探讨土壤有机碳空间分布规律,估算其碳库量,对于提高土壤质量、保护黑土资源,维持农业经济的可持续发展意义重大。基于配准完备的1:10万或20万的地形图和土壤图,运用地理信息系统技术,对东北主要黑土区共7个市县的土壤表层有机碳密度及储量做出估算,并对其空间分布差异进行了分析。结果表明:全区的平均有机碳密度为6.27kg.m-2,变幅为2.43～11.36kg.m-2,土壤表层有机碳储量为2.92×108 t;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,从北向南呈逐渐递减的趋势,且东北高、西南低。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区,吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低。

通过野外调查和室内分析,采用多元线性逐步回归和地理信息系统(GIS)相结合的方法,研究了黄土丘陵区燕沟流域表层(0~20 cm)土壤的有机碳密度、空间分布及其与土地利用类型和地形因子等的关系。结果表明,流域表层土壤有机碳密度平均为1.72 kg/m2,变幅为0.97~2.93 kg/m2;土地利用类型是影响土壤有机碳密度变化的首要因子;流域土壤有机碳密度呈镶嵌的树枝状和条带状空间分布格局,其高值斑块区与乔木林地和灌木林地的分布一致,中值斑块区与草地和川坝地的分布一致,低值斑块区与梯田、果园、坡耕地、疏林地和未成林地的分布一致。流域表层土壤有机碳总储量为76.81×103t。

基于抽样调查的方法,以北方石质山区典型区域北京密云县为研究区,采集了87个基本抽样单元中的222个样点的表层0～20cm的土壤,通过实验分析与计算得到每个土壤样点的土壤有机碳密度。数据统计结果表明:①研究区有机碳含量变化范围为(0.30～61.00)g/kg,平均有机碳含量为15.7g/kg,变异系数为0.70,属中等强度变异;②土壤有机碳密度介于(0.08～11.01)kg/m2之间,平均值为3.27kg/m2,中值为2.84kg/m2,变异系数为0.59,属中等强度变异;③空间插值结果表明,土壤有机碳密度空间上分布具有一定规律性,该分布特征与土地利用及地形空间分布特征较为一致,有机碳密度分...

【目的】探讨长期不同施肥方式对提升东北黑土土壤有机碳和农田基础地力的差异。【方法】以国家黑土肥力和肥料效益长期监测试验(1989—2011年)资料为基础,采用DSSAT ver.4.0作物生长模型模拟:(1)CK(对照,不施肥);(2)NPK(施氮磷钾肥);(3)NPKM(有机肥+NPK化肥,M指有机肥);(4)l.5NPKM(NPKM处理的1.5倍);(5)NPKS(秸秆+NPK化肥,S指玉米秸秆)5种施肥方式下东北黑土区春玉米20年的农田基础地力产量,在分析长期不同施肥措施下基础地力与土壤有机碳的演变规律的基础上,进一步探讨两者之间的数量化关系。【结果】经过20年施肥管理,NPK、NPKM...

中尺度范围土壤有机碳的长期动态变化状态对大气温室气体的浓度、当地环境的生态效应至关重要。论文研究了陕西黄土台塬近30 a表层(0～20 cm)土壤有机碳密度的空间分布特征,并探讨了气候、地形、土壤类型、土地利用与土壤有机碳密度和储量的关系。结果表明:1)近30 a黄土台塬土壤有机碳密度和储量呈增加趋势,且增加幅度愈来愈明显,其中,1985—2000年有机碳密度和储量的增量分别为0.20 kg/m2和1.46×106t,2000—2015年分别为0.75 kg/m2和10.87×106t。2)1985—2015年有机碳密度随气温和降水量的增加而增加,随高程和坡度的增加呈现先增加后减少的趋势,在高程679～779 m、坡度10°～20°范围达到最大值。3)大多数土壤类型有机碳密度和储量随时间延长呈增长趋势,其中,黑垆土有机碳密度增加最大(1.59kg/m2),黄绵土储量增量最多(5.64×106t);不同土地利用类型有机碳密度和储量随时间延长也呈增加趋势,林草地有机碳密度增加量明显大于耕地。4)研究区表层土壤有机碳密度与气温、土壤类型、土地利用类型在P<0.001水平上相关性显著,与降水在P<0.05水平上显著相关。

【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

为进一步验证浸提条件对黑土表层土壤溶解性有机碳(DOC)浸提量的影响,并筛选出适于比较黑土区不同土地利用类型土壤DOC差异的浸提条件,以典型黑土区落叶松人工林、天然草地、耕地和天然次生林0~10 cm土层土壤为实验材料,测定了不同水土质量比、浸提剂种类及温度条件下4种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳浸提量。结果表明:1)4种土地利用类型表层土壤溶解性有机碳浸提量均随水土质量比的增加而增大,呈显著的线性关系(R2为0.82~0.98);当水土质量比为40∶1时4种样地土壤DOC浸提量差异显著(P<0.05),且以天然次生林土壤DOC最高,分别为落叶松人工林、草地和耕地的1.16、1.88和1.6...

研究地形和土地利用类型共同作用下表层土壤有机碳空间分布特征,对准确评估区域土壤有机碳的空间分布和变异特征具有重要意义。以黄土丘陵沟壑区燕沟流域3种地形部位(峁顶、峁坡、沟底)和8种土地利用类型(农田、果园、天然与人工草地、天然与人工灌木林、天然与人工乔木林)为研究对象,采集表层(0~20 cm)314个土壤样品用于研究地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域表层土壤有机碳空间分布的影响。地形和土地利用方式极显著(P峁坡>峁顶的变化趋势,土壤有机碳含量沟底(8....

土壤有机碳既是影响全球气候变化的生态因子,也是影响耕地质量的肥力因子,研究耕地土壤有机碳分布特征及其影响因素对增加耕地碳储量和提升耕地生产能力具有重要指导意义。本文以北京市为研究区,以第二次土壤普查的土壤类型及质地数据、2010年测土配方施肥项目土壤养分调查成果、数字高程模型(DEM)及耕地种植类型分布图为基础数据,分析区域耕地土壤有机碳密度及储量空间分布特征。结果表明:①2010年北京市耕地表层土壤平均有机碳密度为22.51 t/hm2,碳储量为990.34×104t;②北京市西北部山区以及城市近郊区耕地碳密度较大,各区县中耕地表层土壤平均有机碳密度最大的是门头沟区,达39.93 t/hm2;③地形、土壤类型、土壤质地及种植类型对耕地土壤有机碳密度均有影响,具随着海拔升高耕地土壤有机碳密度整体呈增加趋势;土壤类型为棕壤、褐土的耕地有机碳密度显著高于其他类型,整体表现出土壤质地越黏重土壤有机碳密度越大的趋势;利用方式为非粮作物的耕地土壤有机碳密度略高于粮食作物;④综合分析表明,在中山、低山区域春玉米土壤碳密度最高,而在丘陵、平原区则是露天菜、设施农业碳密度最高。当前北京市耕地利用调整应综合考虑当地地貌地形、土壤条件以及人为利用因素对耕地表层土壤有机碳的影响,因地制宜提高或保持耕地固碳能力。

为完善面向土壤固碳的畜禽粪便承载力估算方法研究，以北大荒集团和新疆生产建设兵团种养业生产系统为研究对象，根据种养业生产现状与农田土壤固碳机制，以静稳态模型为基础，构建基于土壤有机碳密度变化率的畜禽粪便农田承载力模型；设定土壤有机碳密度变化率目标值，估算每hm2农田适宜施用畜禽粪便有机肥量与畜禽承载量。结果表明：1）当农田土壤有机碳密度维持当前水平，北大荒集团和新疆生产建设兵团农田可承载的畜禽养殖量以猪当量计分别为180.5～832.1和14.7～327.6头/hm2。2）考虑土壤固碳需求，两地畜禽养殖业未来发展潜力大。本研究成果可为区域种养结合与绿色低碳发展提供参考资料。

【目的】定量认识土壤有机碳（SOC）含量在坡面上的空间异质性及尺度效应，探索“由点及面”估算坡面平均SOC含量的精确便捷途径，为细致刻画坡面土壤资源状况、全面理解生态系统碳循环、制定土壤高质量管理方案提供科学基础。【方法】在宁夏半干旱黄土丘陵区，选择3个相邻的由退耕还林工程形成的典型坡面，从坡顶向坡脚设置连续样点，调查各样点的土地利用、植被特征、立地条件及表层（0～20 cm）SOC含量，分析其坡向差异、坡位变化；以“离坡顶的水平距离或相对距离”为自变量，以表层SOC含量的顺坡滑动平均值为因变量，定量描述坡面尺度效应；再以坡面上任一样点表层SOC含量与坡面平均值的比值为因变量，实现由“点”到“面”的尺度上推。【结果】研究区表层SOC含量存在明显的坡向差异、坡位变化、尺度效应。表层SOC含量的坡面平均值在南坡（7.60 g·kg~(-1)）最高，东坡（6.42 g·kg~(-1)）次之，西坡（5.65 g·kg~(-1)）最低，其坡位间变幅在东坡（15.95 g·kg~(-1)）最大，其次为西坡（11.34 g·kg~(-1)），最小为南坡（9.72 g·kg~(-1)），说明东坡的坡面效应最强，其次为西坡，南坡最弱。东坡、西坡、南坡表层SOC含量的坡位变化大致相同，均由坡顶向下逐渐减小，至离坡顶水平距离200、150、280 m（相对距离0.73、0.45、0.76）后趋于稳定，主要与坡面“上部为自然状态的坡地+林草植被+恢复年限长、下部为人工梯田+林农植被+扰动频繁”的空间格局有关。在东坡、西坡、南坡上，距坡顶水平距离每增加100 m,SOC含量的滑动平均值分别变化-3.40、-2.50、-1.51 g·kg~(-1)；距坡顶相对距离每增加0.1,SOC含量的滑动平均值分别变化-0.96、-0.75、-0.55 g·kg~(-1)。构建3个坡向不同坡位样点表层SOC含量与坡面平均值的比值随离坡顶水平距离或相对距离增加而变化的数量关系（R~2>0.7,P<0.001），籍此可由坡面上任一样点表层SOC含量精确便捷地估算坡面平均值。将所有位点数据融合得出，离坡顶相对距离0.4的位点表层SOC含量最接近坡面平均值。【结论】半干旱黄土丘陵区坡面表层SOC含量沿坡从上至下基本呈先减小后稳定的变化，与土地利用类型、植被类型、恢复年限的坡面分布格局有关。以顺坡（相对）水平坡长增加为尺度变量可较好地定量刻画表层SOC含量的坡面变化特征及尺度效应，藉此可实现坡面表层SOC含量平均值的精确便捷推算。

【目的】分析内蒙古黄花甸子流域不同人工林土壤有机碳密度分布特征，为该地区人工林生态系统的碳汇管理提供理论依据。【方法】以内蒙古赤峰市敖汉旗黄花甸子流域内山杏×油松混交林、山杏林、小叶杨林、柠条林４种典型人工林为研究对象，选取典型样区，探讨了０～１００ｃｍ土层不同林分土壤有机碳密度的变化。【结果】４种林分土壤平均有机碳密度为０．８５～１．０７ｋｇ／ｍ２；土壤有机碳密度呈现出混交林明显高于纯林，乔木林明显高于灌木林的特征，土壤平均有机碳密度由大到小表现为山杏×油松混交林＞山杏林＞小叶杨林＞柠条林。土壤有机碳富集在０～２０ｃｍ土层中，并随土层深度的增加，土壤有机碳密度明显降低。【结论】在研究区的造林．．．

采用Biolog-ECO微平板检测法,以典型黑土区美青杨林、水曲柳林、落叶松林和樟子松林土壤为对象,研究了不同类型水土保持林表层土壤(0~10 cm)微生物群落碳代谢多样性的变化特征。结果表明:1)培养144 h时,4种林地土壤碳源平均颜色变化率(AWCD)的变化范围为0.11~0.62,且表现为美青杨林最高,依次分别为水曲柳林和落叶松林,樟子松林最低;2)土壤微生物群落碳代谢多样性丰富度指数、Shannon-Winner指数、Simpson指数和McIntosh指数的变化范围分别为4~22、1.37~3.00、0.62~0.94和1.46~5.21,同样表现为美青杨林最高、其他依次分别为水曲...

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在Arc GIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳(SOC)含量的空间变异特征进行了研究。结果表明:丰乐河流域SOC含量为14.31±4.50 g·kg~(-1),不同土地利用类型下SOC含量差异显著(p

本文旨在估算陕西省土壤有机碳密度和储量及分析其空间差异特征,为准确评价陕西省土地质量以及环境质量提供参考。利用陕西省第二次土壤普查数据,采用土壤类型法计算了陕西省各土壤类型不同土层深度的土壤有机碳密度和储量,建立了以土属为单元的土壤有机碳空间数据库,分析其空间差异特征,并对影响土壤有机碳的自然和人为因素进行分析。结果表明:0~20cm、0~100cm和全剖面土层中土壤有机碳平均密度分别为3.886kg/m2,8.955kg/m2,10.548kg/m2,0~20cm、0~100cm和全剖面土层中土壤有机碳的储量分别为7.744亿t,17.845亿t,21.020亿t。土壤有机碳密度在空间上呈现...