集约高产农业生态系统有机物分解及土壤呼吸动态研究

以河北省吴桥县龙王河中心试区内的集约农业生态系统为例 ,借用生态学的方法 ,用网袋法测定了集约高产田 ( HYF)和中产田 ( MYF)小麦秸秆、小麦根、玉米秸秆和玉米根等 4种有机物的分解动态 ;用隔离罐 -碱液吸收法测定了土壤的呼吸动态 ;并以此推算了 2种农田土壤 C的矿化率和平衡系数 .结果表明 ,集约高产田的有机物分解与中产田没有明显区别 ,土壤呼吸量分别为 1 878.5和 1 72 5.7g CO2 ·m- 2 · a- 1.土壤 C的矿化率分别为 5.64%和 5.48% ,平衡系数分别为 1 .84和 1 .86,表明集约高产并没有降低土壤 C的正平衡     

土壤有机质对农田管理措施的动态响应

土壤有机质在农田肥力、环境保护、农业可持续发展等方面具有重要意义。它不仅决定农作物产量,而且在全球碳素循环中起着重要作用。由于大气CO2浓度升高与全球气候变暖等一系列环境问题的加剧,全球碳素循环受到越来越多的关注。农田具有大气CO2源和库的双重潜力。历史上由于人类对农田的过度开垦和耕种,造成土壤有机质含量大幅度下降,降低了农田的作物产量潜力;同时导致大量的碳以CO2形式由陆地生态系统排放到大气圈,加剧了全球温室效应。大量研究结果表明,诸如耕作、种植制度、施肥等农田管理措施能够显著地影响土壤有机质动态,而免耕、提高复种指数、合理的轮作换茬、有机肥料和化肥的施用以及弃耕农田还林还草等保护性管理措施则能够提高农田土壤有机质含量,使农田起到大气CO2汇的作用。综述了近年来农田管理对土壤有机质动态影响研究方面的进展。     

子午岭植被演替过程中土壤剖面有机质与持水性能变化

研究表明,自然植被正向演替对土壤剖面有机质积累有显著促进作用,表现为：由弃耕地、草地、灌木、乔灌群聚到乔木的植被演替过程中,0-25cm土层有机质含量逐步增加,且演替初期的增加速度较快,而后增加速度相对变缓。植被演替过程中土壤有机质含量变化的主要原因在于植物凋落物归还量的变化。在同一时间测定的土壤剖面水分含量以及0-5cm土层田间持水量、容重、总孔度等与土壤持水性能相关的指标都与有机质含量呈极显著或显著相关,表明随剖面有机质的积累,土壤持水性能得到改善。     

土壤有机质模型的比较分析

土壤有机质作为土壤C库,其含量和动态变化对全球C循环、土壤肥力、土壤质量和健康起着重要作用。SOM模型利用经验性的假设和已有数据对土壤有机质含量和动态变化进行模拟,尤其是可以对无法取得足够必要数据的试验进行模拟,所以SOM模型成为定量研究土壤有机质积累分解的重要手段,利用SOM模型有助于对土壤有机质分解机理的研究,并且可通过SOM模型对土壤CO2排放量、植物生产量进行预测。同时也可对农业管理措施做出评估,文中对几种SOM模型进行了概述,尤其对有影响的RothC模型和CENTURY模型进行了比较分析。     

现代土壤有机质研究中新的量化指标概述

随着土壤质量评价研究的深化,在现代土壤有机质研究中出现了许多新的量化指标和相应的测定方法。如溶性有机质(DOC)、土壤水溶性有机质(WSOC)、热溶性有机质(HWC)、易氧化有机质(ROC)、土壤微生物碳(MBC)和土壤微生物氮(MBN)、潜在可矿化碳(PMC)和潜在可矿化氮(PMN)、氨基葡萄糖(Glu)、氨基半乳糖(Gla)、氨基甘露糖(Man)、胞壁酸(Mur)、碳同位素丰度(δ^13C)、土壤碳库管理指数(CP-MI)等等。为了澄清和了解这些指标,从其由来、概念、应用和测定方法几方面进行了较系统的概述,这对在土壤有机质研究中掌握此方面知识,尤其是对现代土壤研究中新观念、新指标和新方法的运用,无疑会起到积极的促进作用。     

杉木人工林土壤有机质研究

土壤有机质在养分循环、土壤理化性质等方面具有重要作用,是陆地生态系统重要的碳库,对全球碳素循环的平衡起着重要作用．本文详细阐述了杉木林地土壤有机质的性质与组成。杉木连栽对土壤有机质含量、腐殖质结合形态的影响以及林分发育过程中土壤有机质的变化,炼山、整地、施肥等经营活动对杉木林地土壤有机质的影响．杉木纯林有机质含量和质量均低于混交林,且随栽植代数的增加有机质含量和质量呈下降趋势,林地土壤肥力下降．最后提出应加强对土壤有机质周转模型、有机质组分,尤其是活性有机质以及有机质与全球碳循环关系的研究．     

土地利用方式对土壤有机质的影响

通过对地带性常绿阔叶林、杉木人工林、农田、竹林等不同土地利用方式下土壤有机质总量、活性有机质及其组分的研究,发现土地利用方式对土壤有机质和活性有机质各组分的影响差异显著,其中阔叶林含量最高,杉木人工林低于阔叶林,竹林和农田最低。这些差别主要是由于凋落物的数量、质量以及各种管理措施不同所致。     

土壤有机质概念和分组技术研究进展

土壤有机质一直是土壤学研究领域的重点,在过去的50年里,对土壤质量可持续性观念的增强和寻找快速判断人为因素对土壤质量影响方向指标的强烈愿望导致了土壤有机质的研究重点发生了急剧变化：对农业措施反映慢的土壤腐殖质类物质的研究正在退出土壤有机质研究领域,而侧重点逐渐转向了土壤中未受微生物作用或正在受微生物降解的有机残体;也出现了新的土壤有机质研究概念和对应测试手段：土壤有机质的比重分组、与有机质结合的土壤颗粒大小分组、土壤团聚体中的POM和iPOM以及土壤水溶性有机质和微生物体C等概念和测试手段被相继提了出来,土壤有机质的研究重点正在从土壤微生物的作用产物(腐殖质)向土壤微生物作用前的、具有部分生物活性的有机质(轻组有机质、砂粒组和粗粉砂粒组中的有机质、POM和iPOM)和完全具有生物活性的有机质(微生物体C和水溶性有机质)转移,这一过程与土壤有机质概念的拓展密不可分。     

华南亚热带山地土壤有机质更新特征及其影响因子

选择鼎湖山自然保护区及中国科学院华南植物研究所小良生态站6个土壤剖面,根据土壤有机质碳稳定同位素特征、^14C放射性水平、有机质含量、粒度特征,研究土壤有机质更新特征及其制约因素。结果表明,土壤有机质分解呈明显阶段性：有机质快速分解发生在0－100a之内,自地表向下,有机质含量急剧降低,因碳同位素分馏效应,有机质δ^13C值迅速增加;至170／240a,有机质δ^13C值达最大;自170／240－800／1400a,有机质分解速度变慢,有机质含量缓慢降低,因高δ^13C值组分分解,δ^13C值逐渐减小;约在1500a之后,有机质含量变化甚微,δ^13C值趋于稳定。对比研究表明,粘粒对有机质赋存状态及其更新有直接影响,粒度是制约土壤有机质动态的重要因子;地表植被类型及其发育特征直接影响土壤有机质更新,在植被类型相似情况下,植被覆盖史对土壤剖面有机质动态有明显影响。     

华南亚热带山地土壤剖面有机质分布特征数值模拟研究

选择鼎湖山自然保护区两种植被带土壤剖面,利用有机质扩散—平移—分解模型,定量研究土壤有机质分布、更新与运移特征及其控制因子,为陆地生态系统有机质模型提供运行基础数据．数值试验表明,华南亚热带山地土壤剖面有机质分布遵从物质扩散、平移、分解规律;森林植被带土壤有机质快组分分解速率为0．483·年^-1,灌丛植被带土壤的为0．694·年^-1;两类剖面有机质慢组分、稳定组分的分解速率分别一致,为0．02·年^-1、0．001·年^-1;森林植被带土壤有机质扩散、平移系数分别为4和0．2mm·年^-1,灌丛植被带土壤相应参数分别为1和0．5mm·年^-1．有机质含量计算值与实测值的明显偏差出现在0～10cm土层,这很可能与土壤表层处于陆一气界面,受气候、环境变化直接影响有关;在中、下部,两种结果吻合较好,反映成土环境稳定．扩散作用对土壤剖面有机质分布影响显著,平移作用仅对上部0～10cm层段影响明显．对比分析表明,土壤有机质动态主要受剖面性状制约;提高地表植被初级生产力,快组分分解速率降低,有机质累积．     

锡林河中游草原生态系统中小型土壤动物与土壤有机质的关系

 本文讨论了草原生态系统中小型土壤动物与土壤生态因子的关系。主要结果为：1．中小型土壤动物,在草原生态系统的不同类型下的水平和垂直数量分布,不单纯受某一种生态因子的制约,而是由于诸生态因子综合作用的结果。2．中小型土壤动物与有机质含量之间的关系,在不同类型的生境中有不同的相关性。3．沙地羊茅草原的中小型土壤动物,在土壤中的数量垂直分布,可能主要制约于土壤温度的变化,因此出现本身的特异性规律。4．中小型土壤动物,对人为因素造成的草原生态系统生态因子不稳定性的反应是敏感的。     

土壤活性有机质及其与土壤质量的关系

活性有机质是土壤的重要组成部分 ,主要包括溶解性有机碳、微生物生物量、轻组有机质。它在土壤中具有重要作用 :(1)可以表征土壤物质循环特征、评价土壤质量 ,可以作为土壤潜在生产力以及由土壤管理措施引起土壤有机质变化的早期指标 ;(2 )在养分周转中起重要作用 ,是植物的养分库 ,可以提供植物所需要的养分如氮、磷、硫等 ;(3)能稳定土壤结构 ,对维持团粒结构稳定性有重要作用。从土壤养分、土壤物理、化学性质方面讨论了活性有机质与土壤质量的关系。土壤中的溶解性有机碳、微生物生物量碳氮含量与土壤有机碳、全氮和碱解氮等物质的含量呈正相关。活性有机质受土壤质地、含水量、温度等因素影响 ,与土壤酸碱度、阳离子交换量等也有关。土壤微生物生物量碳和微生物量 C/有机碳比与土壤粘粒、粉粒含量呈正相关、与砂粒含量呈负相关     

风沙区柠条沙堆土壤有机质及酶活性特征研究

为探索柠条(Caragana korshinskii)沙堆土壤有机质及土壤酶活性的空间异质性,选取不同大小的柠条沙堆,对其顶部、中部及底部的有机质含量、土壤酶活性变化情况进行分析研究。结果显示:(1)土壤pH值及含水量与柠条灌丛沙堆的大小没有明显的规律,在沙堆不同部位之间差异不显著;土壤有机质随沙堆的增大而减少,且10~20cm土层沙堆顶部的有机质含量显著高于中部和底部。(2)土壤脲酶与蔗糖酶活性随沙堆的增大而降低,磷酸酶与过氧化氢酶活性随沙堆的增大表现为先升高后降低,4种土壤酶活性基本上由沙堆的顶部向底部递减,随着土壤深度的增加,土壤酶活性显著降低。(3)沙堆的大小、土壤pH值及土壤含水量与蔗糖酶活性均存在显著负相关关系,与磷酸酶活性之间存在极显著负相关关系;土壤有机质含量与过氧化氢酶活性之间无明显相关性,与其他3种酶活性之间呈极显著正相关关系。研究表明,柠条能够改善沙堆上的土壤养分,提高土壤酶活性,对荒漠区退化土壤具有改善作用,但随着沙堆的发育这种作用逐渐降低。     

内蒙古锡林河流域典型草原初级生产力和土壤有机质的动态及其对气候…

应用Ｃｅｎｔｕｒｙ生态系统模型,作模拟内蒙古锡林河流域羊草草原和大针茅草原在１９８０￣１９８９年的生物量动态,并估测气候变化和大气ＣＯ２浓度倍增对典型草原初级生产力和土壤有机质含量的影响。Ｃｅｎｔｕｒｙ模拟的生物量季节动态和年际变化同野外实测值显地吻合。在大针茅草原,野外实测值为１４２．４５￣１４４．３７ｇ／ｍ＾２,而模拟值为１２７．０４￣１５６．２３ｇ／ｍ＾２;在羊草草原,野外实测值为２１０     

水蚀条件下不同土壤氮素和有机质流失规律

人工模拟施水冲刷试验研究结果表明,随施水冲刷强度的增大,不同土壤硝态氮、铵态氮、有机质和全氮流失加剧,泥沙全氮和有机质富集程度减少;当给不同土壤施等量的硝酸铵时,发现随径流流失化肥的铵态氮和硝态氮分别占施入量的０．９％－３．５％和８．２％－１９．７％,硝酸铵主要随径流流失,以泥沙颗粒流失量甚微;土壤侵蚀、有机质和全氮流失量与〉２０μｍ团聚体相关系数分别为－０．８９３５、－０．７９２８和－０．８１５     

土壤溶解性有机质及其表面反应性的研究进展

溶解性有机质(DOM)是土壤溶液中的一个重要的组成部分,在土壤化学和生物过程中起着十分重要的作用。虽然DOM在天然有机质中所占的比例并不高,但它将土壤中的矿物质、有机质联系在一起,并能调控环境污染物的迁移转化与归宿,因此国内外学者都很重视溶解性有机质对土壤环境中污染物环境行为影响的研究。综述了DOM的分类和分离技术,DOM的结构及其表征方法,DOM的表面反应性以及对有机污染物、重金属在土壤中吸附、迁移的影响等,并提出了有待于进一步研究的一些问题。     

黄淮海冲积平原区土壤有机质时空变异特征

通过分析124个样点1980年和2000年耕层土壤的有机质含量,研究了黄淮海冲积平原区河北省曲周县土壤有机质的时空变异特征,研究结果表明,该县目前土训有机质含量平均为12.89g/kg。与1980年相比较增加了4.11g/kg,年均增加0.21g/kg。但因各农户施用有机肥量的不同和管理水平的差异。占全县耕地面积6%的土壤有机质含量不升反降,县内各区域有机质的增长趋势为西南部和东南部高于中部和北部,潮上,盐土和褐土2000年有机质含量分别比1980年增加45.51%,82.48%和68.57%。     

14C示踪技术在土壤有机质周转研究中的应用

采用碳同位素标记有机材料能够较真实地反映其在土壤中的分解和转化过程,是研究土壤有机质周转动力学的必要方法。本文介绍了^14C示踪技术在土壤腐殖质的形成与分解过程、有机底物在土壤中的分解和转化及其对原有土壤有机质分解的影响、土壤微生物生物量碳及其周转以及温室气体排放等方面研究中的应用进展。     

干旱荒漠区土壤有机质空间变异特征

以内蒙古阿拉善左旗为例 ,研究了干旱荒漠区土壤有机质的空间变异特征。传统统计分析结果表明 ,研究区内土壤有机质含量总体水平较低 ,平均为 6 .6 5 g/ kg;变异系数为 1.4 2 ,属强变异。在半方差结构分析和球状模型套合的基础上 ,结合普通Kriging插值方法 ,分析了土壤有机质的地统计特征。比较不同趋势效应和异向性的普通 Kriging插值的误差结果表明 ,宜考虑各向异性和二阶趋势效应。获得了研究区土壤有机质含量的等值线图 ,并分析了其空间分布规律