花椒(Zanthoxylum bungeamun)种植对喀斯特山区土壤水稳性团聚体分布及有机碳周转的影响

以贵州西南部喀斯特山区35年生和14年生花椒林为研究对象,并以未退耕旱地为对照,研究表层土壤(0~20 cm)水稳性团聚体分布及有机碳矿化特征,探讨土壤有机碳周转对不同花椒种植年限的响应。结果表明:随团聚体粒径的降低,两种年龄花椒林土壤水稳性团聚体含量呈现先增加后减少的倒"V"形分布,土壤水稳性团聚体分布主要出现在5~2、2~1和1~0.5 mm 3个粒级中;与旱地相比,花椒种植明显增加了全土和团聚体中有机碳和活性有机碳含量,并以14年生花椒林较高,而35年生花椒林存在较明显的衰减;随花椒种植年限的增加,土壤有机碳矿化累积量呈递减趋势,但土壤有机碳周转半衰期以14年生花椒林较长,显著高于旱地和35年生花椒林,表明14年生花椒林土壤有机碳更易累积,表现出较好的土壤碳固存能力;喀斯特山区种植花椒后,土壤有机碳存在"汇-源"的转换过程,因此花椒种植应注重长期维护管理,防止土壤质量的衰退。     

贡嘎山树线过渡带土壤有机碳矿化和温度敏感性

树线过渡带作为高山地区重要的生态过渡带之一,是响应温度变化的敏感区域。树线过渡带内土壤碳储量丰富,其碳周转在全球碳循环方面扮演着重要角色。探究树线过渡带土壤有机碳矿化及其温度敏感性,对于预测气候变化背景下高山地区土壤碳循环过程具有重要的指导意义。为此以青藏高原东南部贡嘎山树线过渡带(森林、树线、灌丛)的土壤为对象,在室内开展90 d不同温度(15℃和20℃)的培养实验,测定土壤有机碳矿化速率,计算单位土壤有机碳累积矿化量、温度敏感性,并分析影响它们的相关因素。结果表明：土壤有机碳矿化速率受温度和样地类型的显著影响。升温显著增加土壤有机碳矿化速率,而不同样地类型间矿化速率差异显著,矿化速率大小表现为森林>树线>灌丛。本研究用单位土壤有机碳累积矿化量表征土壤有机碳的稳定性,经90 d的培养,15℃下树线过渡带从森林、树线到灌丛单位土壤有机碳累积矿化量分别为12.33 mg/g、12.99 mg/g和10.53 mg/g, 20℃下则分别为19.16 mg/g、21.14 mg/g和16.26 mg/g,灌丛土壤单位土壤有机碳累积矿化量显著低于森林和树线土壤,这表明灌丛土壤具备更...     

浙江天童土地利用方式对土壤有机碳矿化的影响

以浙江天童地区的栲树群落为参照,选择了木荷林、灌丛、马尾松林、杉木林、金钱松林、竹林、茶园和裸地等土地利用类型,测定了土壤有机碳含量,以及在25 ℃和60%饱和含水量条件下培养33 d的有机碳矿化速率.结果表明:土壤有机碳含量与矿化速率均以常绿阔叶林最高,针叶林、竹林和茶园次之,裸地最低;相反,土壤有机碳矿化释放的CO2-C比例以栲树林最低.可见,常绿阔叶林土壤的固碳能力高于其它类型,常绿阔叶林被改为其它类型后,土壤有机碳含量和矿化速率显著下降.     

江西瑞昌石灰岩山区退耕还林对土壤有机碳的影响

以江西瑞昌石灰岩山区退耕还林5年的林地为对象,研究了不同退耕还林模式(林苗一体化、药用纯林、多树种混交和竹阔混交)对土壤有机碳含量的影响.结果表明:与对照相比,退耕还林地0～20 cm土层的土壤有机碳、微生物生物量碳和可矿化碳含量分别增加24.4%、29%和18.4%,退耕还林显著提高了土壤有机碳含量,增强了土壤碳储能力;0～10 cm土层的土壤有机碳、微生物生物量碳和可矿化碳含量极显著高于10～20 cm土层,且退耕还林地土层间差异大于对照;4种退耕还林模式中,林苗一体化模式对土壤有机碳的影响较大.     

广西典型喀斯特地区深层土壤有机碳矿化及其影响因素

以广西典型峰丛洼地草地和原生林深层土壤(70～100cm)为对象,利用微生物交叉接种培养试验,研究不同土地利用类型、土壤微生物群落和通气条件对深层土壤有机碳矿化的影响。在124d的培养期内,微生物接种改变了0～28d原生林和0～81d草地深层土壤有机碳矿化速率,而通气条件变化对这一过程没有明显影响。3因素方差分析结果显示,深层土壤有机碳累积矿化率受土地利用类型、微生物群落和通气条件的影响显著(P<0.01),且存在3因素间交互效应。研究结果对于深入认识喀斯特深层土壤有机碳稳定机制和评估碳储量及其周转具有重要意义。     

水蚀风蚀交错带不同退耕模式对土壤有机碳及全氮的影响

以黄土高原水蚀风蚀交错带不同退耕模式为研究对象,分析了不同模式退耕地(农地退耕后自然恢复草地、退耕后种植苜蓿和退耕后种植柠条)和相邻未退耕农地土壤有机碳和全氮含量的差异以及它们随退耕年限的动态变化.结果表明:不同退耕模式均能提高0~10cm土层土壤有机碳和全氮含量,但效果受退耕年限的影响.与相邻未退耕农地相比,退耕后自然恢复草地在演替10年时0~10 cm土层土壤有机碳和全氮含量不受影响,而在演替20年时均显著增加;退耕种植苜蓿后0~10 cm土层土壤有机碳和全氮含量分别增加51.6%~82.9%和43.4%~67.0%,其储量的增加速率分别为0.17~0.46和0.015~0.043 t·hm~(-2)·a~(-1),但不同退耕年限间差异不显著;退耕后种植柠条前20年土壤有机碳和全氮含量增加较多,退耕40年时增加量有所降低.农田退耕后种植柠条40年、苜蓿20年,其固存碳、氮的能力优于退耕后自然恢复草地,然而由于受土壤水分条件的限制和自身高耗水的特性,这2种退耕模式可能不具备长期的增碳、增氮能力.     

喀斯特小流域土壤有机碳空间异质性及储量估算方法

为了准确估算土壤有机碳储量,利用网格法采集2755个土壤剖面,共计23536个土壤样品,研究了喀斯特小流域土壤有机碳含量分布特征,并以"土壤类型法"为基准,对土壤分布面积、石砾含量、岩石裸露率、土层厚度等指标进行修正,合理的优化了土壤有机碳储量计算公式,探索出一种专属于喀斯特地区土壤有机碳储量的估算方法,结果表明:不同土层深度和土壤类型下土壤有机碳含量存在明显差异,土壤有机碳含量随着土层深度的增加而逐渐减小,不同土属的有机碳含量减小的幅度有所差异,不同坡位和坡向的有机碳含量大小为:阳坡阴坡,坡中上部坡顶坡中坡中下坡坡底,不同土地利用方式下土壤有机碳含量大小顺序为:林地灌草地旱地水田;土壤有机碳含量与坡度、海拔、岩石裸露率均呈极显著正相关关系,与土层厚度、土壤容重呈显著负相关;喀斯特地区土壤异质性较大,不同修正指标对土壤有机碳储量估算的影响程度为:土壤厚度岩石裸露率石砾含量土壤有机碳含量土壤容重;通过修正后的计算公式估算出普定后寨河小流域表层20 cm土壤有机碳密度区间为3.53—5.44 kg/m~2,平均值为:1.24 kg/m~2,100 cm土壤有机碳密度区间为4.44—14.50 kg/m~2,平均值为12.12 kg/m~2,土壤有机碳储量为5.39×10~5t。     

土地利用变化对漳江口红树林土壤有机碳组分的影响

土地利用变化对土壤有机碳(SOC)的影响是全球碳循环研究的重要内容。本研究在福建漳江口红树林保护区采集红树林湿地、旱地(红树林湿地转变而来)和水田(长期种植水稻)3种土壤,测定土壤有机碳及其组分的含量变化。结果表明:红树林土壤总有机碳含量分别高于旱地土壤29.50%和水田土壤19.56%,而水田土壤有机碳含量高于旱地土壤。在湿地转变为旱地后,可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和矿质结合有机碳(MOC)分别增加了40.39%、248.43%和144.00%,但重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)和粗颗粒有机碳(CPOC)则分别下降了20.91%、46.44%和36.58%。水田土壤有机碳各组分含量均高于旱地土壤,但仅有MBC、FPOC和MOC含量高于湿地土壤。3种土地利用类型的土壤有机碳各组分含量的分配比例与其有机碳含量的规律一致。相关分析表明,3种土壤的有机碳组分中HFOC、LFOC、CPOC、MOC与SOC具有显著的相关关系,可以用来指示SOC的动态变化。这些结果说明,红树林湿地经人为垦殖后土壤SOC显著流失,但合理的耕作管理会使农田土壤具有更大的固碳潜力。     

澜沧江中游山地不同土地利用对土壤有机碳的影响及预测

基于2011年实地采集的210个表层（0～20 cm）土壤样本,研究了澜沧江中游山地4种典型土地利用类型土壤有机碳含量的空间分布差异.利用相关性分析研究土壤有机碳含量与土地利用类型、地形因子、归一化植被指数之间的关系,采用多元线性回归模型和克里格插值模型预测澜沧江中游山地有机碳含量分布.结果表明： 研究区4种土地利用类型表层土壤有机碳含量的大小依次为：林地>灌丛>草地>农田.土地利用类型、坡向、坡度和平面曲率均是影响土壤有机碳含量的重要因素.多元回归模型比地统计学模型对山地生态系统土壤有机碳的预测效果更好.     

典型喀斯特山区植被类型对土壤有机碳、氮的影响

选取典型喀斯特山区荒草地、灌丛地、次生林地和原生林地作为研究对象,分别在4个季节对选定区域分层(0~15和15~30 cm)进行土壤采集,探讨不同植被类型下土壤养分的动态变化。结果表明:不同植被类型下,土壤有机碳和全氮含量差异较大,其中原生林2项指标全年平均分别为72.61和7.39 g·kg-1,显著高于次生林(30.33和2.90 g·kg-1)、灌丛地(19.32和2.04 g·kg-1)和荒草坡(17.75和1.83 g·kg-1)。在土壤各理化指标中,土壤有机碳、氮储量与其他指标均有良好相关性,影响研究区土壤理化指标的主要因素是植被因素(74.31%),次要因素是季节因素(14.85%)。不同植被类型土壤有机碳、全氮含量及其储量在各个季节变化趋势大致相同,表现为春秋两季较高,夏冬两季较低。     

不同环境因子对樟子松人工林土壤有机碳矿化的影响

土壤有机碳矿化是土壤向大气释放CO2的最大净输出途径,其与植被的净初级生产力的差值是判断生态系统碳源或碳汇的关键。本研究以科尔沁沙地10年生樟子松人工林生态系统为研究对象,采用室内培养实验方法,测定了不同温度、土壤含水量以及碳、氮添加条件下土壤有机碳矿化的速率。结果表明：土壤有机碳矿化速率随温度和土壤含水量的升高分别呈指数和线性增长,不同的土壤水分条件下土壤有机碳矿化的温度敏感性不同;在土壤含水量最小时（田间持水量的10％）,土壤有机碳矿化的温度敏感性最低;土壤有机碳矿化对水分的敏感性在低温条件下（10℃）显著低于在适温和高温条件下（20℃～30℃）。土壤中有机碳含量的增加显著提高土壤碳矿化速率,氮的添加对土壤有机碳矿化没有显著影响,但随着土壤有机碳含量的增加,土壤氮素含量对土壤碳矿化速率产生影响。     

Cl~-和SO_4~(2-)输入对辽河口芦苇湿地土壤有机碳矿化的影响

以辽河口芦苇(Phragmites australis)湿地土壤(0~10、10~20、20~30、30~40 cm)为对象,采用室内密闭培养-气相色谱法,研究了不同浓度氯盐(Cl~-)及硫酸盐(SO_4~(2-))输入对辽河口芦苇湿地土壤有机碳矿化的影响。结果表明,表层土壤(0~10 cm)有机碳矿化速率和累积矿化量显著高于下层土壤(10~40 cm)。在20 d培养期间,土壤有机碳矿化速率随时间整体呈下降趋势。Cl~-处理组,低浓度(75 mmol·L-1)处理促进了土壤有机碳矿化,高浓度(450 mmol·L-1)处理显著抑制了土壤有机碳矿化。SO_4~(2-)处理组,不同浓度SO_4~(2-)输入对各层土壤有机碳矿化速率无显著影响。Cl~-输入较SO_4~(2-)输入对辽河口芦苇湿地土壤有机碳矿化影响更明显。本研究表明,未来盐度的上升可能会加速辽河口湿地土壤碳的损失。     

植被类型与坡位对喀斯特土壤氮转化速率的影响

土壤氮素转化对于植物氮素营养具有重要作用,尤其是对于受氮素限制的喀斯特退化生态系统。选取植被恢复过程中4种典型喀斯特植被类型(草丛、灌丛、次生林、原生林)和3个坡位(上、中、下坡位)表层土壤(0—15cm)为对象,利用室内培养的方法,研究不同植被类型和坡位下土壤氮素养分与氮转化速率(氮净矿化率、净硝化率和净氨化率)的特征及其影响因素。结果表明,植被类型对土壤硝态氮含量、无机氮含量、氮净矿化率、净硝化率和净氨化率均有显著影响(P0.01),即随着植被的正向演替(草丛—灌丛—次生林—原生林),土壤硝态氮含量、无机氮含量、土壤氮净矿化速率和净硝化速率整体上呈增加趋势,而坡位以及坡位与植被类型的交互作用对上述土壤氮素指标无显著影响(P0.05)。冗余分析结果表明凋落物氮含量、凋落物C∶N比和硝态氮含量对土壤氮转化速率有显著影响,其中凋落物氮含量是影响土壤氮转化速率的主要因子(F=35.634,P=0.002)。可见,尽管坡位影响喀斯特水土再分配过程,但植被类型决定的凋落物质量(如凋落物氮含量等)对喀斯特土壤氮素转化速率的作用更为重要。因此,在喀斯特退化生态系统植被恢复初期,应注重植被群落的优化配置(如引入豆科植物)和土壤质量的改善(如降低土壤C∶N),促进土壤氮素转化及氮素的有效供给。     

不同施肥下农田表土有机碳含量变化分析: 基于中国农业生态系统长期试验资料

收集整理1979~2008年中国长期施肥试验文献, 提取和整合了这些长期施肥试验中农田表土有机碳的资料. 采用有效文献涉及中国大陆23个省区的70个长期试验点(其中旱地42个, 水田28个), 涵盖16种土壤类型. 总样本481个(旱地346个, 水田135个). 将施肥处理分为6种类型: N: 无机氮肥; NP: 无机氮磷肥配施; NPK: 无机氮磷钾肥配施; O: 单施有机肥; OF: 有机无机肥配施和其他非平衡施肥(如单施磷或钾, 磷钾配施和氮钾配施等). 按农田土壤总体和区分旱地与水田两种农业利用类型, 分别统计分析一种施肥处理下表土有机碳含量相对于特定试验对照的变化特征. 结果表明, 这些长期试验不同施肥处理下农田表土有机碳在时间上成总体上升趋势, 旱地和水田表土有机碳年均变化量分别介于−0.14~0.60和−0.12~0.70 g·kg⁻¹·a⁻¹之间, 年均增量分别为0.13和0.19 g/kg. 水田增长高于旱地. 不同长期试验地点间施肥处理下, 农田表土有机碳含量积累趋势相似, 而且与单施氮肥和化肥相比, 有机施肥和化肥配合平衡施肥普遍较大幅度提高了土壤有机碳积累速率. 尽管随着试验持续时间的延长, 土壤有机碳增幅存在下降趋势, 但良好施肥的固碳效应在旱地土壤中可持续15年以上, 在稻田可持续20年以上, 且其技术效应的幅度仍然十分明显. 因此, 良好施肥管理的推广可以作为促进中国农田生产力和土壤长期固碳潜力的重要技术途径.     

喀斯特峰丛洼地不同土地利用类型土壤有机碳和氮素分布特征

为探讨喀斯特峰丛洼地景观类型表层土壤和土壤剖面有机碳和氮素的分布特征,在广西壮族自治区环江毛南族自治县采集典型景观类型耕地、退耕还草地、退耕还林地和林地表层样品及耕地、退耕还草地、退耕还林地剖面样品,进行了系统的分析。结果表明:林地土壤土层浅薄,但其表层土壤有机碳和全氮含量平均高达46.14和4.87g·kg-1,耕地土壤有机碳和全氮含量为13.96和1.88g·kg-1,退耕还林地表层土壤有机碳和全氮含量比耕地明显提高,退耕还草地比耕地略高;耕地0～40cm和退耕还草地0～30cm土壤有机碳和全氮含量随剖面深度增加急剧下降,耕地40～100cm和退耕还草地30～100cm则缓慢下降,退耕还林地土壤厚度一般小于1m,土壤有机碳和全氮含量在整个剖面均随深度增加急剧下降;说明地形、人类活动和土层厚度等影响表层土壤有机碳和全氮含量,其中地形和人类活动是关键影响因子;植被类型影响土壤有机碳和全氮的剖面分布,退耕还林(草)使土壤有机碳和氮储量增加。     

黑河中游典型土地利用方式下土壤有机碳与活性和非活性组分的关系

以黑河中游7种典型土地利用方式(水田、旱地、中覆盖度草地、盐碱地、裸土地、戈壁和沙地)为对象,分析土壤有机碳含量及其组分的关系.结果表明:在0 ～100 cm土壤中,随土层深度增加,土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)和非活性有机碳(NOC)含量逐渐降低.中覆盖度草地、盐碱地、裸土地、戈壁、沙地、水田和旱地中的TOC、AOC、NOC含量不同,土地利用方式的改变将引起土壤有机碳的增减,水田耕作是提高绿洲土壤有机碳的有效途径.当土地利用方式变化后,NOC对TOC含量的贡献大于AOC.同一种土地利用类型中,随TOC含量的增加,AOC、NOC含量也呈增加趋势,且NOC的增幅高于AOC.AOC、NOC变化趋势线的交叉点对应的TOC含量可作为土壤中TOC易积累或易损失的分界点,AOC、NOC的饱和容量可通过其变化趋势线来确定.     

喀斯特不同土地利用类型裂隙土壤有机碳及磷素赋存特征

以喀斯特石漠化区不同土地利用类型裂隙土壤为研究对象，运用野外调查和实验室内分析相结合方法，探索其有机碳和磷素含量变化及其赋存特征，以期为喀斯特地区开展石漠化治理和植被恢复提供理论依据。结果表明：4种土地利用类型裂隙土层土壤有机碳赋存含量变化范围为16.067-39.436 g/kg，总体呈现出随土层深度增加而降低的变化趋势；土壤全磷、有效磷赋存含量变化范围分别为0.093-0.274 g/kg、3.836-8.025 mg/kg，整体上在裂隙表层显著高于其他土层，具有上层高下层低的特点；同时，土壤有机碳和磷素总体上属于中度变异。乔木林地和灌丛地的C/P总体上表现出随土层的加深而减小的趋势，而草地和撂荒地先减小后增加，土壤C/P在各土地利用类型裂隙土层变化范围为86.499-268.343，磷的有效性较低；随土层深度的增加，各土地利用类型裂隙土壤有机碳、全磷和有效磷含量逐渐在减少，有机碳对土壤碳磷比、有效磷含量变化有一定影响。     

桂西北石灰土土壤有机碳矿化对外源有机物质和碳酸钙的响应

为明确外源有机物质和无机碳酸盐对桂西北石灰土土壤有机碳矿化的影响,加深对土壤有机碳周转特征的认识,本文以广西环江县喀斯特地区的棕色石灰土、黑色石灰土和地带性红壤(对照)为研究对象,进行为期100 d的室内培养试验[对照(无外源物添加,CK)、添加14C-稻草(S)、添加Ca14CO3(C)],并对土壤呼吸释放的CO2及14C-CO2含量进行测定.结果表明:培养100 d后,外源物的添加均明显促进了红壤、棕色和黑色石灰土有机碳的矿化,外源14C-稻草和Ca14 CO3对上述土壤有机碳矿化的激发效应分别为28.7％、46.2％ 、15.5％和127.0％ 、175.3％、100.1％;土壤表观累积矿化量中外源Ca14CO3的贡献率分别为40.4％、48.4％、19.6％;土壤类型和添加物及两者间的交互作用均对土壤有机碳矿化的激发效应、土壤表观累积矿化量中外源物的贡献、土壤有机碳的矿化速率、土壤有机碳累积矿化量/率有显著影响.因此,外源有机物质和碳酸钙的添加改变了土壤有机碳的矿化特征,对于含碳酸盐的石灰土,研究土壤有机碳矿化、周转规律,评估其对大气CO2的影响必须考虑无机碳酸盐的贡献.     

喀斯特山区不同植被类型土壤有机碳的变化

研究了贵州西南部典型喀斯特山区不同植被类型下常规土壤及小生境土壤中有机碳及不同粒径土壤颗粒有机碳的变化.结果表明:不同植被类型下,常规及小生境土壤有机碳含量均表现为:裸地＜草丛＜灌木林＜乔木林,常规土壤变幅在7.18 ～43.42 g·kg-1,土面和石坑土壤有机碳变幅分别为6.62 ～46.47 g· kg-1和9.01 ～52.07 g·kg-1;颗粒有机碳(POC)/矿物结合态有机碳( MOC)值均为:裸地＜草丛＜乔木林＜灌木林,同一植被类型下,与常规及土面相比,石坑中土壤POC/MOC值最高;植被在由裸地-草丛-灌木林-乔木林的变化过程中,不同粒径土壤颗粒有机碳含量增加,而土壤有机碳主要以砂粒及粉砂粒有机碳形式存在,说明喀斯特地区土壤的固碳能力及有机碳稳定性较弱,土壤易受外界干扰而引发有机碳流失,土壤质量存在下降或退化的风险.     

喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响

通过选取喀斯特山区火龙果园、草丛、花椒林、乔木林和灌草丛为研究对象,对其土壤团聚有机碳和团聚体活性有机碳分布与积累特征进行研究,结果表明:各土地利用方式下的团聚体组成均以＞0.5 mm团聚体为主,其含量可占团聚体总量的82.57％-94.79％;各粒级团聚体中有机碳和活性有机碳的含量均以乔木林最高,花椒林和火龙果园相对居中,而以草丛和灌草丛较低,随土壤团聚体粒径降低,有机碳和活性有机碳的峰值基本出现在＜0.25 mm粒级团聚体,但该粒径对土壤有机碳和活性有机碳的贡献率却不足6％和4％;土壤有机碳和活性有机碳的累积均受5-1 mm团聚体中有机碳和活性有机碳含量增加的影响,该粒级团聚体对有机碳和活性有机碳的贡献率也分别达28.70％-49.47％和34.13％-47.47％,可将5-1 mm粒径团聚体作为喀斯特山区的土壤有机碳固定的特征团聚体;土壤团聚体活性有机碳含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系(r=O.8768),表明团聚体活性有机碳可以作为衡量喀斯特山区土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标.