,碳的积累速度为C（210±20）g／m^2·年,要远远高于泥炭湿地;并且沿海湿地大量存在的SO。。离子阻碍了甲烷的产生量,从而降低了甲烷的排放量。高的碳积累速率和低的甲烷排放量使沿海湿地对大气温室效应的抑制作用更加明显。盐城沿海滩涂芦苇沼泽地虽已列入世界重点湿地名录,但其有机碳循环及其分布特点尚未有资料报道。通过研究沿海滩涂湿地土壤有机碳储存变化及其空间分布规律,从微团聚体水平的有机碳转化与结合机制上研究土壤对有机碳的固定机制,对于了解湿地土壤有机碳的储存特点及其与陆地生态系统碳循环的关系,为评价和保护湿地生态系统提供依据具有重要的科学意义。     

广西森林土壤有机碳储量估算及空间格局特征

准确估算森林土壤有机碳库,研究其空间格局特征是陆地碳循环研究的关键与热点。利用森林资源连续清查样地资料,结合土壤剖面实测数据,估算广西森林土壤有机碳蓄积,分析不同经度、纬度、海拔的土壤有机碳密度的分布特征。研究结果表明:广西森林土壤有机碳 1 852.5 Tg,其中红壤和赤红壤土壤碳约占76.1%,是土壤有机碳储量的重要组成部分。广西森林土壤碳密度为12.13 kg/m²,碳密度低于全国平均水平,地带性土壤有机碳密度大小顺序为黄壤>红壤>赤红壤>砖红壤。森林土壤有机碳密度的空间分布总体上有北部高于南部、四周高于中部的规律。从三向地带性上看,碳密度均呈现出高—低—高的“U型”分布,有机碳密度低值区域主要是受岩溶地区的影响。     

基于CNKI数据库对中国土地利用方式变化影响土壤有机碳趋势研究的文献计量分析

众多学者研究发现人类活动深刻影响着土壤有机碳的含量和组成,揭示了不同地区土地利用方式变化对土壤有机碳的影响机制.为了从整体把握该领域研究动态和发展趋势,该文利用CiteSpace可视化软件对该领域2002—2021年的234篇文献进行计量分析.结果表明：2002—2021年,土地利用变化对土壤有机碳的影响领域经历了三个研究阶段,先是文献量逐年缓慢增加的起步阶段(2002—2007年),再是快速增加的上升阶段(2008—2011年),而后是趋于平缓的稳定发展阶段(2012—至今);核心作者吴金水、吴建国、江长胜等人发文量较大,逐渐形成了三支稳定的研究团队;突变关键词表明研究热点主要集中在湿地土壤、有机碳组分等方面.总结现有的研究成果可以发现林地、耕地两类土地利用类型的土壤有机碳含量研究较为成熟,湿地土壤有机碳及其微观层面的有机碳组成和化学结构将成为今后的研究趋势.     

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).     

三峡库区森林土壤有机碳空间分布模型的建立

森林土壤有机碳(SOC)深度分布模式影响其稳定性,一般下层SOC较上层稳定。笔者选取三峡库区秭归县马尾松林地、退耕林地、针阔混交林地等3类森林类型的黄壤、黄棕壤、石灰土、紫色土等4类土壤类型共12种组合,通过典型地段取样法构建研究区SOC密度的深度分布模型,确立模型参数与土壤性质的回归关系,确定土壤传递函数(PTFs)方程式。结果表明:森林类型仅在土壤表层影响SOC密度,土壤类型对SOC密度影响不显著,土壤质地对各深度层SOC密度影响显著; 黏土表层SOC密度比砂质土高,SOC密度随深度下降的速率受土壤质地和森林类型的影响,黏土SOC下降速率高于砂质土; 通过森林类型和土壤质地信息,构建的模型可以预测SOC深度分布模式; 运用构建的模型估算出三峡库区黑沟小流域30 cm土层内SOC储量约为(5 290.32±74.85)t,0～100 cm土层SOC储量约为(8 280.87±120.98)t,0～30 cm土层SOC储量约占整个剖面层的63.89%。     

Carbon losses from all soils across England and Wales 1978-2003

More than twice as much carbon is held in soils as in vegetation or the atmosphere, and changes in soil carbon content can have a large effect on the global carbon budget. The possibility that climate change is being reinforced by increased carbon dioxide emissions from soils owing to rising temperature is the subject of a continuing debate. But evidence for the suggested feedback mechanism has to date come solely from small-scale laboratory and field experiments and modelling studies. Here we use data from the National Soil Inventory of England and Wales obtained between 1978 and 2003 to show that carbon was lost from soils across England and Wales over the survey period at a mean rate of 0.6% yr(-1) (relative to the existing soil carbon content). We find that the relative rate of carbon loss increased with soil carbon content and was more than 2% yr(-1) in soils with carbon contents greater than 100 g kg(-1). The relationship between rate of carbon loss and carbon content is irrespective of land use, suggesting a link to climate change. Our findings indicate that losses of soil carbon in England and Wales--and by inference in other temperate regions-are likely to have been offsetting absorption of carbon by terrestrial sinks.     

双碳目标背景下湖泊湿地的生态修复技术

湖泊湿地是我国湿地的重要组成部分,对于实现碳减排和缓解全球气候变暖具有重要作用,当前全球气候变化和人类活动干扰导致的湖泊湿地退化等限制了其碳汇功能的发挥。笔者梳理了我国湖泊湿地的退化现状与成因,分析了土地利用方式改变、生物多样性降低和环境污染对湖泊湿地碳汇功能的影响,总结了湖泊湿地的生态修复技术及增汇途径:①通过水环境修复技术去除内源和外源污染物、提升湖泊湿地水质、减缓温室气体排放等途径提高湿地植物和土壤碳储量;②生物修复可直接提高植物碳储量,进而通过植源碳的输入和微生物作用等过程提高土壤/沉积物碳储量。水文修复和生境修复技术可为生物修复营造有利的水位和生境条件。未来应强化湖泊湿地生物多样性与其碳库的协同关系及机理、水质特征对湖泊湿地碳演化规律的影响、湖泊湿地生态系统的碳汇饱和度和碳汇计量核准系统的研究等,为实现我国“双碳”目标提供科学依据。