中国农田耕层土壤有机碳现状及控制因素

农田土壤有机碳库是陆地生态系统中最活跃和最重要的土壤碳库之一.研究中国农田耕层土壤有机碳的空间格局及控制因素,是评价农业土壤对国家尺度碳平衡贡献的必要部分.本文通过野外实地土壤采样,整合2004—2013年间发表的有关中国农田耕层土壤有机碳的158篇研究文献的基础上,分析了中国东北、华北、华东、华南、西南和西北6个农业区耕层土壤有机碳平均含量的变化及影响因素.结果显示:以区域平均值表示的农田耕层土壤有机碳变化范围为(7.80~17.43)g·kg~(-1),有机碳含量由高到低的区域顺序为华南西南东北华东华北西北,全国总平均含量为(14.59±6.29)g·kg~(-1).水田耕层土壤有机碳含量(18.26±7.06 g·kg~(-1))显著高于旱地土壤(11.63±5.65 g·kg~(-1))(P0.001).旱作区作物种类对土壤有机碳含量无显著影响(P=0.37).在pH7的土壤中,有机碳含量与pH之无显著相关性;而在pH7的条件下,土壤有机碳含量与pH呈显著负相关关系(P0.01).年平均气温和降雨对中国农田耕层土壤有机碳含量均有显著影响,在年平均气温MAT≤10℃的区域,土壤有机碳与年平均气温表现为显著负相关关系(P0.01),而在MAT10℃时表现为显著正相关关系(P0.01);土壤有机碳含量与年平均降雨量呈显著正相关(P0.01),年平均气温和年平均降雨量无交互作用(P=0.63).     

管理措施对绿洲农田土壤总有机碳及易氧化有机碳季节变化的影响

研究了新疆干旱区绿洲棉田不同管理措施对土壤有机碳及易氧化有机碳变化的影响,揭示棉田土壤质量的变化,以期为棉花合理施肥及提高农田土壤肥力,实现资源的可持续利用提供依据。结果表明：土壤总有机碳含量在棉花播种前较低,花铃期有机碳含量有所增加,至收获期达到最大值;土壤易氧化有机碳含量在棉花播种前较低,在花铃期达到最大值,而在收获期明显降低。不同农业管理措施下,不同土层土壤总有机碳含量和易氧化有机碳含量均表现出土壤上层最高、随土层深度增加呈降低的趋势。不同灌溉方式下,滴灌棉田土壤易氧化有机碳的含量提高,土壤易氧化有机碳占总有机碳的比例增加,而漫灌棉田增加了土壤有机碳的稳定性,有利于土壤有机碳的积累。     

小麦秸秆还田对华北高产粮区碳截留的作用

根据公开发表的文献资料中的数据,从秸秆还田对土壤有机碳的增加、对生物量碳的增加和秸秆还田减少化学N、P、K肥料的使用可减排碳三个方面,定量研究了华北平原冬小麦-玉米轮作区秸秆还田对农田生态系统碳截留的作用。结果表明,在高产粮区,若小麦秸秆全部还田,可以增加土壤有机碳690 kg C.hm-1.year-1;增加生物量碳580 kg C.hm-1.year-1;因增加土壤N、P、K含量少施化肥减排碳40 kg C.hm-1.year-1;合计大约可以增加1310 kg C.hm-1.year-1的碳截留。     

土壤有机碳研究进展

土壤有机碳在全球变化研究中具有重要地位,其固存与排放对全球气候变化有重要影响.本文回顾了国内外土壤有机碳的研究进展及趋势,阐述了土壤有机碳的含量与分布、测度指标以及测定方法,指出了我国在土壤有机碳研究方面存在的问题及今后的发展方向.     

我国土壤有机碳储量及影响因素研究进展

土壤有机碳储量、分布及其转化在陆地碳循环中起着重要的作用.本文对我国土壤有机碳储量、估算方法以及影响有机碳贮量的自然和人文因素等方面的研究进展进行了综述.介绍了土壤有机碳变化对土壤质量的影响,认为研究应从保护生态环境和可持续发展的理论出发,加强土地管理方式的改变,促进土壤有机质的积累,提高土壤生产力.     

中国农田生态系统碳增汇/减排技术研究进展

从影响农田生态系统碳循环的主要因素出发，概括总结了我国有关的农田碳增汇／减排技术，提出了对农田碳增汇／减排技术进行效益评价的方法，指出了当前在该领域研究中存在的问题和不足，以及未来的发展趋势．     

岩溶区钙与土壤有机碳关系的研究进展

土壤碳库在全球碳循环中占有重要的地位,土壤有机碳的稳定程度直接影响到其对大气CO2产生碳汇的潜力,土壤钙不仅是盐基离子,能影响土壤pH值,而且对土壤有机碳的稳定性和吸收大气CO2的能力产生影响。本文综述了土壤有机碳稳定机制研究方法,钙对土壤有机质稳定性影响研究进展,以及岩溶区富钙偏碱的地球化学背景下土壤大量钙存在对有机碳稳定性影响的研究进展。     

农田土壤N2O的发生机制及其主要影响因素

氧化亚氮(N2O)是大气中的一种痕量气体,同时也是一种重要的温室效应气体,并且它还可以和臭氧(O3)反应以致破坏臭氧层.其增温潜势大,滞留大气时间长,近年来成为全球关注的议题.农田土壤是N2O重要的源,中国是农业大国,研究农田N2O的产生机制、影响因素及其相应的减排措施,对于控制温室气体排放,维护生态平衡,改善我国人民的生存环境质量,无疑具有重要的现实意义.本文拟就目前国内外农田土壤N2O的产生机制、影响因素及相应的减排措施等研究的进展作一综述.     

西天山高寒草甸地区土壤有机碳分布及其影响因素

西天山对西北干旱区气候和物质循环有着巨大的调节作用,开展该地区土壤有机碳分布及其储量的研究对于理解西天山高寒草甸地区对全球气候变化的潜在作用及风险具有重要意义.以西天山高寒草甸地区为研究对象,采集四个海拔共12个土壤样品,测定了土壤有机碳、全氮含量及其他理化性质,并对土壤有机碳、全氮、碳氮比在不同海拔和不同深度上的分布特征及影响有机碳的因素进行分析.结果表明:土壤有机碳含量与p H显著负相关(p0.05),碳氮比随土壤深度的增加而显著减少(p0.05),土壤有机碳含量、全氮随海拔高度的增加而增加,碳氮比在海拔2 900 m处最大且比值接近微生物生命活动最适点,暗示全球增温的大环境下海拔2 900 m处可能会成为西天山高寒草甸有机碳释放最快的碳源.本研究旨在明确西天山高寒草甸地区土壤有机碳的分布特征及其潜在影响因素,为评价其碳汇碳源提供基本理论依据.     

上海黄浦江两支流河流甲烷含量研究

甲烷是一种重要的温室气体,虽然目前大气中含量远小于二氧化碳,但排放增长率却大于后者.研究区域为上海市黄浦江支流苏州河和淀浦河,通过实验数据对比城郊春夏的甲烷排放的差异,探讨甲烷产生的机制及其与环境因子的关系,这将有助于研究河流甲烷排放对于环境变化的影响.研究结果认为河流甲烷主要来源于水中沉积物,其产生与水质、温度等因素相关;同时甲烷摩尔浓度与硝酸根离子质量体积比存在负相关性,与铵根离子质量体积比和有机碳质量分数存在正相关性.     

Carbon isotopic composition of mantle xenoliths in alkali basalt from Damaping, Hebei

The carbon isotopic composition of CO-2, CO and CH-4 extracted by pyrolysis from spinel lherzolite and black pyroxenolite xenoliths in alkali basalt from Damaping has been measured with GC_MS. The results show that, at heating temperatures from 400 to 1 140℃, the δ 13C of CO-2 and CO is -22‰--27‰, and that of CH-4 -30‰--50‰. The data imply that the magma which was generated in the upper mantle by partial melting in the area has experienced the multistage degassing process, and the δ 13C values represent the carbon isotopic composition of CO-2, CO and CH-4 remaining in it, respectively.     

油菜秸秆腐解进程及碳氮释放规律研究

为推进农村作物秸秆的资源化利用,减少秸秆焚烧对环境的影响,培养与提高土壤肥力,采用尼龙网袋法设置了油菜秸秆归还到水稻田的田间试验,研究了油菜秸秆的腐解进程及碳氮元素释放情况。结果表明,油菜秸秆的腐解率、碳、氮释放率均随时间延长而逐渐增大,秸秆的碳氮比总体呈现波动下降趋势;秸秆还田量与腐解率呈反相关关系,表现为全量还田〈2／3量还田〈1／2量还田〈1／3量还田;油菜秸秆还田深度在10cm时腐解最慢,在表层腐解最快,20cm深时腐解速度居中。该研究对调控还田秸秆腐解速度,利用秸秆释放养分培肥地力具有重要的意义。     

江西省茶叶主产地茶园土壤生态化学计量特征

为了探讨茶园土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征及其对环境因子的响应,在江西省茶叶主产县不同海拔、种植年限的茶园采集0~20 cm土壤样品,用于测定土壤SOC、TN、TP含量并计算化学计量比。结果表明：(1)茶园土壤SOC、TN含量均值分别为13.84 g/kg、1.37 g/kg,均高于全国土壤平均水平,达到Ⅰ级茶园肥力指标,而土壤TP含量均值为0.47 g/kg,低于全国土壤平均水平,达到Ⅱ级茶园肥力指标。(2)土壤C：N、C：P、N：P均值分别为10.97、32.61、3.49,均低于全国土壤平均水平,表明茶园土壤P具有较高的有效性,而土壤N相对缺乏。(3)随着海拔的增加,土壤SOC含量、C：N、C：P均表现出先减少后增加的趋势,土壤TN含量、TP含量、N：P则变化规律不明显。(4)随着种植年限的增加,土壤SOC含量、TN含量、C：P均表现出增加的趋势,土壤N：P呈现先增加后减少的趋势,土壤C：N呈现先减少后增加的趋势,而土壤TP含量变化规律不明显。建议在茶园经营过程中适当施加氮肥以维持氮磷元素平衡。     

铁酸锌气体还原的热力学分析

根据热力学原理,计算并分析了含锌冶金粉尘中的重要成分ZnFe2 O4在CO- CO2气体还原过程中的热力学行为. ZnFe2 O4的气体还原遵循逐级还原规律,且ZnFe2 O4很容易被CO还原到ZnO和Fe3 O4.较高温度条件下,ZnO的气体还原易于FeO的还原.随着反应温度升高,锌完全反应和挥发所需要的CO含量不断降低,当反应温度从1100 K升高到1400 K时所需的CO体积分数由0.4降低到0.01以下.要达到还原分离金属锌的目的,不必将铁氧化物还原到金属铁,而只需将铁氧化物还原到Fe3 O4或FeO,同时满足锌的还原条件即可.在高炉炉身中上部,由于发生锌的还原反应和内部循环,给高炉生产带来危害,因此应减少和控制高炉的锌负荷.     

农田水肥关系研究现状

土壤水分与肥料是制约农业生产的两大因素,如何通过有效的措施,更好地协调水肥关系,以达到合理经济地利用水分和养分是旱地农业研究的目的.本文对近几年一部分水肥耦合研究的内容进行了简单的分类,并分析了各类的研究状况,对研究的发展趋势进行了展望.综合评述了水肥耦合的机理性研究和应用研究,预测发展“平衡施肥”和节水的生态农业,实现旱地农业的可持续发展是未来农业的发展方向.     

干旱影响森林土壤有机碳周转及积累的研究进展

随着全球气候变暖趋势加剧,伴之而来的干旱问题成为全球关注的热点。干旱对森林生态系统碳积累和周转可能产生显著影响,其主要过程包括植被地上部分和地下部分凋落物对土壤有机碳的输入、凋落物的分解及土壤有机碳的矿化等。笔者综合分析了近年来国内外相关研究成果,对干旱影响森林土壤有机碳的主要过程与机制进行了归纳和总结,结果表明:①干旱通过促进叶片提前脱落,短期增加森林凋落物量,长期干旱则影响森林植物生长,降低森林初级生产力从而降低植物地上凋落物量。轻度和中度干旱下植物为补偿水分缺失增加细根生物量维持植物生命力,重度干旱下植物丧失自我修复能力导致细根生物量降低,干旱也会造成细根死亡率增加。平均而言,全球范围内干旱会造成森林凋落物量降低(1.9%)和细根生物量降低(8.7%),最终减少植物有机碳向土壤的输入量。②干旱可通过改变凋落物化学性质,对分解者——土壤动物、微生物产生胁迫,从而引起凋落物分解速率下降(10%~70%)。干旱使凋落物碳氮含量变化,造成凋落物次生代谢物,如纤维素、木质素、单宁等积累,改变根系分泌物化学组分,从而影响凋落物分解。干旱导致真菌生物量和分解者等土壤动物丰度降低,增加分解者捕食压力,使相关微生物和酶活性下降,造成凋落物分解速率下降。③干旱驱动微生物群落组成变化(真菌细菌比、革兰阳阴细菌比增加),造成微生物生物量下降,活性减弱,此外还会降低腐食动物的摄食活性、酶活性,最终导致土壤有机碳矿化速率下降(10%~50%)。④干旱对土壤有机碳不同组分影响不同,干旱会减小土壤微生物生物量碳(MBC)库(2%~30%),造成表层土壤溶解性有机碳(DOC)积累(30%~60%)。而在全球范围内的不同区域,干旱对土壤有机碳积累的影响也不同,亚热带森林中干旱对土壤有机碳积累的影响多是负面的,热带森林中则相反。总体而言,干旱对森林土壤有机碳库储量影响可能不大,但降低了土壤碳周转效率。而森林土壤有机碳周转过程不仅受干旱这一单一因素影响,温度、物种等因素会共同作用于土壤有机碳的周转与积累,且单因子的简单叠加模拟可能与现实环境中多因子综合对土壤碳通量的影响有一定差别。未来需要通过长期观测、延长控制实验时间、模拟原生环境条件等,开展多因素综合实验,加强干旱对土壤动物和微生物影响的研究,以深入了解干旱对森林土壤有机碳影响的生物学与生态学的过程与机制。     

Changes in topsoil organic carbon of croplands in mainland China over the last two decades

World soils hold 1550 Pg of organic carbon (C) in the terrestrial system[1], twice as much as that in the atmosphere or 2 to 4 times as much as that in the ter- restrial biomass[2, 3]. Compared with the natural soils, C in agricultural soils shows great s…     

合理利用黑龙港地区植被资源加速建设生态农业

黑龙港地区有如下自然特征:地势较低;有大量下陷地帶;土壤盐碱性质严重;土地贫瘠且经常发生旱、涝等自然灾害。所有这些因素都严重地影响着农业生产的发展。由于这一地区缺乏肥料和能源,所以农、林、牧业的发展受到阻碍,造成农业生态体系的不平衡。为了发展农业林、牧和实现农业生态体系的良性循环,应采取下列措施:1)合理利用植物资源;2)植树绿化积肥;3)加速农业生态建设。     

模拟氮磷沉降和凋落物处理对两种林型红松林土壤有机碳组分的影响

【目的】阐明模拟氮(N)磷(P)沉降和凋落物处理对两种林型红松(Pinus koraiensis)林土壤有机碳(SOC)组分的影响,为该地区红松林的合理施肥提供参考。【方法】以黑龙江省伊春市带岭区凉水国家级自然保护区红松人工林与阔叶红松林为对象,每个林型设置3块20 m×30 m样地,每块样地间隔20 m,每块样地内布设12个样方,共计72个样方。每个样方实施两种处理：(1)凋落物处理：2017年10月进行该处理的去除(R)、添加(A)和原状(CK1)3个水平的试验,每个水平设定3个重复;(2)模拟氮磷沉降处理：2018年与2019年的5—10月,每月进行1次该处理的试验,分别使用(NH₄)₂SO₄和(NH₄)₂HPO₄作为氮源和磷源配置成不同质量浓度的液体肥,施肥量设置低剂量(L,N、P添加量均为5 g/m²)、中剂量(M,N添加量为15 g/m²,P添加量为10 g/m²)、高剂量(H,...