【目的】研究钙对喀斯特地区典型土壤有机碳积累与转化的影响。【方法】采取野外取样分析与室内培养相结合的方法,采集两种喀斯特典型土壤(棕色石灰土、黑色石灰土)和一种对照土壤(红壤)共54个样品,检测了土壤中钙的形态与含量及有机碳含量等理化指标。在此基础上,选取3种土壤类型具有代表性的样品,设置不添加外源物质(CK)、添加碳酸钙粉末(T2)和同时添加14C标记的稻草与碳酸钙粉末(T3)3个处理,通过室内培养试验,对培养过程中土壤CO2释放量和4种形态钙的含量进行了检测及分析。【结果】土壤中4种形态的钙以交换态和有机结合态与有机碳关系更为密切。添加碳酸钙显著影响土壤有机碳矿化,有机结合态钙含量的增量均...

【目的】研究外源秸秆碳添加对喀斯特地区石灰性农田土壤有机碳组分及水稻生长的影响，为探究喀斯特地区石灰性农田碳组分变化提供参考依据。【方法】于2023年3月在桂林理工大学雁山校区温室开展水稻盆栽试验，试验周期120 d。盆栽试验共设置19个处理，在仅添加秸秆碳的处理中，分别添加0.5%、1.0%和3.0%（干土质量比）的破碎秸秆、秸秆沤肥和秸秆生物炭；在添加秸秆碳和碳酸钙的处理中，3种秸秆碳添加量均为1.0%，在此基础上分别添加0、10.0%和20.0%（干土质量比）碳酸钙；同时设置未添加任何外源物质的对照（CK）处理。分析各处理中水稻生长特征，以及土壤有机碳组分微生物生物量碳(MBC)、溶解性有机碳(DOC)、颗粒态有机碳（POC）含量的变化及其影响因子。【结果】秸秆碳种类、添加量均会对土壤中有机碳组分含量产生影响。添加0.5%秸秆沤肥土壤中MBC含量最高（235.73 mg/kg），添加1.0%秸秆沤肥土壤中DOC含量最大（221.50 mg/kg），而添加3.0%秸秆生物炭土壤中POC含量最高（36.20 mg/kg）。土壤中碳酸钙添加量也会影响土壤有机碳组分，碳酸钙添加量为20.0%时，添加3种秸秆碳的土壤MBC含量均为最高。10.0%碳酸钙+1.0%秸秆沤肥处理中土壤DOC含量最大（195.60 mg/kg）。添加3种秸秆碳对水稻生长的促进作用为秸秆生物炭>秸秆沤肥>破碎秸秆，其中添加0.5%秸秆生物炭的水稻长势最佳，平均株高为102 cm，根长为50 cm；添加3.0%破碎秸秆处理对水稻生长的抑制作用最强。随着碳酸钙添加量的增加，添加秸秆沤肥处理的水稻株高呈先上升后下降的趋势，其中添加10.0%碳酸钙对水稻株高的促进作用较强。相关分析结果表明，秸秆生物炭用量与土壤DOC含量呈显著负相关（P < 0.05，下同）、与土壤POC含量呈极显著正相关（P < 0.01）。碳酸钙添加量与土壤DOC含量呈显著正相关。【结论】外源秸秆碳对石灰性水稻土中活性有机碳组分具有正激发效应，能明显提高土壤中MBC、DOC和POC含量，同时添加秸秆碳和碳酸钙对土壤活性碳组分的增加具有协同作用。添加低量秸秆碳能促进水稻生长，其中秸秆生物炭的促进作用最明显；在10.0%和20.0%碳酸钙添加量的土壤中添加秸秆沤肥及秸秆生物炭均能促进水稻生长。

植树造林是促进退化喀斯特生态系统植被恢复同时提升生态碳汇的重要措施。目前，关于喀斯特峰丛洼地区造林对土壤碳氮组分及其生物化学稳定性的影响认识还很不足。本研究在广西喀斯特峰丛洼地区配对采集了玉米地及其邻近人工林表层(0～15 cm)和亚表层(30～45 cm)土壤样品各14组，采用酸水解法对土壤碳、氮组分(活性碳、氮组分I，活性碳、氮组分II和惰性碳、氮组分)进行了测定。研究表明，农田退耕造林20年后，表层和亚表层土壤总有机碳、全氮、活性碳组分、惰性碳组分、活性氮组分与惰性氮组分含量均有不同程度的增加。与农田相比，人工林土壤碳库活度(活性碳库/惰性碳库)整体降低，碳库稳定性(惰性碳占土壤总有机碳的比例)显著提高。逐步回归分析表明，根系生物量、碳酸钙和交换性钙离子是造林后土壤有机碳、氮及其组分含量增加的主控因子。

植树造林是促进退化喀斯特生态系统植被恢复同时提升生态碳汇的重要措施。目前，关于喀斯特峰丛洼地区造林对土壤碳氮组分及其生物化学稳定性的影响认识还很不足。本研究在广西喀斯特峰丛洼地区配对采集了玉米地及其邻近人工林表层(0～15 cm)和亚表层(30～45 cm)土壤样品各14组，采用酸水解法对土壤碳、氮组分(活性碳、氮组分I，活性碳、氮组分II和惰性碳、氮组分)进行了测定。研究表明，农田退耕造林20年后，表层和亚表层土壤总有机碳、全氮、活性碳组分、惰性碳组分、活性氮组分与惰性氮组分含量均有不同程度的增加。与农田相比，人工林土壤碳库活度(活性碳库/惰性碳库)整体降低，碳库稳定性(惰性碳占土壤总有机碳的比例)显著提高。逐步回归分析表明，根系生物量、碳酸钙和交换性钙离子是造林后土壤有机碳、氮及其组分含量增加的主控因子。

本文通过对花江喀斯特地区花椒人工林演替过程中部分土壤碳转化酶的活性以及不同活力活性有机碳研究,得出在喀斯特地区花椒人工林中随着种植年限的增加,土壤中活性有机碳的含量不断上升,生态环境处于恶化的变化过程中。并且通过对花江地区常绿阔叶林、灌丛以及荒草地与碳有关的土壤酶的活性研究,证明在群落从高级向低级演替过程中,酶的活性降低,活性有机碳的含量增加,生态环境恶化。

西南喀斯特生态系统原生土壤有机碳(SOC)含量较高,但在开垦后急剧损失,然而目前对SOC损失过程、途径和机制仍缺乏充分认知。本研究基于不同频率翻耕处理(分别隔6、4、2、1个月翻耕一次,以免耕为对照)的原位控制试验,以土壤团聚体为切入点,通过对土壤CO_2排放和可溶性有机碳(DOC)淋失通量进行为期一年的连续监测,探讨了SOC损失的主要途径及其影响因素。结果发现:翻耕导致表层(0～10 cm)土壤SOC和5～8 mm粒级团聚体显著降低;一年后,各翻耕处理平均损失15.4%～27.6%的SOC,土壤DOC淋失量仅占SOC损失量的0.05%～0.10%,而土壤以CO_2形式释放的碳占SOC损失总量的22.7%～35.5%,是土壤碳损失的重要途径之一;SOC损失量与Ca~(2+)、Mg~(2+)淋失总量均呈显著正相关,说明在岩溶作用下以HCO_3-形式淋失是SOC损失的另一重要途径;土壤CO_2排放速率与5～8 mm粒级团聚体含量呈显著负相关,说明翻耕干扰导致5～8 mm团聚体崩解、受团聚体保护的闭蓄态SOC释放后迅速矿化是喀斯特SOC损失的主要机制。

【目的】利用高光谱数据定量反演喀斯特地区土壤有机质含量,为喀斯特地区快速、大范围、实时地监测土壤有机质含量提供更多的技术手段。【方法】利用机载高光谱成像系统和便携式地物光谱仪分别获取土壤光谱数据,基于原始光谱反射率和不同光谱变换数据,分析其与土壤有机质含量的相关性,以偏最小二乘法建立模型预测土壤有机质含量。【结果】2种数据源都可以用于土壤有机质含量预测,其中,基于ASD光谱一阶微分变换建立的模型预测精度较高,验证集决定系数(Rv~2)为0.910,相对分析误差(RPD)为2.68;基于GS光谱二阶微分变换建立的模型预测效果较好,验证集Rv~2为0.772,RPD为1.49。【结论】ASD光谱与GS光谱建模预测精度相差较大,ASD光谱客观条件影响较小、光谱波段更宽、光谱分辨率更高,具有更好的预测能力;低空无人机获取的GS光谱也具有一定的预测能力。

研究贵州中部喀斯特石漠化地区不同植被群落土壤和小生境土壤中有机碳的数量和质量变化。结果表明:喀斯特石漠化区阔叶林土壤有机总碳含量和腐殖酸碳含量明显高于灌木林、灌草丛和稀疏草丛,而土壤水溶性有机碳含量的变化则相反;喀斯特森林退化后,土壤有机碳的累积量减少、流失量增加;喀斯特小生境土壤有机总碳和腐殖酸碳含量存在明显的水平空间变异:石坑>石沟>石缝>石洞。主成分分析结果表明:喀斯特土壤有机碳变化的第1主要因子由植被类型决定,第2主要因子由小生境类型所决定。

森林土壤有机碳是土壤有机碳库的重要组成部分,研究森林土壤有机碳对于应对气候变化具有非常重要。以茂兰自然保护区喀斯特植被3种演替换群落喀斯特乔木林、次生林和灌木林为研究对象,分析了不同演替群落的土壤有机碳含量和密度及其在土壤剖面上分布的差异,以及有机碳含量和土壤理化性状的相关性。结果表明:①3种不同演替群落在整个剖面上(0～20cm)土壤有机碳含量和碳密度的表现均为喀斯特乔木林(81.9508 g/kg、11.631 1 kg/m2)>次生林(52.171 2 g/kg、10.744 7 kg/m2)>灌木林(38.380 4 g/kg、7.411 8 kg/m2);②3种不同演替群落有机碳含量...

论文为阐明喀斯特小流域土壤有机碳密度分布格局及其主要影响因素,运用野外布点采样、实验室测定和地统计学分析相结合的方法,采用2 755个详细调查的剖面样地,共计23536个土壤样品,定量研究了土壤有机碳密度的空间异质性及分布特征,并利用典范分析法分析了影响土壤有机碳密度的主要环境因子。结果表明:后寨河流域各层土壤有机碳密度随土壤深度的增加而逐渐降低,最大值为12.47 kg/m2,最小值为0.11 kg/m2,100 cm土壤深度有机碳密度平均值为12.11 kg/m2,高于全国100 cm土壤深度有机碳平

采用空间代替时间的方法,研究了茂兰喀斯特森林自然恢复中土壤团聚体有机碳含量与团聚体分形特征。结果表明:同一恢复阶段的同一土层中1 2 mm、0.5 1 mm团聚体质量百分比(4.74%52.37%)与其质量百分比有机碳贡献率(2.87%59.98%)均高于0.25 0.5 mm、20 cm土层14.36 36.80 g·kg-1)与其质量百分比有机碳含量(0 10 cm土层1.34 22.12 g·kg-1,>20 cm土层0.57 11.93 g·kg-1)均随植被自然...

分析喀斯特峰丛洼地次生林(CL)、灌草丛(GC)、牧草地(MC)、玉米地(YM)共4种典型土地利用方式下土壤的有机质含量及养分特征,探讨不同土地利用方式对土壤养分含量的影响。结果表明:0~30 cm土层土壤有机碳、全氮含量随土地利用强度的增加而降低,与YM土壤相比,CL土壤的有机质含量高38.5%~100%,全氮含量高63%~130%(P<0.05);4种土壤的全磷含量间差异和全钾含量间差异均达极显著水平(P<0.01);速效磷含量受土地利用方式影响明显,CL土壤的速效磷含量最低,GC土壤的次之,YM土壤的最高;速效钾含量受植被覆盖和水土流失状况的影响较明显,CL土壤和GC土壤的速效钾含量均高...

通过对喀斯特山区5种土地利用方式(林地、花椒林、火龙果林、退耕草丛和旱地)土壤养分和活性组分含量的比较研究,探讨了土壤质量对土地利用变化的响应。结果表明,林地土壤养分和活性组分含量最高,其中土壤有机碳、微生物生物量碳、氮、磷、易氧化有机碳和可溶性有机碳含量分别为44.80 g.kg-1、477.86 mg.kg-1、102.87 mg.kg-1、17.54 mg.kg-1、7.72 g.kg-1和166.43 mg.kg-1,土壤养分和活性组分含量总体按花椒林、火龙果林、退耕草丛和旱地依次下降。除旱地与经自然恢复15 a的退耕草丛土壤养分和活性组分含量较为接近,大多未达显著差异水平外,其他土地...

日光温室的施肥管理和生态条件会影响土壤P素循环和利用,明确山西石灰性土壤P素变化对提高温室P肥利用效率和降低对环境影响具有重要意义。通过对山西中南部栽培年限为0～15年的温室土壤分析表明:随栽培年限增加,土壤全P、无机P、Olsen-P及无机P组分的Ca2-P,Ca8-P,Ca10-P,Al-P,Fe-P含量均明显增加,但Olsen-P含量的增加幅度低于全P和无机P含量的增加;Ca10-P含量的增加幅度低于其他无机P组分Ca2-P,Ca8-P,Al-P,Fe-P含量的增加,其中,Ca8-P含量增加最为明显。栽培年限对无机P占全P的比例没有影响;粮田Ca2-P,Ca8-P,Ca10-P,Fe-P...

为研究喀斯特小流域土壤有机碳空间分布与土地利用之间的关系,基于网格法在后寨河流域挖掘了2 755个土壤剖面,并采集了22 057个土壤样品。分析了后寨河流域不同土地利用方式下土壤有机碳密度特征。结果表明:后寨河流域土壤有机碳密度主要受人为干扰、土壤厚度与岩石裸露率的制约。不同利用方式土壤有机碳密度(0~100 cm)总体上呈现以下规律:水田>旱地>经果林地>园地>草地>弃耕地>坡耕地>乔灌木林地>乔木林地>荒地>灌木林地>灌草地。后寨河流域100 cm土壤有机碳平均碳密度为8.70 kg/m2,低于中国土壤有机碳平均密度10.83 kg/m2,总有机碳储量为5.39×108kg。科学合理地进行土地利用方式调整与管理,可以增大喀斯特小流域土壤有机碳储量。