以江西大岗山天然丝栗栲Castanopsis fargesii林下土壤为研究对象,分析土壤有机碳、活性碳和缓效碳质量分数的时空变化特征,为该区域丝栗栲林土壤生态系统固碳现状评价与林业持续管理策略的制定提供理论依据。通过重铬酸钾容量法及室内28℃恒温条件下矿化培养和双指数方程拟合方法分别获取不同时期土壤有机碳总量以及土壤活性碳和缓效碳质量分数。土壤有机碳、活性碳和缓效碳质量分数的时空变化采用单因素方差分析方法,数据间的多重比较采用最小显著差(LDS)法。结果表明:土壤有机碳总量以及土壤缓效碳和活性碳质量分数具有相同的剖面特点,0~20 cm表层富集现象明显;和其他时期相比,8月层间质量分数变化最强烈(P

[目的]测定色季拉山林线附近3种典型植被下土壤有机碳(SOC)及其组分含量,并分析其相关性以及与土壤理化性质的关系,探讨色季拉山典型植被类型下土壤有机碳及其组分特征,为该区域森林经营和管理提供参考。[方法]以西藏色季拉山林线3种典型植被类型(草甸、灌丛和乔木林)下0～20 cm土层土壤为研究对象,选择9个取样点采集0～10和10～20 cm土层土壤样品,测定土壤样品有机碳(SOC)及其组分(轻组有机碳(LFOC)、重组有机碳(HFOC)、可溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)、颗粒有机碳(POC)和易氧化有机碳(EOC))的含量,并对土壤有机碳及其组分与土壤理化性质的相关性进行分析。[结果]草甸、灌丛和乔木林3种植被下,土壤SOC、MBC和HFOC含量表现为灌丛>乔木林>草甸,在灌木、乔木林和草甸土壤的0～10 cm土层,其SOC含量分别是96.34,95.85和66.15 g/kg,MBC含量分别为1 540.96,611.02和511.40 mg/kg,HFOC含量分别为61.75,58.65和41.02g/kg;而在10～20 cm土层,其SOC含量分别为65.76,57.43和30.97 g/kg,MBC含量分别为289.90,184.02和84.15 mg/kg,HFOC含量分别为40.77,31.26和19.57 g/kg,且均以0～10 cm土层高于10～20 cm土层。土壤EOC、POC和LFOC含量表现为乔木林>灌丛>草甸,且均随着土层的加深而降低,在乔木林、灌丛和草甸土壤的0～10 cm土层,EOC含量分别为23.97,21.84和14.26 mg/kg,POC含量分别为30.11,24.94和12.96 g/kg,LFOC含量分别为12.55,1.93和1.21 g/kg;而在10～20 cm土层,EOC含量分别为11.83,10.62和4.68 mg/kg,POC含量分别为9.79,6.29和5.32 g/kg,LFOC含量分别为5.50,0.77和0.43 g/kg。草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳组分中,SOC与EOC、HFOC,EOC与POC和HFOC,以及POC与LFOC之间均呈显著正相关关系(P<0.05),且在乔木林土壤中,SOC与MBC、土壤含水率呈正相关关系,但其在灌丛林和草甸中相关性不明显。[结论]草甸、灌丛和乔木林土壤的有机碳及其组分之间存在差异性,说明色季拉山林线附近典型植被下土壤的有机碳及其组分受到植被类型的影响,且其分布具有表聚性。

【目的】自然植被转变为农业用地显著影响土壤有机碳储量。青藏高原东南部地区森林或草地转换为农田的面积逐年增加,但其对土壤有机碳组分及周转特征的影响尚不明确。因此,阐明藏东南地区不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响程度和作用机制,可为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。【方法】采集藏东南地区长期耕作的农田(50年以上)及毗邻的自然森林和草地土壤,采用物理-化学联合分组技术以及稳定性碳同位素测定,分析3种土地利用方式下土壤有机碳组分的数量、碳含量的差异,探究不同有机碳组分周转差异及其对农田耕作的响应规律。【结果】农田0—20 cm表层土壤有机碳储量为(39.4±2.0) Mg C·hm~(-2),比自然森林的(81.5±8.5)Mg C·hm~(-2)和草地的(71.4±7.3)Mg C·hm~(-2)分别降低了约52%和45%。农田耕作导致粗颗粒有机质(cPOM)数量相对于自然植被降低了63.4%—70.8%,微团聚体(μagg)和黏粉粒(dSilt+Clay)的数量分别增加了10.0%—25.9%和65.7%—86.2%。农田土壤的有机碳含量与森林和草地土壤相比降低了51.7%—58.1%,其中不稳定性、物理稳定性和生物化学稳定性有机碳库分别降低79.8%—86.3%、72.4%—73.1%、32.4%—39.8%,且与总有机碳的变化显著正相关,但化学稳定性有机碳库没有显著变化。土地利用方式不同导致不同有机碳组分的C/N值和δ~(13)C值差异明显。农田土壤cPOM组分的C/N值(10.0±0.5)显著低于森林(13.5±0.4),而δ~(13)C值(-21.6±0.5)‰则显著高于森林土壤(-23.6±0.4)‰。微团聚体保护的颗粒有机质(iPOM)和难酸解组分(NH-dSilt+Caly和NH-μSilt+Clay)具有较低的δ~(13)C值(-25.3‰—-27.2‰),并且其C/N在农田土壤为8.4—9.4,显著低于森林土壤(13.5—15.9)。【结论】藏东南地区长期耕作的农田土壤有机碳储量相比于自然植被降低了约50%。农业耕作显著加速了不稳定颗粒有机质的周转,减少了稳定性有机碳组分如微团聚体保护的有机碳组分的形成,是导致土壤有机碳库明显下降的关键原因。因此,为有效降低农业耕作对土壤有机碳储量的负面影响,免耕和保护性耕作或可成为藏东南农耕区固碳增汇、维持该地区土地资源可持续利用的技术选择之一。

利用基于江苏北部旱地1980年第2次土壤普查的983个旱地剖面和2008年农业部测土配方施肥项目1 506个样点数据建立的1∶5万高精度土壤数据库,对该地区表层土壤(0～20 cm)有机碳含量变化特征进行了研究.结果表明:1980—2008年苏北旱地土壤有机碳含量由6.00 g·kg~(-1)增长到10.30 g·kg~(-1),增幅为71.67%.从土壤类型来看,有机碳增幅最大的是分布面积最广的潮土,上升了5.12 g·kg~(-1);棕壤和紫色土次之,分别上升了4.91和4.80 g·kg~(-1);而增幅最小的是石灰土,仅上升了0.01 g·kg~(-1).从行政单元来看,各地级市的土壤有机碳含量上升范围在3.0～5.0 g·kg~(-1)之间,其中大多数县的土壤有机碳含量上升范围在2.4～6.0 g·kg~(-1)之间.总体来看,苏北旱地土壤有机碳的累积程度与气候、有机碳初始值及肥料施用量密切相关.

以位于亚热带丘陵区红壤的桃源县为例,通过对1979年第二次土壤普查资料和2011年实地采样分析的表层(0-20 cm)土壤有机碳数据进行对比,分析近32年来林地、稻田、旱地等几种不同利用方式土壤有机碳(SOC)的变化。结果表明,1979年研究区林地、稻田和旱地SOC含量平均值分别为13.10 g/kg、14.15 g/kg和11.17 g/kg,2011年分别为18.28 g/kg、18.89 g/kg和12.19 g/kg,近32年来稻田、林地和旱地土壤SOC含量分别增加了40%、33%和9%,以林地和稻田土壤的SOC增幅较大,而旱地土壤的增幅明显较小。林地、稻田和旱地土壤的平均SOC密度分别从1979年的32.82 t/hm~2、33.62 t/hm~2和28.99 t/hm~2增加到2011年的44.39 t/hm~2、43.50 t/hm~2和33.53t/hm~2,增长幅度分别为35%、29%和16%,增长速率分别为0.36 t/(hm~2.a)、0.31 t/(hm~2.a)和0.14 t/(hm~2.a),也是以林地和稻田土壤的增长幅度相对较高,分别是旱地土壤的2.6倍和2.2倍。可见,过去32年来亚热带丘陵区红壤不同利用方式土壤均表现为"碳汇"模式,在不同程度上贡献于该地区较强的有机碳积累,其中以林地和稻田土壤的贡献能力最强。

以位于亚热带丘陵区红壤的桃源县为例,通过对1979年第二次土壤普查资料和2011年实地采样分析的表层(0-20 cm)土壤有机碳数据进行对比,分析近32年来林地、稻田、旱地等几种不同利用方式土壤有机碳(SOC)的变化。结果表明,1979年研究区林地、稻田和旱地SOC含量平均值分别为13.10 g/kg、14.15 g/kg和11.17 g/kg,2011年分别为18.28 g/kg、18.89 g/kg和12.19 g/kg,近32年来稻田、林地和旱地土壤SOC含量分别增加了40%、33%和9%,以林地和

【目的】研究黄土高原主要典型区域不同土层土壤有机氮组分分布特征。【方法】根据土壤类型和土地利用方式,分别从黄土高原南北不同典型区域分层(0—10、10—20、20—40、40—60、60—80、80—100、100—120和120—140 cm)采集96个土壤样品,用Bremner法测定土壤有机氮组分含量。【结果】从北到南,土壤中有机氮及各组分含量呈增加趋势,各组分占酸解全氮的比例相对稳定,而酸解全氮占全氮比例在0—40 cm土呈下降趋势,40 cm以下土层趋于稳定;从南到北同层次、相同土地利用方式下有机氮各组分均表现为0—40 cm土层迅速下降,40—80 cm土层缓慢下降,80 cm以下土...

研究江苏北部沿海地区杨树Populus deltoides ‘Ⅰ-35’人工林不同量氮输入下土壤总有机碳(TOC)质量分数、土壤微生物生物量碳(SMBC)质量分数的时间动态特征以及土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的分形特征。试验设置5种施氮水平,分别为N_0(施氮0 g·m~(-2)·a~(-1),对照), N_1(施氮5 g·m~(-2)·a~(-1)), N_2(施氮10 g·m~(-2)·a~(-1)), N_3(施氮15 g·m~(-2)·a~(-1)), N_4(施氮30 g·m~(-2)·a~(-1)),于2015年4, 6, 8, 10, 12月各采集1次样品进行土壤性状理化分析,并引入分形理论对数据进行分析。结果表明:不同施氮水平处理下各个月份对土壤TOC质量分数影响极显著(P0.05),在4月、 8月、 12月,施氮水平对SMBC质量分数影响极显著(P

【目的】植被的自然恢复和人工重建是加速岩溶生态系统修复、提高土壤质量的主要措施。研究岩溶区不同恢复方式下土壤有机碳组分及酶活性可揭示不同恢复方式对土壤质量的影响,旨在为岩溶区植被恢复模式的筛选和恢复的效果评价提供科学依据。【方法】以云南省建水县岩溶区自然恢复的天然次生林、人工恢复的云南松针叶林、桉树阔叶林为研究对象,分析不同土层的土壤有机碳组分、碳库管理指数和酶活性分布特征及其相关关系。【结果】各植被恢复方式下土壤有机碳(SOC)含量为9. 076～56. 855 g/kg,可溶性有机碳(DOC)含量为822. 311～1 175. 778 mg/kg,微生物量碳(MBC)含量为332. 933～2 035. 244 mg/kg,易氧化有机碳(EOC)含量为2. 381～6. 094g/kg。同一植被恢复方式下,除云南松林下的EOC含量外,各有机碳组分含量均随土层的加深而降低,局部土层深度出现波动。云南松林土壤亚表层(10～20 cm)的EOC含量显著高于表层(0～10 cm)和深层(20～30 cm)。不同植被恢复方式对DOC、EOC与SOC含量的影响大致均表现为:天然次生林>桉树林>云南松林,云南松林各土层的MBC含量始终显著高于桉树林。各有机碳组分与SOC均表现为极显著(P 桉树林>云南松林。SOC与CPI、CPMI呈极显著(P 云南松林>桉树林。各植被恢复方式下SOC、MBC、DOC、EOC含量与4种土壤酶活性均呈正相关关系,且多为显著或极显著水平。【结论】3种植被恢复措施在不同程度上提高了土壤各有机碳组分含量、碳库管理指数和土壤酶活性。其中,天然次生林对土壤整体质量的提升能力最高,桉树林在提升总有机碳及活性碳组分含量方面较为显著,而云南松林对过氧化氢酶和淀粉酶活性的提升能力更为显著。因此,应该加快岩溶区宜林土地管理方式的转变,优先考虑自然恢复,选择人工造林时要注重对阔叶树的利用和优化管理。

区域土壤碳库的估算不仅是陆地土壤碳循环研究的重要内容,同时也可为国家尺度的土壤碳库的估算提供更多的数据支持。利用上海第二次土壤普查资料,结合GIS技术对上海土壤有机碳储量、碳密度及其空间分布格局展开研究,结果表明,上海地区0～100cm深度的土壤有机碳总储量为5.76×107 t,占全国的0.062 6%,0～100cm的平均土壤有机碳密度为10.55kg/m2,高于全国平均值,反映出上海土壤具有较高的碳蓄积能力。各类土壤中,水稻土的土壤碳储量最大,其次是灰潮土和滨海盐土,而黄棕壤由于面积狭小,所以土壤碳储量最小。各类土壤0～100cm土壤有机碳密度的大小顺序依次为水稻土>灰潮土>黄棕壤>滨海...

【目的】定量研究林火干扰对森林生态系统土壤有机碳及其组分的影响,揭示林火干扰对森林生态系统土壤有机碳及组分的变化规律,以期为森林土壤碳循环和碳过程研究提供科学参考。【方法】以广东省杉木林为研究对象,采用相邻样地比较法,以野外调查采样与室内实验分析为主要手段,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、土壤有机碳组分含量和细根生物量的影响,探讨林火干扰对土壤有机碳密度、土壤有机碳组分含量和细根生物量的影响机制。【结果】林火干扰对杉木林的土壤有机碳密度、土壤有机碳组分含量和细根生物量均有影响,土壤有机碳密度与土壤有机碳组分含量变化趋势表现为对照>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了土壤有机碳密度(P 中度林火干扰>轻度林火干扰,轻度林火干扰只显著降低了土壤表层细根生物量(P <0.05)。【结论】林火干扰减少了土壤有机碳密度,减少幅度随土壤剖面深度增加而逐渐变小。不同林火干扰强度后,土壤有机碳组分含量总体随林火干扰强度增加沿土壤剖面递减的幅度呈下降趋势。通过分析林火干扰后土壤碳密度的分布格局及影响机制,可为林火干扰后生态系统碳汇管理以及定量评价林火干扰对森林生态系统碳库的影响提供参考依据。

以三江源地区高寒草地退化坡面为研究对象,从草地类型、鼠害和自然因素如水蚀、风蚀、冻融作用这一角度上探讨发生在不同退化程度上土壤有机碳的变化特征,对明晰高寒地区退化草地的碳变化机理和全球气候响应具有重要意义。结果表明:同一侵蚀环境条件和退化程度下,以小嵩草、矮嵩草为优势种高寒草甸比以紫花针茅为优势种的高寒草原土壤有机碳蓄存能力高。轻度退化程度受水蚀影响的高寒草甸曲麻河乡QMH1坡面土壤有机碳平均含量是相距3.5 km高寒草原曲麻河乡QMH2坡面的2.2倍(P<0.01);轻度退化程度受风蚀影响的高寒草甸五道梁WDL坡面土壤有机碳平均含量是高寒草原不冻泉BDQ坡面土壤有机碳含量的3.8倍(P<0....

【目的】分析东北黑土区旱田改稻田后土壤有机碳、全氮含量及其密度和(13)C、(15)N自然丰度值的动态变化,探讨旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的固定能力及其稳定性,揭示旱田改稻田后土壤有机碳(氮)的演变规律,为东北黑土的合理利用和培肥提供理论依据。【方法】结合野外实地调查,选择典型黑土区旱田土壤(种植大豆年限大于60年)和改种不同年限的稻田土壤(3、5、10、17、20和25年,旱田改稻田前种植历史基本相同,均为大豆),利用稳定同位素分析技术,研究旱田改稻田后土壤有机碳、全氮的动态变化特征。【结果】旱田改稻

【目的】了解中国小兴安岭阔叶红松不同演替系列土壤有机碳库和各组分的积累及分配特征,准确评价森林生态系统碳储量,为科学评价小兴安岭阔叶红松林土壤固碳功能和固碳潜力提供理论依据。【方法】以阔叶红松林不同演替系列(中生系列、旱生系列、湿生系列)的典型群落为研究对象,采用空间代替时间的方法,研究阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳、易氧化有机碳、惰性有机碳、矿化碳、可溶性有机碳含量,探讨有机碳各组分对总有机碳的贡献率,分析调控土壤有机碳及各组分的影响因子。【结果】小兴安岭阔叶红松林不同演替系列土壤总有机碳含量表现为

【目的】施肥是影响农田土壤有机碳至关重要的因素之一。探讨施肥对不同利用类型与种植制度下土壤有机碳的影响程度,对于深刻认识农田土壤有机碳及其可持续管理均具有重要意义。【方法】收集已公开发表文献数据,建立具备相同有机碳分组方法但相对独立的286组数据库。采用数据整合分析方法(Meta-analysis),定量分析种植制度、利用类型等人为管理及土壤属性(质地)等因素下施肥(化肥和有机肥)对土壤总有机碳及矿物结合态组分含量的影响程度。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤总有机碳和矿物结合态组分的含量,其提高的幅度分别为39.4%和27.7%;且施用(增施或配施)有机肥对土壤总有机碳及矿物结合态组...