红壤丘陵区不同地类活性有机碳分布特征及与草本生物量关系

以南方红壤丘陵区荒地、松林、草地坡地小区为研究对象,在研究了土地利用方式对土壤活性有机碳和草本生物量分布特征影响规律的基础上,深入探讨了不同土地利用方式下土壤活性有机碳与草本生物量的定量关系.结果表明不同土地利用方式对土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及草本生物量的分布特征均有重要影响,其中草地坡面小区的活性有机碳各组分和草本生物量均高于荒地和松林小区;定量关系研究表明,影响荒地、松林和草地草本生物量的活性有机碳组分分别为DOC,ROC,DOC和MBC,其中荒地坡面DOC主要通过土壤有机碳(SOC)对草本生物量产生影响.     

艾比湖湿地土壤有机碳垂直分布特征及其影响因子分析

为了揭示干旱区湿地土壤有机碳垂直分布特征及其影响因子,对新疆艾比湖湿地不同生境土壤有机碳含量及其影响因子进行了测定和分析.研究结果表明,该区域土壤有机碳含量相对较低(1.08~11.49 g/kg),且各生境土壤有机碳垂直分布的态势不尽相同;不同生境中,有植被覆盖的湿地具有较高的土壤有机碳含量;艾比湖湿地土壤不同层次有机碳含量与容重、pH值呈极显著负相关(p0.01),与全氮呈极显著正相关(p0.01),与盐度呈显著正相关(p0.05).     

高寒草甸植物根系生物量及有机碳含量与土壤机械组成的关系

研究了青藏高原藏嵩草沼泽化草甸、矮嵩草草甸、小嵩草草甸和金露梅灌丛植物根系分布、土壤有机碳含量的变化特征,并探讨了这四种草甸类型植被根系、土壤有机碳含量与土壤机械组成的关系.结果表明,四种高寒草甸植被根系生物量分别为13.39kgm-2、2.03 kg m-2、1.32 kg m-2和2.35 kg m-2,其中藏嵩草沼泽化草甸根系生物量显著高于其它三种高寒草甸,且均随土壤层次的加深而显著降低;四种高寒草甸土壤有机碳含量分别为1.51gkg-1、0.60g kg-1、0.51gkg-1和0.61gkg-1,也随土层的加深而显著降低,其中藏嵩草沼泽化草甸的有机碳含量显著高于其它三种草甸类型.植被根系和土壤有机碳分布格局及含量对土壤机械组成有显著影响,但土壤有机碳对土壤机械组成的影响弱于土壤根系.土壤质地与植被根系、土壤有机碳含量显著相关,三者相互影响共同作用,维持着高寒草甸生态系统的稳定性.     

小流域尺度下土壤有机碳和全氮空间变异特征

以小流域为尺度,通过Kriging插值用Surfer 8.0软件绘制南京邓下小流域土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)等值线图,研究了土壤有机碳和全氮空间变异特征.结果表明:(1)研究区土壤有机碳和全氮平均值分别为1.60%和0.15%,变异系数分别为44.43%和30.73%,属于中等强度变异,有机碳的变异性较强.经Kolmogorov.Smirnov检验,土壤有机碳和全氮都符合正态分布.(2)选择球状模型、指数模型分别为土壤有机碳和全氮的半方差函数理论模型,土壤有机碳和全氮的C0/(C0 c)值均小于25%,表明在变程内具有强烈的空间相关性;以小流域尺度进行土壤有机碳和全氮空间分布研究能得到较准确的结果.(3)研究区土壤有机碳和全氮分布规律是有机碳在北部较高,东南部较低,呈自北部向东南递减趋势,最低处以岛状分布在中南部,全氮空间分布和有机碳的空间分布趋势大致相同.     

洪泽湖湿地植被类型对土壤有机碳粒径分布及微生物群落结构特征的影响

【目的】研究不同植被覆盖下湿地土壤有机碳组成、微生物群落结构的特征,为合理开发利用、恢复和保护湿地生态功能提供依据。【方法】以江苏洪泽湖与淮河交汇区湿地自然植被类型(湖草滩、芦苇滩)和人工植被类型(杨树林、柳树林)的土壤为研究对象,应用物理分组的方法研究土壤不同粒径 (<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm、≥200~2 000 μm) 组分分布、有机碳含量与分布情况,采用高通量测序技术对土壤微生物群落结构特征进行表征,运用聚类分析、冗余分析研究不同植被类型土壤中微生物物种丰度相似性、微生物群落结构与不同粒径组分土壤有机碳及土壤理化性质之间的关系。【结果】①洪泽湖与淮河交汇区湿地人工植被类型林地中土壤粒径≥200~2 000 μm组分分布最少,土壤粒径≥2~63和≥63~200 μm组分分布显著高于其他粒径组分;人工植被类型土壤总有机碳含量显著高于自然植被类型,其中各植被类型各粒径组分(除粒径≥2~63 μm组分)土壤有机碳含量大小顺序均为柳树林>杨树林>湖草滩>芦苇滩;粒径< 2 μm组分的土壤有机碳分布比例显著高于其他粒径组分的,粒径≥200~2 000 μm组分的土壤有机碳分布比例低于其他粒径组分的。②各植被类型土壤微生物群落多样性(Shannon 指数)大小顺序均为芦苇滩>湖草滩>柳树林>杨树林,变形菌门(Proteobacteria)、酸杆菌门(Acidobacteria)是样地土壤细菌的主要优势种群(50.21%~66.12%);子囊菌门(Ascomycota)、担子菌门(Basidiomycota)是土壤真菌的主要优势种群(68.32%~95.11%)。土壤细菌群落聚类分析相似性系数最高的是湖草滩和芦苇滩,这个聚类和杨树林的土壤细菌群落相似性较远;真菌群落聚类分析中,湖草滩和芦苇滩的真菌群落自成一族群;杨树林和柳树林的真菌群落聚为另一族群。③微生物群落结构与土壤理化性质相关性分析显示,土壤有机碳含量和含水量是影响土壤微生物群落结构的主要因子,细菌中的酸杆菌门(Acidobacteria)和真菌中的担子菌门(Basidiomycota)受粒径<2 μm、≥2~63 μm、≥63~200 μm组分的土壤有机碳分布影响很大。【结论】洪泽湖湿地4种植被覆盖下不同粒径组分土壤的质量和有机碳含量数值呈现两头小中间大趋势,不同粒径组分中有机碳分布比例随粒径的增加而降低。种植人工植被(柳树林、杨树林)有利于增加土壤有机碳的含量,但人工植被类型未增加土壤微生物的多样性,粒径<200 μm组分的土壤有机碳分布可能影响特定的优势微生物类群。     

土地利用和侵蚀过程对土壤重金属分布的影响

在土壤侵蚀严重的黄土高原地区,选择3种土地利用类型(坡耕地、灌木林地、草地),利用放射性同位素137 Cs示踪技术分析了坡面尺度土壤侵蚀程度的变化,明确了土壤重金属(Mn、Cr、Zn、V、Ni、Cu、As、Co)在流域内的空间分布特征,分析坡面侵蚀速率变化与土壤重金属再分布的响应关系.结果表明,坡耕地总体上为"强烈侵蚀",最大侵蚀速率高达10 853.56t·km-2·a-1.灌木林地和草地为"轻度侵蚀".坡耕地Cr和As含量较高,而V、Mn、Zn、Co、Ni、Cu在灌木林地和草地含量较高.坡耕地土壤重金属的分布与侵蚀速率相反,侵蚀严重的地区,土壤重金属含量少,侵蚀微弱的地区,土壤重金属含量高.侵蚀作用下坡耕地中Cr、V、As、Co和Zn容易发生顺坡迁移流失.土地利用变化和侵蚀过程对坡面土壤重金属分布影响较大,本研究结果可为控制水土流失,减少重金属面源污染提供重要的科学依据.     

中国南北过渡带生态系统固碳服务及价值量空间格局

利用CASA模型测算净初级生产力(NPP),在碳循环过程模型的基础上估算2000—2017年秦巴山区土壤有机碳储量,使用净现值(NPV)法估算出2015年、2017年土壤有机碳的经济价值,并分析不同土地利用形式下土壤碳价值的差异性。结果表明:在时间尺度上,秦巴山区植被NPP呈现先增加、后减少的趋势,2015年植被NPP均值达到峰值;在空间尺度上,秦巴山区植被NPP呈现中间高、四周低,山区高于平原的整体趋势。土壤有机碳含量受植被净初级生产力和土壤矿质化强度的影响,空间分布呈现西北高、东南低的格局,高值区主要集中在秦岭山脉中段和大巴山区部分区域。采用净现值法估算秦巴山区2015年、2017年不同情景下土壤有机碳的价值量发现:在不同碳价和贴现率情形下,有机碳的价值量有很大差异,并且贴现率和碳价越高,价值量就越高;在不同土地利用形式下,单位面积价值量和价值总量也会不同,林地、草地的总价值量较高,而未利用地的单位面积价值量较高。将贴现率和碳价纳入到土壤有机碳价值量的估算中,不仅更切合实际情况,而且可在一定程度上为政府设置合理碳价提供理论依据。     

广东省山区土壤有机碳密度特征及空间格局

利用广东省第二次土壤普查的223个典型土壤剖面特征数据和1:20万广东省土壤类型图,在GIS技术的支撑下,对广东省山区土壤0—20cm和0—100cm的土壤有机碳密度特征及空间格局进行分析.结果表明,广东山区土壤有机碳平均密度0—20cm为29.23tC/hm2,0—100cm为100.31tC/hm2;不同土壤类型其有机碳密度差异明显,0—20cm山地草甸土最高,为72.38tC/hm2,0—100cm硫酸盐土最高,为237.58tC/hm2,山区主要土壤类型的有机碳密度差异表现为赤红壤(25.61、86.60tC/hm2)水稻土(28.94、90.82tC/hm2)红壤(31.59、110.61tC/hm2).两种土层厚度的有机碳密度均呈现出北部高于南部、粤北山区高于粤东山区和粤西北部山区的态势,土壤有机碳密度随海拔高度的上升而增大,但海拔1200m以上的山地增幅明显减缓.气候特征和海拔高度决定了广东山区土壤有机碳密度的总体分布格局,而土壤和土地利用类型的差异导致山区土壤碳密度格局变化更为复杂多样.     

青藏高原东缘高寒草地土壤碳空间异质性

运用经典统计学和地统计学的方法,探讨青藏高原东缘高寒地区典型的高寒草甸、高寒灌丛样地中小尺度下土壤碳的空间变异特征.结果表明,研究区土壤有机碳变异系数随着样地尺度的增加而增大,变化范围为13.4%~28.4%,均属中等变异.在高寒草甸和高寒灌丛不同采样尺度下土壤有机碳均具有良好的空间自相关性;半变异函数C0/(C0+C1)值介于57.93%~80.92%,具有中等程度空间相关性,说明区域土壤有机碳空间变异的主要原因为人为活动和微域内变异等随机性因素.在相同尺度下高寒灌丛群落土壤有机碳的分形维数值要小于高寒草甸群落;在研究区,随着采样尺度的增大,植被分布、群落盖度等随机因素逐渐减弱,地形起伏等结构因素有逐渐加强趋势.     

不同耕作制度下稻田土壤有机碳分布特征分析 ——以海南省中部地区为例

为了解耕作制度对热带地区稻田土壤有机碳分布的影响,选择海南岛中部地区4 种不 同耕作制度下的稻田（一熟制、二熟制、三熟制、撂荒地）为研究对象,对比分析不同类型稻田土壤 有机碳的分布特征,探究影响其分布变化的主要因素。结果表明：4 种耕作制度下稻田表层（0～30 cm）土壤有机碳含量呈现三熟制＞二熟制＞撂荒地＞一熟制的分布规律,4 种耕作制度下稻田的土 壤有机碳含量随土层加深而降低;撂荒地土壤有机碳含量与土壤pH 值极显著负相关;一熟制土壤 有机碳含量与土壤中粉粒占比显著正相关,与砂粒占比显著负相关,且不同耕作制度通过影响土 壤理化性质进而影响土壤有机碳的分布。     

广州市土壤与植被碳蓄积及其空间格局分析

以广州市为研究区,在遥感与GIS技术的支持下,基于广东省第2次土壤普查数据和2000年ETM+遥感数据,提取广州市土壤数据和遥感影像数据,采用土壤类型法和植被指数法分别计算广州市的土壤与植被碳蓄积,并分析其空间格局及相关性.结果表明:1广州市土壤有机碳储量0~20 cm为2.16×107t,0~100 cm为6.40×107t;广州市土壤有机碳平均密度0~20 cm为32.06 t·hm-2,0~100 cm为94.91 t·hm-2.2广州市植被碳储量为5.75×107t,平均碳密度为160.92 t·hm-2;不同植被类型平均碳密度:针叶林(178.00 t·hm-2)阔叶林(164.68 t·hm-2)园地(106.23 t·hm-2)灌木(8.04 t·hm-2)草地(0.13 t·hm-2).3广州市土壤有机碳密度南部高于中部和北部,土壤有机碳储量则呈现北高南低的分布特征;广州市植被碳密度较高的区域位于植被保护较好的风景区和郊区,中心城区土壤有机碳库和植被碳库都较低.4土壤有机碳储量与植被碳储量在空间上具有正相关关系,植被碳储量高的区域,其土壤有机碳储量也高.表层(0~20 cm)土壤有机碳储量与植被碳储量的相关性大于深层(0~100 cm)土壤.     

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).     

中国典型侵蚀区小流域水力侵蚀引发的CO_2通量特征

土壤水力侵蚀通过影响有机碳的合成分解过程,引发可观的CO_2吸收-排放效应.各典型水蚀区的侵蚀速率、土壤性质各不相同,其CO_2通量特征有待研究.本文收集了黑土区、紫色土区、黄土区、红壤区等中国四大典型侵蚀区中7个代表性小流域36个土壤剖面的~(137)Cs及有机碳含量数据,利用"基于参照点的CO_2通量分离方法",计算了各小流域的有机碳横向迁移通量,以及由于水蚀引发的CO_2通量.结果表明,(1)有机碳的横向迁移速率由侵蚀/淤积速率以及土壤表层含碳量共同决定,位于黄土区和红壤区的小流域有机碳流失最为严重;(2)7个小流域侵蚀区CO_2的通量范围为:-22.8~21.5g C/(m~2·a),淤积区CO_2通量范围为-31.6~54.5g C/(m~2·a);碳汇强度与欧美小流域相当,碳源强度略强;(3)位于黑土区的多数小流域以及紫色土区的小流域整体表现为碳汇;位于黄土区的小流域整体表现为强烈的碳源;位于红壤区的流域在侵蚀区表现为碳源,在淤积区表现为碳汇.其中,紫色土区小流域的固碳能力最强,79%~87%的有机碳流失可最终得到恢复;(4)针对小流域不同的CO_2通量特征,可通过合理配置水土保持措施,实现土壤侵蚀和CO_2通量的协同调控.     

毛乌素沙地西北缘不同类型沙丘土壤水分分布特征

干旱区的土壤水分分布特征受气候、区域地形、植被、土壤质地等因素的影响,其本身也是整个区域环境的重要影响因子。文中通过对位于毛乌素沙地西北缘鄂托克旗境内的裸露流动沙丘、灌木覆盖沙丘、乔木覆盖沙丘3种类型沙丘不同地貌部位0~4 m深度范围内的土壤含水量研究,采用钻孔取样、烘干称重和粒度测试等方法,分析不同植被、地形和土壤质地等因素对研究区土壤含水量分布特征的影响。结果表明:对于垂直方向0~4 m深度范围内的裸露流动沙丘、灌木和乔木覆盖沙丘平均含水量变化均表现为迎风坡高于背风坡,且在灌木覆盖沙丘和乔木覆盖沙丘的丘间洼地的土壤含水量多高于迎风坡和背风坡,不同类型沙丘在各地貌样点不同层段含水量变化差异明显,变化趋势不统一。相同的沙丘微地貌,不同类型植被覆盖对于沙丘土壤含水量在垂向上的变化有较大影响,且灌木植被的影响大于乔木植被。除了植被以外,浅层基岩的隔水作用对土壤含水量同样有重要影响。土壤水分分布特征与土壤中不同粒级的颗粒含量有关,而植被通过拦截空气中的粉尘,提高了土壤中粘土与粉砂等持水能力强的颗粒组分,进而提高了土壤平均含水量。     

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.     

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。     

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。     

小流域坡地表土层营养物质输运规律研究进展

综合目前小流域坡地研究现状,论述小流域坡地营养物质随地表径流及壤中流迁移转化的机理以及降雨、坡度与坡长、溶质特性、下垫面、土壤特性和植被状况对营养物质迁移规律的影响．针对当前小流域坡地以及面源研究中存在的不足,指出加强坡地表土营养物质输运规律研究,不仅是土壤养分流失和土壤溶质运移研究的基础,也是水环境中面污染源控制研究的重要内容,建议加强研究以不同坡地为基本单元的流域管理模式,改变不同坡地的土壤施肥量和施肥技术及耕作制度,提高植物覆盖度,弥补目前流域面源控制和管理的不足.     

长汀红壤侵蚀退化地植被恢复对土壤团聚体有机碳含量及分布的影响

植被恢复对土壤有机碳库的稳定和全球碳平衡产生重要影响.以马尾松(Pinus massoniana)人工林土壤为研究对象,采用湿筛法分离团聚体并测其有机碳含量,探讨植被恢复对土壤团聚体的影响.结果表明裸地的植被恢复显著促进了土壤表层有机碳的积累,尤其是在土壤0~10 cm土层,分别为未治理地(CK)的2.6~7.9倍和2.8~9.6倍.植被恢复影响团聚体有机碳分配并显著(P0.05)影响其有机碳含量.大团聚体具有有机碳富集作用,其有机碳恢复速度明显比微团聚体、粉粒与粘粒快,而增加的有机碳含量79.6%~90.4%储存在大团聚体,7.2%~14.0%储存在微团聚体,2.4%~6.4%储存在粉粒与粘粒.     

准噶尔盆地南缘绿洲-荒漠过渡带植被斑块格局土壤水盐及养分分布特征的分析

土壤水盐与养分是荒漠-绿洲过渡带斑块状植被生长发育和维持稳定的主要环境因子。本文通过准噶尔盆地南缘荒漠-绿洲过渡带斑块状格局土壤水分、盐分和养分的分析测定及对比分析,得出准噶尔盆地南缘荒漠-绿洲过渡带植被斑块格局土壤水盐及养分分布特征。结果表明:(1)由于植被覆盖降低太阳辐射植被斑块土壤温度小于裸地斑块土壤温度,形成以植被斑块为中心的"冷岛";植被斑块土壤水分呈反"S"型曲线分布并形成以荒漠植物梭梭植株为中心的"湿岛";不同斑块土壤总盐含量均呈"正S型"曲线分布,植被斑块形成以梭梭植株为中心的"低盐区"。(2)土壤中盐分以硫酸钙、硫酸钠和氯化钠为主,土壤八大离子中阳离子以Ca2+和Na+为主,阴离子以SO42-和Cl-为主,大部分离子浅集表聚,少部分向土土壤深处迁移。