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)。     

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.     

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。     

基于地理加权回归模型的土壤有机碳密度影响因子分析

 为深入探讨土壤碳库的空间变异特征、准确评价区域碳库的影响机制,选择内蒙古自治区赤峰市敖汉旗黄花甸子流域为研究对象,基于研究区的实地采样数据,结合遥感与地理信息系统技术,采用地理加权回归模型对土壤有机碳密度及其影响因子进行拟合,探求不同环境因子对土壤有机碳密度影响的空间变异特性。结果表明,研究区土壤有机碳密度在1.91~16.63 kg/m²范围内变化,其平均密度为7.42 kg/m²;各影响因子对土壤有机碳密度的影响程度由高到低依次为海拔 >坡度 >归一化植被指数(NDVI)>与道路或村庄最短距离(DIST);各因子对土壤有机碳的影响随空间位置的变化存在明显的差异,其中海拔、坡度与土壤有机碳密度呈现负相关,而NDVI、DIST 与土壤有机碳密度呈现正相关。     

海南岛东部热带雨林次生林土壤有机碳分布特征及其影响因素

热带雨林次生林碳循环对全球碳平衡具有重要意义,森林土壤有机碳分布特征及影响因素已成为研究热点。土壤粒径组成与pH值是影响土壤有机碳碳库稳定性的重要物理化学因子。在海南岛东部的吊罗山、七仙岭以及五指山选取10个热带雨林次生林典型样地,分层采集距地表0～10 cm、11～30 cm、31～50 cm的土样,利用有机元素分析仪测定土壤有机碳质量分数,采用电位法测定pH值,使用马尔文激光粒度仪测定土壤粒径。结果表明：在空间上,平均有机碳质量分数由大到小依次为五指山、七仙岭、吊罗山;在垂直方向上,3个区域表层土壤有机碳质量分数随着剖面深度的增加而递减,呈表聚性特征;3个区域土壤有机碳质量分数与p H值、粉粒含量无显著相关性,与黏粒含量呈显著（P <0.05）或极显著（P <0.01）正相关,砂粒含量与五指山、吊罗山土壤有机碳质量分数呈显著负相关（P <0.05）;黏粒含量是海南岛东部热带雨林次生林土壤有机碳质量分数的主控因子,后续可考虑研究固碳微生物对土壤有机碳分布的影响,进一步探讨热带雨林次生林土壤有机碳的分布特征与累积规律。     

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。     

伏牛山森林土壤有机碳密度与环境因子的关联性分析

【目的】建立森林土壤有机碳(SOC)密度与环境因子之间的回归关系,为快速评估森林土壤有机碳密度的空间分布提供理论参考。【方法】在河南省伏牛山区玉皇顶和鸡角尖山体上,设置21块不同海拔、树种、地形等环境因子的典型样地,测定各样地不同深度土层的SOC密度,分析SOC密度与环境因子之间的回归关系,确定预测土壤有机碳密度的一般性因子。【结果】研究区0～40 cm深度的土壤有机碳密度变化范围为8.93～14.38 kg/m²,平均值为11.52 kg/m²。树种类型、山体间的SOC密度差异不显著,同一树种SOC密度与同一山体方位、坡度等地形因子回归关系显著; 所有样地SOC密度与树木密度、凋落物厚度和叶面积指数等植被因子回归关系显著,与地形因子回归关系不显著; SOC密度与植被因子间的回归关系可解释73.3%的针叶林地SOC密度的变异,76.7%的阔叶林地SOC密度变异,以及71.8%的研究区所有林地的SOC密度变异。【结论】同一山体同一树种SOC密度,可以用方位、坡度等地形因子来描述; 同一山体不同树种或不同山体不同树种林地的SOC密度,可以用植被因子来描述; 植被因子是土壤有机碳密度预测的一般性因子,可以通过遥感等手段快速评估复杂地形内土壤有机碳的空间分布。     

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.     

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.     

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。     

大兴安岭北端地形因子对针叶林土壤黑碳储量的影响

[目的]气候变化对人类社会发展产生的影响受到了世界各国的广泛关注,提高森林生态系统的固碳潜力被认为是经济可行且有效减缓大气二氧化碳(CO2)浓度的重要途径之一,大兴安岭地区森林生态系统的黑碳储量在全球碳循环和碳汇方面具有重要的作用.研究大兴安岭不同地形因子条件下土壤黑碳的储藏分布特征,为区域森林土壤黑碳储量准确估算和森...     

南水北调中线工程水源地土壤有机碳密度空间分异及驱动因素研究

【目的】通过分析中国南水北调中线工程水源地较大空间尺度土壤有机碳密度(SOCD)的空间分布及驱动因素,为该区域的土地资源合理利用及土壤有机碳(SOC)管理提供科学依据。【方法】在考虑海拔、土壤类型、土地利用等空间因素的基础上布设样地,通过野外取样和室内分析,借助GIS研究区域土壤有机碳密度空间分布格局,利用地理探测器模型分析各影响因子对土壤有机碳密度的解释力及各因子之间相互作用程度的差异,判定影响研究区SOCD空间分布的主要驱动因子,揭示其空间差异及随海拔、土壤类型、土地利用及森林类型的变化规律。【结果】①南水北调中线工程水源地0~20 cm与≥20~40 cm土层的SOCD分别为4.18和2.67 kg/m²,其中0~20 cm土层SOCD比全国平均水平(2.67 kg/m²)高出56.55%。②SOCD呈现南北林区高、中间农田和草地低的格局,SOCD大于10 kg/m²的集中在海拔≥1 000~2 000 m的林地,小于1 kg/m²的集中在海拔<500 m的草地。在海拔上,SOCD随海拔梯度升高先增大后减小,0~20 cm与≥20~40 cm土层SOCD均在海拔≥1 500~2 000 m出现峰值(7.32 kg/m²,4.94 kg/m²);在土壤类型上,SOCD最大的是石灰(岩)土,最小的是褐土,黄棕壤和棕壤在0~20 cm土层SOC储量最高,分别为2.005 Pg和0.815 Pg,二者占总储量的72.83%;在土地利用类型上,林地和农田是主要的土地利用方式,0~20 cm与≥20~40 cm林地土层SOCD分别为4.87 kg/m²和3.05 kg/m²,农田分别为2.75 kg/m²和2.00 kg/m²(比林地分别下降77.09%和52.50%);林地碳储量占87.48%,农田占12.02%。③对SOCD空间分布解释力较大的是海拔(0.25)和土地利用(0.20),其次是土壤黏粒(0.11)。不同驱动因子在交互作用下的解释力明显高于单因素的解释力。【结论】海拔和土地利用是影响南水北调中线工程水源地SOCD空间格局的主导因子,不同驱动因子交互后呈现双因子协同增强效应。农田SOCD明显低于林地,因此,应加强生态工程建设,进行林地保护和植被恢复,提高该区域土壤碳固存能力。     

寒温带4种森林类型土壤团聚体有机碳氮特征

【目的】 大兴安岭是我国唯一的寒温带地区,森林资源丰富,但大兴安岭地区土层较薄,且存在永冻层,对于该地区土壤结构、养分循环存在巨大影响。探讨该地区土壤团聚体的结构组成和有机碳、氮的含量与分布规律,了解不同粒径团聚体对土壤有机碳、氮的固存与保护作用,为深入研究我国寒温带地区土壤结构与碳氮循环提供依据。【方法】 在黑龙江大兴安岭地区,以我国寒温带4种主要森林类型(兴安落叶松林、樟子松林、山杨林、白桦林)为研究对象,测定生长季林地0~5、≥5~10和≥10~20 cm土层粒径<0.053、≥0.053~0.250、≥0.250~0.500、≥0.500~1.000和>1.000 mm水稳性团聚体的分配比例并结合有机碳、氮含量,分析各粒径团聚体有机碳、氮对土壤总有机碳、全氮的贡献率,进行多因素方差分析。【结果】 ①樟子松林、山杨林和白桦林0~10 cm土层和兴安落叶松林0~5 cm土层以大团聚体(粒径≥0.250 mm)为主,占50%以上,随着土层的加深,大团聚体质量分数下降,各个林型生长季中期大团聚体质量分数均高于初期和末期,且阔叶林大团聚体质量分数高于针叶林。②团聚体有机碳含量与全氮含量呈现出大致相同的变化规律,4种森林类型以粒径≥0.500 mm团聚体有机碳、全氮含量较高,大致表现为随粒径的减小含量递减。阔叶林团聚体有机碳、全氮含量比针叶林的高,且阔叶林的在生长季中后期含量相对较高,而兴安落叶松林的呈波动式变化趋势,樟子松林的则以生长季前期含量较高。③4种森林类型0~10 cm土层,团聚体有机碳、全氮以粒径≥0.500 mm团聚体贡献率较高,最高达到90%;随着土层的加深,≥0.250 mm的大团聚体的贡献率下降,≥10~20 cm土层以粒径<0.250 mm的微团聚体贡献率最高。④森林类型、土层和月份对土壤团聚体组成和团聚体有机碳、全氮含量均具有显著影响,且粒径≥0.500 mm团聚体有机碳、全氮含量与对应粒径团聚体含量呈正相关,粒径>1.000 mm团聚体有机碳、全氮含量与该粒径团聚体含量呈极显著正相关。【结论】 森林类型、土层和月份的变化均对土壤团聚体组成及其结合的有机碳、全氮含量产生影响,阔叶林大团聚体含量以及团聚体结合的有机碳氮含量均高于针叶林。4种森林类型以生长季中期大团聚体含量更高,阔叶林团聚体有机碳、全氮含量在生长季中后期较高,针叶林则在生长季内呈波动式变化趋势。随着土层的加深,大团聚体含量、团聚体有机碳、全氮含量以及大团聚体贡献率均逐渐降低。本研究区粒径≥0.500~1.000 m和>1.000 mm团聚体是有机碳和全氮的主要载体。由此可见,寒温带4种森林类型团聚体组成及其结合的有机碳、全氮特征各异,在一定程度上反映了寒温带主要森林类型下的土壤结构与碳氮固存特征。     

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。     

不同林型兴安落叶松林土壤团聚体及其有机碳特征

[目的]团聚体是土壤结构的基本单元,其对有机碳的保护作用是稳定土壤碳库的重要机制.采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨林型对兴安落叶松林土壤团聚体的分布、稳定性及有机碳含量的影响,为兴安落叶松林的可持续经营、碳汇功能提升提供参考.[方法]在内蒙古大兴安岭兴安落叶松原始林内,依据不同林型(草类-兴安落叶松林、杜香-兴...     

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。     

中国亚热带森林土壤呼吸的基本特点

中国亚热带森林在全球森林生态系统中具有独特的植被类型及结构,长期受人类活动干扰(毁林、造林等),森林土壤碳呼吸特征不明确,较难准确估算土壤碳的分配情况.分析了我国亚热带森林土壤呼吸在不同森林类型、不同退化和恢复演替阶段,以及造林再造林等的影响条件下的变化规律.结果表明:我国亚热带区域中的天然林的土壤呼吸通常表现为针叶林(如马尾松林)<松阔或针阔混交林<季风常绿阔林;马尾松与杉木人工林广布中国亚热带地区,两种林分的CO2年通量相当,中龄林较之幼龄林,土壤有机碳库呈现减少趋势;不同研究区域相同林分的土壤呼吸效率初步表现为南强北弱;我国亚热带森林的土壤呼吸通量与世界其他地区的热带森林土壤呼吸通量相差无己,其释放的碳量对全球碳通量的影响应加以重视.     

武夷山不同海拔植被带土壤活性有机碳的季节变化

采用连续熏蒸培养法(Sequential fumigation incubation),测定福建武夷山自然保护区不同海拔具有代表性的中亚热带常绿阔叶林、针叶林、亚高山矮林以及高山草甸土壤中活性有机碳(MAC)的变化,分析MAC与土壤湿度、土壤温度、土壤总有机碳之间的关系。结果表明：(1)1年中,MAC在不同林分的0~10、10~25 cm土层中的变化从大到小为：夏季、春季、秋季、冬季;每一季节中,不同林分的MAC从大到小为草甸、矮林、针叶林、阔叶林,且0~10 cm土层中的MAC含量显著高于10~25 cm土层中的;(2)在不同土层中,MAC与土壤湿度、土壤温度、土壤总有机碳之间均呈极显著相关。总之,武夷山山地森林MAC季节变化明显,夏季最大,冬季最小;土壤湿度、土壤温度可能是MAC季节变化的主要调控因子。