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

以中国科学院千烟洲试验站为例,定量地研究了红壤丘陵区不同土壤类型开垦利用为水田、旱地、桔园、马尾松、湿地松、杉树、天然林、枫香、牧草、荒草、竹丛林等多种土地利用系统物质循环的定位观测,建立了千烟洲土壤信息系统(QYZSIS)和土壤变化数据库,方便而有效地进行了不同土壤类型和不同土地利用方式下土壤变化的定量化评价、监测和制图。通过建立数学模型,模拟和预测了研究区C、N等养分含量以及降雨、林冠透雨、树干流、径流和淋溶引起的元素输入和输出。提出了相对土壤质量指数(RSQI)的概念,并且依据土壤RSQI的变化值△RSQI较好地研究和评价了研究区土壤质量变化。

以千烟洲试验站为例 ,对亚热带红壤丘陵区杉木林、柑桔园、玉米地、水稻田四种不同的土地利用方式下的土壤CO2 年排放总量、排放速率的年变化和日变化进行了详细的比较。 4种土地利用方式下CO2 年排放总量从高到低依次为玉米地 5 799kg·m- 2 、柑桔园 4 1 76kg·m- 2 、水稻田 3 388kg·m- 2 、杉木林3 1 1 9kg·m- 2 。研究发现 ,4种土地利用方式下的土壤CO2 排放速率均是夏季高于冬季 ,白天高于夜间。此外 ,本文还分析了土壤温度、土壤湿度和人类活动等因子对土壤CO2 排放速率的影响 ,发现土壤二氧化碳排放速率与 5cm地温存在显著的指数正...

以鄂南红壤丘陵典型区的三个村为代表 ,应用地理信息系统对 1981和 1998年两个时期的土地利用变化和土壤质量进行对比研究 ,分析了土地利用变化对土壤质量的影响。结果表明 :研究区土地利用结构总体上具有农业型特点 ,17a间水田减少了 2 1% ;其余的利用方式则有不同幅度的增加 ,居民地、水域、林地、园地和旱地增加了 4 2 .2 %、99.6 %、8%、5 6 .8%和 8%。土壤质量有从优劣两端向中等靠拢的趋势 ,17a后 、 、 和 等地面积分别减少 18.6 %、12 .2 %、2 9.6 %和 2 5 % ; 等地增幅达 5 1.9%。土地利用方式及管理措施是影响土壤质量演变...

利用野外调查的方法,研究了北亚热带地区土地利用变化对土壤有机碳的垂直分布特征及储量的影响。研究结果表明:(1)除茶园土壤外,不同林分土壤有机碳含量均以0~10 cm土层最大,随着土层深度的增加,含量总体表现为下降的趋势;茶园土壤有机碳含量在0~30 cm土层范围内增加,30 cm以后表现下降的趋势;(2)次生林转变成农耕地以后土壤有机碳含量平均下降21.1%,而转变成集约经营早竹林后,土壤有机碳含量平均下降近48.5%;1m深度以内,土壤有机碳平均含量由高到低的顺序为:茶园、灌木林、次生林、粗放经营毛竹林、集约经营毛竹林、马尾松林、农耕地、杉木林和早竹林;(3)土壤有机碳储量随土层深度变化的趋...

2010年10-12月,在水稻田休闲期内,采用动态密闭气室法,研究了湖南省亚热带红壤区3种土地利用方式(耕地、休耕地、荒地)的土壤呼吸变化特征及其影响因素。结果表明耕地、休耕地和荒地的土壤CO2呼吸值分别为1.87±0.78μmol/m2.s、1.33±0.05μmol/m2.s、1.16±0.01μmol/m2.s。不同土地利用方式土壤呼吸日变化均表现出明显的单峰型特征。不同土地利用方式土壤呼吸均与土壤温度、大气温度显著正相关,而与土壤湿度显著负相关。对不同土地利用方式建立温度、水分与土壤呼吸速率的双变量关系模型,结果发现双变量模型优于传统温度敏感性模型,能够更好地描述耕地和休耕地的土壤呼吸...

目的研究土地利用变化对土壤有机碳(SOC)和微生物量碳(SMBC)含量的影响。方法采用典型样区密集取样(水田和旱地3～4个样/ha、果园2～3个样/ha、林地0.2～0.5个样/ha)和野外调查,对亚热带红壤低山肯福样区的水田、旱地、果园和林地表层(0～20cm)SOC和SMBC含量及其变化进行了研究。结果本区SOC、SMBC含量和微生物碳与有机碳比率(SMBC/SOC)分别为(17.53±5.02)g·kg-1,(278±174)mg·kg-1和(1.56±0.84)%。其中,林地SOC、SMBC含量和SMBC/SOC分别为(18.20±4.53)g·kg-1、(293±111)mg·kg-...

以中国科学院千烟洲试验站为例 ,通过实测对比分析了红壤丘陵在开发 1 4a后 ,不同土地利用方式下有机碳储量的变化。结果表明 ,在湿地松和杉木林地系统中有机碳储量较高 ,主要储存于植物活体和凋落物 ;受人为活动干扰强烈的农田及人工草地系统有机碳储量较低 ,主要储存于土壤。土地利用方式对陆地生态系统碳循环有重要影响 ,调整土地利用方式成为人类调节大气含碳温室气体的一条重要途径

【目的】探讨亚热带红壤丘陵区5种不同人工林对土壤性质的影响。【方法】以亚热带红壤丘陵区的纯杉木林(Cunninghamia lanceolata,CL)、杉木马尾松混交林(Cunninghamia lanceolata-Pinus massoniana,CLPM)、杉木樟树混交林(Cunninghamia lanceolata-Cinnamomum camphora,CLCC)、天然次生林(Natural secondary forest,NF)与纯马尾松林(Pinus massoniana,PM)作为研究对象,通过调查取样与实验分析相结合的方法,分析5种人工林地中不同土层(0~20、20~4...

为研究区域景观尺度土地利用方式变化对稻田土壤有机碳储量的影响,利用野外实地采样中1264个土壤样点有机碳含量的调查,采用遥感和GIS手段,分析红壤丘陵景观1933-2005年的土地利用变化引起的稻田表层土壤有机碳储量的动态变化。结果表明:研究区稻田与林地、茶园呈双向演替机制,以林地转变为稻田为最主要的土地利用变化方式,集中在高程50m-150 m内。稻田表层土壤有机碳含量为14.3 g/kg,显著大于林地(13.0 g/kg)和茶园(9.5 g/kg)(p<0.01);且稻田土壤有机碳的变异系数仅为26.0%,明显低于林地(55.5%)和茶园(50.9%)。1933-2005年间,由稻田转变为...

土壤是陆地生态系统最大的碳库，在提升生态系统服务功能和调节气候变化等方面发挥关键作用。对复杂多变环境下土壤有机碳（SOC）含量的精确预测将有助于正确评估区域土壤质量和碳汇功能。本研究以亚热带丘陵区一个典型小流域为研究对象，以地形、气候和植被三类环境变量为驱动因子，分析支持向量机回归（SVR）、随机森林（RF）、极端梯度提升算法（XGBoost）和轻量级梯度提升机（LightGBM）四种不同的机器学习算法在土壤（0～20 cm）SOC含量预测中的精度差异，并筛选影响SOC分布的主要环境影响因素。结果表明，RF模型、XGBoost模型和LightGBM模型均能较好预测SOC含量，以RF模型的表现相对最佳（R~2=0.540），其预测精度优于XGBoost(R2=0.528)和LightGBM模型（R~2=0.504）。而SVR模型的预测精度（R~2=0.427）低于模型预测精度的最低可接受值0.50，并不适用于亚热带丘陵地貌SOC含量的预测。相关分析表明，在亚热带丘陵地貌区，地形（主要为海拔）对几种模型预测的贡献最大，是预测SOC的重要环境变量。基于四种模型预测的SOC数字制图显示，SOC空间分布趋势总体相似，均表现为北部区域、西南和东南边缘区域SOC含量较高，而中部区域SOC含量普遍偏低。

【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。

对湘中丘陵区7种典型土地利用方式(次生林、经济林、杉木人工林、苗圃地、坡耕地、采伐迹地、弃耕地)的表层(0～15cm)土壤性状进行比较分析,筛选出土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量作为土壤质量评价指标,运用土壤质量综合指数和土壤退化指数评价不同土地利用方式的土壤质量水平及退化程度。结果表明:7种不同土地利用方式之间,表层土壤密度、pH值、有机碳、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷、速效钾含量均表现为差异显著;7种土地利用方式的土壤质量综合指数表现为次生林(95.35%)>经济林(73.83%)>采伐迹地(64.41%)>杉木人工林(62.61%)>弃耕地(56...

【目的】基于广西扶绥县亚热带典型丘陵区,探究1980—2020年间耕地土壤pH的时空变异及其主要驱动因素,为提高我国耕地质量、提升作物产量和实现土地可持续利用提供理论依据。【方法】基于1980年广西扶绥县第二次土壤普查数据和2020年耕地土壤监测数据,分析坡度、海拔、土壤类型、成土母质和土壤有机质含量对耕地土壤pH变化的影响,利用方差分析和回归分析法探究影响其土壤pH变化的主要驱动因素。【结果】与1980年相比,2020年扶绥县西部地区渠旧镇和渠黎镇的立地条件较差,其耕地土壤酸化趋势明显,pH分别下降1.10和0.70,从中性向酸性转变;不同土壤类型中赤红壤的pH变幅最大,平均下降0.60;不同母质中第四纪红土和河流冲积物的土壤pH变异性最强,变幅为0.40。线性回归分析结果表明,坡度和海拔与耕地土壤pH呈极显著负相关(P<0.01,下同),有机质含量与耕地土壤pH呈极显著正相关。方差分析和回归分析结果表明,海拔、坡度和有机质含量是影响耕地土壤pH的重要因素,能分别独立解释21.5%、7.3%和3.7%耕地土壤pH的空间变异,说明海拔是造成土壤pH空间差异的主要因素。【结论】1980—2020年期间,广西扶绥县的耕地土壤pH总体上呈快速下降趋势,其中,赤红壤的pH降幅最大,第四纪红土和河流冲积物土壤pH的空间变异最强;海拔是影响广西扶绥县耕地土壤pH变化的主要因素,须通过增施有机肥改善土壤性状,进而有效调控土壤pH。