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.     

淮北淤土不同利用方式下土壤有机碳组分的变异

分析了安徽省淮北地区不同利用方式(农地、林地、荒地)下土壤总有机碳、可 溶性有机碳和微生物量碳的含量及其剖面分布.结果表明:土壤剖面上,总有机碳、可溶性 有机碳和微生物碳含量在表层土壤中最高,均呈随着土层深度加深而递减的趋势;可溶性有 机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在5.23%-13.45%和3.09%-8.82%之间波动.不同 利用方式对土壤有机碳及其活性组分的含量影响很大,林地土壤总有机碳、可溶性有机碳, 微生物碳含量最高,其次为农地,荒地含量最低;可溶性有机碳占总有机碳比率为林地＜农 地＜荒地,微生物量碳占总有机碳的比率为农地＜林地＜荒地.腐殖酸含量变化与总有机碳具有一致性.     

不同岩性背景下表层土壤理化性质差异及其影响因素研究

受制于空间异质性,影响土壤理化性质变化的环境因子仍具有较大的不确定性.以鄂西南地区喀斯特和非喀斯特发育下的次生林和耕地为研究对象,对比了表层土壤(0～15 cm)化学(pH、有机碳和总氮)和物理特性(质地、孔隙度和容重)差异,并基于冗余分析(RDA)解析影响土壤性质变化的主控环境因子.结果表明:喀斯特土壤有机碳、总氮及砂粒含量显著(P0.05)高于非喀斯特土壤,粘粒含量则相反,与碳酸盐岩富钙镁(养分容易富集)及易于溶蚀(易于形成风化砂层)的特性有关.耕地土壤有机碳和总氮显著(P0.05)低于次生林,同时耕作还导致喀斯特耕地土壤粘粒显著增加、砂粒含量减小,增加粘粒流失的风险.裸岩率解释了喀斯特地区土壤性质63.6%的变异,而土地利用方式(43.8%)和海拔(27.5%)则是非喀斯特地区土壤性质变化的主控因素.因此,区域尺度土壤性质预测需关注岩性等环境因子的影响.     

天津北大港沼泽湿地土壤团聚体碳组分对长期开垦的响应

为研究滨海湿地消亡与退化过程中土壤团聚体碳组分的变化情况,选取天津北大港盐渍化芦苇沼泽湿地和对应长期开垦的农田为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)的土壤,利用湿筛法得到大团聚体(2.000 mm)、中团聚体(0.250～2.000 mm)、微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分(0.053 mm)共4个土壤团聚体粒级组分,并利用元素分析仪对其有机碳和无机碳含量进行测定和分析.结果表明:①湿地开垦后,表层土壤大团聚体比例显著下降了82%,微团聚体和矿质颗粒组分比例分别显著增加了181%和57%,亚表层土壤中团聚体和微团聚体比例分别显著增加了40%和113%,矿质颗粒组分比例显著下降了61%.②开垦后,除了亚表层土壤的矿质颗粒组分外,土壤各粒级团聚体有机碳(soil organic carbon,SOC)含量均显著降低(-35%～206%),其中,中团聚体SOC含量对开垦响应最敏感.③开垦显著增加了土壤无机碳(soilinorganiccarbon,SIC)的含量,表层和亚表层土壤增幅分别为25%和137%,可见无机碳多富集在下层土壤中;但大团聚体组分的无机碳含量下降,占比下降了41%.④湿地开垦后,表层全土及各组分总碳(total carbon,TC)含量均显著降低了26%～50%,亚表层全土TC含量增加了16%,其中矿质颗粒组分TC含量的增加(65%)弥补了大团聚体和中团聚体TC的减少.综上,长期开垦改变了湿地土壤团聚体的分布和土壤结构,显著降低了有机碳和表层土壤的总碳含量,从而削弱了滨海湿地的碳汇和肥力等重要功能;但开垦增加了无机碳含量(68%),这在一定程度上减缓了碳库的流失,因此今后在滨海盐渍化湿地地区应进一步关注无机碳的动态变化.     

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%.     

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.     

稻田垄作免耕对根际土壤有机碳及颗粒态有机碳的影响

以稻田免耕长期定位试验站为平台,分析不同耕作制度对稻田根际土壤有机碳(SOC)和颗粒态有机碳(POC)的影响,并与非根际土壤进行对比分析.结果表明,长期实行垄作免耕(水稻—油菜)的方式下,根际SOC和POC含量显著高于其他耕作方式,而实行水旱轮作(水稻—油菜)方式下二者含量均最低.垄作免耕(水稻—油菜)根际SOC含量高于非根际土壤,而其他耕作处理均为根际低于非根际土壤.另外,垄作免耕(水稻—油菜)根际土壤POC含量高于非根际土壤,差异达极显著水平(p＜0.01);常规平作(水稻—冬水田)也为根际大于非根际土壤,但差异不显著;其余耕作处理根际土壤POC含量均表现为非根际大于根际土壤,且差异均不显著(p＞0.05).垄作免耕(水稻—冬水田)和垄作免耕(水稻—油菜)SOC和POC含量间存在显著相关性,表明免耕方式有利于土壤有机碳和颗粒有机碳的保护和稳定.     

耕作方式影响旱作农田土壤呼吸的整合研究

目的 研究农田生态系统中耕作管理措施实施后，中国旱作农田土壤呼吸的变化特征及其影响因素。方法 利用国内外已发表的55篇研究论文，通过Meta分析技术进行分析。结果 与传统耕作相比较而言，免耕、深耕、少耕和浅耕措施对土壤呼吸、温度、水分、有机碳、碳氮比、容重、微生物数量和农作物产量影响显著。免耕和深耕条件下土壤呼吸分别减少了8.22%(P<0.05)和2.25%(P>0.05),少耕和浅耕条件下土壤呼吸分别增加了7.86%和4.67%,但没有达到统计水平(P>0.05)。农业耕作管理措施实施后，土壤呼吸的改变量与土壤温度、水分、碳氮比、容重、有机碳、微生物数量和农作物产量的改变量密切相关，且对农田土壤呼吸的贡献呈现出土壤理化性质(47%～96%)>土壤微环境因素(4%～19%)>生物因素(4%～13%)的趋势。结论 在中国旱作农田生态系统中，耕作管理措施实施后，农田土壤呼吸主要受土壤理化性质(土壤有机碳、土壤碳氮比和土壤容重)的驱动，从固碳减排的角度而言，应该在中国旱作农田大力推广免耕措施。     

津冀3个盐渍化沼泽湿地土壤团聚体有机碳的分布特征

为了研究盐渍化沼泽土壤团聚体中有机碳的区域分布特征对湿地土壤碳循环的影响,选取津冀地区3个咸化沼泽湿地(北大港、七里海和白洋淀)为研究对象,分别采集表层(0～15 cm)和亚表层(15～30 cm)土壤样品,基于湿筛法得到4个不同粒级的土壤团聚体,通过酸化法去除无机碳后,对其有机碳(soil organic carbon,SOC)含量进行测定与分析.结果表明:①北大港湿地土壤表层总SOC含量显著高于七里海和白洋淀,七里海湿地亚表层总SOC含量显著高于白洋淀,但与北大港湿地无显著差异;②北大港、七里海和白洋淀湿地表层均以粒径 0.250 mm的大团聚体为主;七里海湿地亚表层以粒径 0.250 mm的大团聚体为主,而北大港湿地和白洋淀湿地亚表层则以粒径为0.250～2.000 mm的中间团聚体、粒径为0.053～0.250 mm的微团聚体和矿质颗粒组分为主;③北大港湿地表层土壤各粒级团聚体和矿质颗粒SOC含量显著高于七里海和白洋淀;在亚表层土壤中,北大港湿地大团聚体( 0.250 mm)的SOC含量显著高于七里海和白洋淀大团聚体SOC的含量,而七里海微团聚体(0.053～0.250 mm)和矿质颗粒组分的SOC含量显著高于北大港和白洋淀湿地的.④土壤总有机碳和各粒级团聚体的有机碳含量与湿地植物生物量(地上、根)呈负相关关系,但与土壤盐度呈正相关关系,表明该区盐渍化梯度尽管抑制了植物生长,但增加了有机碳含量,这可能是因为该盐度梯度抑制了微生物对有机质的矿化分解,从而有利于湿地土壤有机碳的累积,说明盐渍化影响津冀地区咸化湿地土壤有机碳库分异的过程机理亟需进一步深入研究.     

江西省森林土壤有机碳储量研究

根据江西省第2次土壤普查资料,结合“十五”期间(2001—2005年)江西省森林资源二类调查资料,采用GIS技术和国际上常用的土壤分类系统对江西省森林土壤有机碳密度和碳储量进行了估算,并分析其空间分布特征。江西省森林总面积为1 004.32万hm2,其0~20 cm和0~100 cm土层有机碳储量分别为4.01×108 t和1.03×109 t。总体上看,从中北部平原向外至山地,土壤有机碳密度水平呈递增趋势,表现出受气候、植被和地形影响的地带性分布特征。森林土壤0~20 cm土层的平均有机碳密度(以面积加权)为3.89 kg/m2,低于我国自然土壤表层平均有机碳密度值(570 kg/m2),略高于全国耕作土壤平均有机碳密度值(3.00 kg/m2);在0~100 cm土层的平均有机碳密度为10.21 kg/m2,略高于近年来中国土壤平均有机碳密度的估算值(5.46~9.60 kg/m2)。     

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%。     

北京西北部典型城市化地区不同土地利用类型土壤碳特征分析

城市化地区土壤碳库,既受到人类活动的强烈影响,同时又深刻地影响着城市化地区的碳循环过程.本文在采集北京市西北部典型城市化地区不同土地利用类型土壤样本的基础上,分析了不同土地利用类型下的土壤碳特征.分析结果表明:样本土壤总碳质量分数w在0.918%~2.546%之间变动,城市林地、人工草地、山区林地样方的土壤总碳w较高,裸地最低,不同类型土壤差异并不十分显著.土壤有机碳w的变幅为0.196%~1.728%,不同类型土壤差异较为明显,最高为城市林地,其次为山区林地,最低为裸地;垂直方向上,自上而下土壤有机碳w有明显减少的趋势,但裸地和园地的这种特征表现不明显.土壤有机碳密度的变幅为9.617~52.915(t.hm-2),不同土地利用类型的土壤差异较明显,最高为林地,此次是园地,最低为裸地;同类型样方土壤有机碳密度,大致有城市内部高于城市边缘的趋势.土壤无机碳w的变化幅度为0.087%~1.275%,城市内部或城市用地样方,高于城市外围或农业用地样方.而土壤碳氮质量比的变幅在10.905%~98.953%之间,不同土地利用类型的土壤有着较为明显的差异,裸地表现出异常的高值,其次是人工草地,而耕地、园地、城市林地和...     

上海城市绿地土壤有机碳、全氮分布特征

选择上海市中心城区公园、道路、街头等样地,研究了城市绿地土壤有机碳、全氮的分布特征及其在不同利用方式下各土壤剖面的含量变化。结果表明:上海城市绿地土壤有机碳、全氮平均含量分别为11.21、1.06 g/kg,其中有机碳含量以0～10 g/kg和10～20 g/kg为主,分别占全部的47.18%、47.18%,全氮含量以0.5～1.0 g/kg和1.0～1.5 g/kg为主,分别占全部的49.56%和39.80%;与上海市郊区农田土壤相比,中心城区绿地土壤有机碳平均含量低5.68g/kg,幅度为33.63%,全氮平均含量低0.89 g/kg,幅度为45.64%;与第2次土壤普查上海数据相比,上海中心城区绿地土壤有机碳含量下降了10.19 g/kg,降幅为47.62%,全氮含量下降了0.18 g/kg,降幅为14.52%。不同利用方式下城市绿地土壤有机碳、全氮含量从大到小顺序为公园、街头、道路,且差异主要与人为养护水平有关;城市绿地土壤有机碳、全氮含量随剖面深度增加呈下降趋势,且表层均显著高于下层(p<0.05)。回归分析表明,城市土壤有机碳、全氮之间满足显著线性关系,符合方程y=0.056 3x+0.430 5。研究结果表明,提高土壤养护水平,降低人为活动影响强度是增加城市绿地土壤有机碳、全氮的重要途径。     

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.     

荒漠化逆转地区耕层土壤有机碳时空动态研究

以陕西省榆林市为例研究荒漠化逆转地区耕层土壤有机碳时空动态特征．研究表明近20年来耕层土壤有机碳质量分数、密度和储量分别增加了0．510g／kg，0.161kg／m^2，10．78Gg．这表明自然植被恢复、人工种草、退耕还草等土地利用／覆被变化措施能显著提高荒漠化地区土壤固碳能力．     

草地造林40年后土壤可溶性有机碳下降

为了解天然草地造林后土壤可溶性有机碳的变化,以河北塞罕坝的羊草草甸草原以及在草甸草原上营造的樟子松人工林和落叶松人工林为研究对象,比较了3种植被类型土壤表层0-30cm的土壤可溶性有机碳、土壤总有机碳和土壤全氮等指标。结果表明,人工针叶林的土壤可溶性有机碳、土壤有机碳和土壤全氮含量均低于草甸草原,天然草地营造人工针叶林40年后土壤可溶性有机碳、土壤有机碳和土壤全氮都有所下降,人工林生态系统的土壤异质性低于草甸草原。     

Carbonate rock dissolution rates in different landuses and their carbon sink effect

Research on karst processes is important for the determination of their carbon sink potential,as is research into terrestrial ecosystems in karst areas.Solutional denudation rates of soils from three karst spring watersheds supporting different land uses were studied.Solution rates showed a distinct pattern based on land use,with a generally higher rate being recorded in forest use soil.The mean values for tablet dissolution from the cultivated land,shrublands,secondary forest,grassland and primary forest were 4.02,7.0,40.0,20.0,63.5 t km-2 a-1 respectively.Changes in vegetation patterns could improve the size of karst carbon sinks;for example,in this study the carbon sink was 3 times higher in primary forest than in secondary forest soil and 9 times higher than under shrubland,equating to an increase from 5.71-7.02 to 24.86-26.17 t km-2 a-1 from cultivated land or shrub to secondary forest and to primary forest,respectively.     

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。     

Long-term sensitivity of soil carbon turnover to warming

The sensitivity of soil carbon to warming is a major uncertainty in projections of carbon dioxide concentration and climate. Experimental studies overwhelmingly indicate increased soil organic carbon (SOC) decomposition at higher temperatures, resulting in increased carbon dioxide emissions from soils. However, recent findings have been cited as evidence against increased soil carbon emissions in a warmer world. In soil warming experiments, the initially increased carbon dioxide efflux returns to pre-warming rates within one to three years, and apparent carbon pool turnover times are insensitive to temperature. It has already been suggested that the apparent lack of temperature dependence could be an artefact due to neglecting the extreme heterogeneity of soil carbon, but no explicit model has yet been presented that can reconcile all the above findings. Here we present a simple three-pool model that partitions SOC into components with different intrinsic turnover rates. Using this model, we show that the results of all the soil-warming experiments are compatible with long-term temperature sensitivity of SOC turnover: they can be explained by rapid depletion of labile SOC combined with the negligible response of non-labile SOC on experimental timescales. Furthermore, we present evidence that non-labile SOC is more sensitive to temperature than labile SOC, implying that the long-term positive feedback of soil decomposition in a warming world may be even stronger than predicted by global models.