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%。     

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.     

信阳土壤有机碳分布特点与储量估算

本文对信阳市土壤有机碳库（Soil Organic Carbon,SOC）储量与有机碳密度进行了估算,探讨了信阳市SOC分布特点。研究结果显示,信阳市0～1m土体内有机碳储量约为0.11Pg,其中土壤耕层内约为0.04Pg。0～1m土体平均SOC密度为6.02kg/m2,耕层SOC密度为2.13kg/m2,信阳表层SOC储量所占比率小于全国平均水平。     

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。     

不同杨农复合经营模式土壤有机碳和全氮含量 垂直分布及储量研究

对苏北地区3种杨农复合经营模式(宽窄行模式即K模式、片林模式即P模式和网格模式即W模式)的100 cm土体8个土层中土壤有机碳、氮的分布进行研究,结果表明：3种模式土壤有机碳、氮含量及储量的剖面分布均表现出在表层相对较高,都有随土壤剖面深度增加而降低的趋势,且耕作层以下迅速降低。3种模式深度100 cm的土壤有机碳含量变化范围为0.64~1527 g/kg, 全氮含量变化范围0.30~2.09 g/kg;土壤有机碳含量与全氮含量及C/N呈极显著相关关系;100 cm深土壤有机碳储量在3种模式中分别达(71.19±0.72)、(40.67±058)和(42.64±0.56) t/hm2。     

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。     

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.     

不同退化程度高寒草地土壤有机碳分布特征

在青海省三江源区选择了甘德县青珍乡高寒草甸和玛多县花石峡镇高寒草原典型样区,各划分5种不同退化程度样地(未退化、轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化),分层采集0~10,10~20和20~30 cm不同深度土层样品,分析土壤有机碳含量。结果表明:研究区内高寒草地土壤表土有机碳含量及有机碳密度均随退化程度的加剧和土层的加深呈显著下降,各退化程度间均差异极显著(P0.01)。与原生植被相比,轻度退化、中度退化、重度退化和极度退化下0~30 cm土层有机碳含量在青珍样地分别平均降低了21.7%,38.8%,67.4%和79.6%,花石峡样地分别平均降低了19.4%,44.4%,67.0%和79.7%。表层土壤有机碳及有机碳密度在生态系统退化下变化剧烈,不同土层不同退化程度高寒草甸土壤有机碳含量及有机碳密度均高于高寒草原草地,估计退化下土壤有机碳密度平均下降了16 t/hm2,累积退化下表土有机碳损失可能在12 Pg以上。     

伏牛山北坡栓皮栎天然次生林不同生长阶段土壤碳储量研究

为开展栓皮栎林的碳储量估算做一些前期的探索研究工作,选择伏牛山国家级自然保护区北坡浅山丘陵区3种不同生长阶段的天然次生林栓皮栎林群落,调查研究了土壤层碳储量的分配特点及变化规律,并对3种不同生长阶段样地的实地调查以及实验测定的碳含量的分析.研究结果表明:1)栓皮栎林不同生长阶段土壤容重均表现为从表层到土壤深处随深度增加而逐渐增加的趋势;同时随着土层深度的增加,不同生长阶段土壤有机碳含量急剧下降,以土壤最底层(30~50 cm)的有机碳含量最低.2)对于同一生长阶段的生长阶段而言,在土壤垂直剖面上,土壤有机质随着土壤深度的增加呈现逐渐减小的趋势,且林地土壤表层(0~10 cm)的土壤有机质明显大于其他层次.3)栓皮栎林不同生长阶段林分土壤各层次的碳储量都随着土层深度的增加而降低,以地表0~10 cm的土壤碳储量最大.幼龄林土壤在0~50 cm碳储量为43.49 t·hm~(-2),中龄林为83.67 t·hm~(-2),成熟林为67.53 t·hm~(-2).     

陕北黄土丘陵区土壤碳氮库对人工植被恢复的响应

为揭示陕北黄土丘陵区深层土壤碳氮含量及储量对不同人工植被恢复的响应特征,在典型退耕还林区,选择恢复30年的人工刺槐、柠条林地、撂荒地及坡耕地,分析0～200 cm土层有机碳和全氮剖面分布和数量的变化状况.结果表明:不同植被类型有机碳和全氮含量均在0～100 cm土层随土层加深呈下降趋势,而100～ 200 cm趋于平缓.较坡耕地,3种植被下100～200 cm深层土壤有机碳密度平均增加7.93 Mg/hm2,全氮密度平均增加0.65 Mg/hm2.且3种植被下100～200 cm深层土壤有机碳和氮密度平均分别占到0～200 cm深土壤的24.4％和26.7％,分别是坡耕地的1.52倍和1.85倍.因此,长期人工植被恢复下能够增加土壤深层(0～ 200 cm)有机碳和全氮储量,并且以刺槐林提升土壤碳氮储量潜力较高.     

天津武清冬季PM2.5含碳组分的逐时观测及分析

为了解京津冀地区冬季气溶胶含碳组分浓度及变化特征, 2011年12月至2012年1月在天津市武清区针对PM_2.5中元素碳(EC)、有机碳(OC)、水溶性有机碳(WSOC)及水溶性离子组分进行实时半在线的逐时浓度综合观测。观测期间EC和OC的平均浓度分别为6.0±4.8和21.5±19.2 μg C/m³, 分别占PM_2.5观测组分总浓度平均值的8%和30%。WSOC平均浓度为14.3±11.8 μg C/m³, 占平均OC浓度的67%。观测期间, 污染物浓度的大幅变化主要受气象条件控制, OC, EC和WSOC日变化特征相对不显著。观测期间大部分时间OC/EC比值稳定, OC/EC平均值为3.9。通过含碳组分与其他示踪组分的相关性分析, 初步判定武清冬季的气溶胶含碳组分主要来自生物质燃烧的一次性排放, 且影响当地的气团经过明显老化过程。约一半的OC来自一次生物质燃烧排放, 另一半来自二次生成。     

有机物添加对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响

【目的】 探讨添加不同类型有机物对油松林土壤有机碳组分及土壤呼吸的影响,为预测山西太岳山油松林生态系统中土壤的碳收支平衡提供参考。【方法】 采用随机区组设计,以山西太岳山油松林地表的平均自然凋落物量为标准,向油松林地0~20 cm土壤中分别添加生物炭(BC)、玉米秸秆(JG)、辽东栎叶(LD)和油松叶(YS)等4种类型有机物,使用LI-8100 CO₂通量全自动测量系统对有机物添加条件下的土壤呼吸速率进行连续测定,并对各处理的土壤有机碳(SOC)、微生物生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、可溶性有机碳(DOC)含量进行监测,结合土壤呼吸与土壤有机碳及其组分之间的关系,探讨添加有机物对山西太岳山油松林土壤呼吸及碳组分的影响。【结果】 ①向土壤中添加BC显著降低了土壤呼吸速率,添加JG后土壤呼吸速率较CK显著提高了11.67%。,其余处理与CK差异不显著。在2014年7—11月和2015年5—10月,不同添加物处理间土壤呼吸速率从大至小表现为JG>LD >YS>CK。②有机物添加下土壤SOC含量随时间的增加有上升的趋势,在2014年8月,添加JG后显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加BC显著提高了土壤MBC含量,添加LD和YS显著提高了土壤SOC和MBC含量。在2014年10月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC、ROC、DOC含量,添加LD显著提高了土壤MBC和ROC含量,添加YS显著提高了土壤SOC、MBC含量。在2015年3月,添加JG显著提高了土壤SOC、MBC和ROC含量,添加LD显著提高了土壤ROC含量。2015年5月,添加JG显著增加了土壤MBC含量。③与对照相比,添加BC后土温10 ℃时的土壤呼吸速率(R₁₀)显著降低了18.01%,添加YS后R₁₀显著增加了30.88%,添加其他有机物对温度敏感性系数(Q₁₀)和R₁₀没有显著影响。④土壤呼吸速率与土壤温度、SOC、MBC、ROC和DOC含量显著正相关。【结论】 添加有机物显著影响土壤碳动态和土壤温湿度,这些都会对土壤CO₂排放产生显著影响,添加JG对土壤有机碳及其碳组分的提高效果最显著,但土壤呼吸速率最高,不利于碳的储存;添加LD可增加土壤活性有机碳含量,短期内可明显改善土壤有机碳库质量;添加BC可在短期内提高土壤微生物生物量碳含量,并显著降低土壤呼吸速率,减少土壤CO₂排放的效果最好。     

兰州远郊区春季碳气溶胶的质量浓度特征

 为探讨春季沙尘(暴)期间兰州大学半干旱气候与环境观测站(SACOL)碳气溶胶的变化特征, 2012 年5 月17-26 日于SACOL 站采用石英膜收集PM₁₀样品, 利用DRI-2001A 热/光碳分析仪测量元素碳(EC)和有机碳(OC)的质量浓度。结果显示, 沙尘(暴)是导致OC、EC 质量浓度增大的主要因素。采样期间EC、OC 和总碳(TC)的平均质量浓度分别为2.71、11.26 和13.97 μg/m³。进一步分析显示, 沙尘(暴)期间兰州城区碳气溶胶污染逐渐加重主要受本地源的影响。PM₁₀中OC 和EC 的相关系数达到0.94, 揭示SACOL 站OC、EC 的来源相对一致。OC/EC 的均值为5.05, 表明春季SACOL 站PM₁₀中碳气溶胶存在二次污染。二次有机碳(SOC)的质量浓度为3.37 μg/m³, 为OC 的29.9%。结合考察周边环境, 分析表明SACOL 站春季碳气溶胶的主要来源是直接污染源, 来自周边环境中的燃煤以及机动车尾气排放。对碳气溶胶8 种组分的因子分析结果也表明, 周边环境的燃煤和机动车尾气排放是春季SACOL 站碳气溶胶的主要贡献源。     

莫莫格湿地土壤有机碳与络合态铁的动态变化

以莫莫格芦苇沼泽、芦苇-羊草草甸和羊草草甸3种类型湿地土壤为对象,研究了土壤总有机碳(TOC)、溶解有机碳(DOC)和络合态铁的动态变化情况.结果表明:3种类型湿地土壤TOC含量芦苇沼泽最高,羊草草旬次之,芦苇-羊草草甸最低;土壤络合态铁含量变化规律与TOC变化相同;土壤DOC含量则表现为羊草草甸最高,芦苇-羊草草甸次之,芦苇沼泽最低.随着土层深度的增加,湿地土壤TOC、DOC以及络合态铁含量都表现为自表层向深层递减的规律.相关性分析表明:从垂直动态变化看,土壤络合态铁与土壤TOC、DOC含量均有正相关关系;从季节变化看,络合态铁与TOC的季节变化呈负相关关系;芦苇沼泽和羊草草甸的土壤DOC含量与络合态铁含量季节变化趋势完全相反,二者呈显著负相关关系;芦苇-羊草草甸的DOC含量与络合态铁含量的季节变化呈显著正相关.     

人工林土壤有机碳组分的化学结构特征分析

为揭示人工林土壤有机碳组分的稳定性维持机制,以云南松人工林为研究对象,利用土壤有机碳化学分组方法,结合元素分析和傅里叶变换红外光谱分析等多种研究手段,研究土壤三种稳定有机碳组分化学结构特征的差异.结果表明,云南松人工林地土壤三种有机碳组分(胡敏酸HA、富里酸FA和胡敏素HM)具有相似的化学结构和官能团组成,主要含有酚羟基、少量脂族烃基、羧基、酮型羟基、酰胺基团和少量碳水化合物.但随土壤剖面深度增加,土壤有机碳组分的官能团特征存在差异.剖面深层土壤HA中富含脂肪族基团,至亚表层土壤中HA脂肪族基团含量减少,表层土HA中未显示含有脂肪族基团.研究表明,脂肪族基团与土壤有机碳组分稳定性的维持有密切关系.该结果从官能团结构特征角度为揭示人工林土壤有机碳化学稳定机制提供了科学依据.     

广州典型森林土壤有机碳库分配特征

 对广州2种典型森林土壤碳库分配特征进行了研究,结果表明：① 两种森林土壤有机碳（SOC）表层含量及其差异程度最高,随土壤深度增加,差异逐渐减小。马尾松林SOC密度范围为55.54～66.69 t/hm²,常绿阔叶林SOC范围为84.91～151.16 t/hm²。② 两种森林土壤活性有机碳（AOCs）含量为马尾松林<常绿阔叶林;各种AOC分配比例均随龄级增长而升高。③ 两种森林土壤的水溶性有机碳（WSC）、易氧化态碳（EOC）和微生物量碳（MBC）含量分别与SOC相关性达到极显著水平,轻组碳（LFC） 与颗粒性碳（POC）含量分别与SOC相关性达到显著水平。④ 幼龄林与中龄林的土壤碳库大于相应的地上部植被碳库,而成龄林的土壤碳库小于植被碳库;土壤碳库占森林生态系统总碳库的比例随着生物量的增长呈下降趋势。     

老龄杉木林土壤活性有机碳的动态变化

通过在福建南平西芹教学林场对老龄杉木林不同坡位土壤微生物生物量碳（MBC）和土壤可溶性有机碳（DOC）动态变化研究,结果表明：土壤MBC和土壤DOC具有明显的季节性波动,均在植物生长旺季维持在较低水平,在植物休眠季节维持在较高水平;在0—20cm的土层内,老龄杉木林不同坡位土壤MBC和土壤DOC的变幅分别在210.44—1418.90mg·kg^-1和8.24—38.54mg·kg^-1,两种易变有机碳的含量基本表现为中坡位〉下坡位〉上坡位;相关分析表明,土壤MBC与DOC之间的相关性达到显著水平,土壤MBC和DOC与土壤温度显著负相关,与土壤含水量、凋落物生物量和降雨量的相关性未达到显著水平,说明土壤MBC和土壤DOC的变化与土壤中的微生物活性、林木的生长以及根系分泌物等因素有关。     

东北春玉米种植区土壤不同剖面碳库变化特征

为提高东北农田农民习惯施肥田条件下化肥的利用效率,并为东北农田土壤合理施肥提供参考依据,本文通过采集东北三省农民习惯施肥条件下春玉米种植区0—30 cm、30—60 cm、60—90 cm剖面土壤,分别测定了土壤全碳（TC）、有机碳（SOC）、无机碳（IC）、微生物生物量碳（SMBC）、溶解性有机碳（DOC）、颗粒有机碳（POC）。结果表明0—30 cm、30—60 cm土壤剖面各活性碳库变化较为明显,且黑龙江、吉林、辽宁TC、SOC、SMBC随着纬度的升高而降低。在0—30 cm土壤剖面各省TC、SOC、SMBC含量均值达显著性差异（P<0.05）,吉林、辽宁SIC含量平均值显著低于黑龙江。而POC、DOC以及60—90 cm土壤剖面各活性碳库之间的增减规律并不完全一致。可见,东北三省农民习惯施肥条件下浅层土壤剖面碳库的变化较为明显,而深层土壤剖面规律不明显。     

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。     

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).