武夷山不同海拔梯度毛竹林土壤有机碳特征及影响因素

以武夷山自然保护区的毛竹林土壤(海拔范围为250～1 500 m)为研究对象,选取5个海拔梯度的15块样地,分析了毛竹林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征,探讨了土壤有机碳含量与地形因子、土壤性质的相关关系,并构建了土壤有机碳的回归模型。结果表明:①武夷山毛竹林土壤有机碳含量变化范围为13.29～70.68 g/kg,且海拔500m土壤有机碳的分布具有明显的表聚现象;②同一海拔高度内,毛竹林土壤有机碳含量呈现随土层深度的增加而逐渐降低的趋势,且其降幅也随之变小;③同一土层深度的土壤有机碳含量大体呈现随海拔的升高而增加的趋势,而其增幅则随之变小;④不同土层土壤有机碳含量与海拔均呈显著或极显著正相关、与容重均呈极显著负相关,而仅表层(0～10 cm)土壤有机碳含量与坡度呈显著负相关;⑤土壤有机碳多元线性回归模型的拟合优度高于一元线性回归模型,不同因子组合对不同土层有机碳含量变异的解释量介于59%～83%。     

中亚热带森林土壤有机碳的海拔梯度变化

气候过渡区的山地森林土壤有机碳对气候波动的响应敏感,探讨气候过渡区森林土壤有机碳的海拔格局,是推演区域土壤碳库时空动态的关键内容。在南亚热带向中亚热带的气候过渡区江西九连山国家级自然保护区,根据不同土壤类型的海拔分布格局,沿海拔采集20个土壤剖面,分析土壤有机碳含量和土壤碳密度的海拔分布格局。结果表明:(1)不同土壤类型和深度均对土壤有机碳含量有影响,山地草甸土有机碳含量更高,达39.72±19.14 g·kg^–1,土壤有机碳主要集中在0～40 cm,深度分布表现出"表聚现象";(2)不同层次土壤有机碳含量对海拔的响应方式不一,上层土壤对海拔梯度变化响应更敏感,上层0～40 cm土壤有机碳随海拔升高而增加,下层40～100 cm土壤有机碳含量随海拔升高而降低;(3)土壤碳密度为10.64±0.72 kg·m^–2,但不同海拔的土壤碳密度无显著差异。海拔对土壤有机碳含量分布产生影响,但随着土层深度增加,海拔对土壤有机碳含量的影响变小;而海拔对土壤有机碳密度格局无显著影响,并依此估算九连山自然国家级自然保护区森林土壤有机碳储量为1.426±0.09...     

海拔梯度对川西高寒土壤轻组分有机碳动态影响研究

作为土壤活性有机碳主要组分之一的轻组分有机碳（LFOC）,对高海拔和高纬度低温生态系统的土壤有机碳动态及稳定性具有重要意义。通过在西南亚高山—高山海拔梯度上（3 250,3 438,3 672,3 852,4 098 m）对亚高山森林土壤均质化后进行原位培养,研究高寒土壤中轻组分有机碳在海拔梯度上的响应特征与季节变化趋势。结果表明:海拔升高及低温季节均有利于土壤LFOC积累,而生长季节是土壤LFOC的消耗时期;在同一采样时间的同一海拔高度上,表层（0—10 cm）和表下层（10—20 cm）土壤LFOC含量总体表现出随深度增加而降低的规律,其中在低温季节中后期的11月和3月均达到差异显著水平。     

三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征

湿地生态系统土壤有机碳库的组分变化对于全球碳平衡起着极其重要的作用。本研究选取三峡库区消落带湿地3个海拔梯度的土壤,以从未淹没的样地作为对照,研究消落带湿地不同海拔梯度土壤有机碳组分的特征。结果表明:土壤有机碳、易氧化有机碳、水溶性碳水化合物有机碳和和微生物生物量碳均以消落带小于未淹没样地。在消落带,海拔最低、淹没持续时间较长且正处于水位波动期的样地土壤有机碳、易氧化碳和微生物生物量碳显著低于其他样地,而土壤矿化碳显著高于其他样地。相关性分析表明,土壤有机碳与微生物生物量碳(R~2=0.94)的正相关性显著高于与易氧化有机碳(R~2=0.88)、水溶性有机碳(R~2=0.73)及其水溶性碳水化合物(R~2=0.70)之间的正相关性,但是与矿化碳之间无显著的相关性。因此,土壤微生物生物量碳是消落带湿地土壤有机碳随不同海拔梯度变化的最敏感的组分。     

猫儿山不同海拔土壤有机碳组分构成及含量特征

土壤有机碳(SOC)的组成和存在形态影响土壤碳库稳定性,揭示SOC组分构成及含量特征,对发挥土壤碳库功能具有重要意义。本研究以华南第一高峰-广西猫儿山为对象,采集不同海拔(460～2120 m)的土壤剖面发生层的土壤,分别测定基于化学组成、密度和粒径区分的胡敏酸碳(HAC)、富里酸碳(FAC)和胡敏素碳(HC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)、颗粒有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MOC)含量,分析不同海拔SOC组分特征及其生态意义。结果表明:(1)土壤HAC、FAC、HC、LFOC、HFOC、POC、MOC含量分别为0.10～8.56 g kg-1、0.33～25.62 g kg-1、1.38～70.46 g kg-1、0.01～41.94 g kg-1、1.95～72.73 g kg-1、0.41～21.37 g kg-1、1.38～104.74 g kg-1;(2)在海拔460～1400 m的常绿阔叶林植被下,土壤HC、HAC、FAC、POC、HFOC、MOC含量随海拔升高总体上呈增加趋势,而土壤LFOC含量随海拔升高总体上呈先增加后降低趋势;在海拔1400～1...     

岩溶区土地利用方式对土壤有机碳组分及其分布特征的影响

对重庆市中梁山低山岩溶区角砾状白云质灰岩的黄色石灰土剖面进行研究.结果表明:土地利用方式明显地影响了土壤微生物量碳、微生物商、可矿化碳和硫酸钾浸提碳的含量,微生物商能更准确的反映土壤有机碳库对土地利用方式的响应,微生物商依次为:菜地橘林地耕地草地灌丛,平均值分别为3.09,2.46.1.92.1.55和1.14.土壤微生物量碳和微生物商在土壤0-30 cm范围内的变化规律不明显,仅在灌丛中的变化相似;而可矿化碳和硫酸钾浸提碳基本上随土壤深度的增加而降低,规律性明显.相关分析说明,硫酸钾浸提碳与全氮、水解氮和速效钾相关极显著,与全磷相关显著,相关系数分别为0.421,0.375,0.576和0.274,可以作为土壤肥力变化的重要指标;机械组成分析中砂粒对土壤有机碳组分的分布和含量影响相对比较明显,与土壤微生物量碳相关极显著(0.355),与土壤可矿化碳相关显著(0.313).     

保护性耕作对土壤有机碳组分的影响

为了探讨土壤有机碳及活性有机碳组分对不同耕作措施的响应,在黄土高原半干旱区的定西市李家堡镇进行了长期田间定位试验,采用免耕、秸秆覆盖及小麦和豌豆轮作等保护性耕作措施,对0-5 cm,5-10 cm,10-30cm 3层土壤的有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC)、微生物生物量碳(MBC)的动态进行了系统的研究,结果表明,与传统耕作相比,保护性耕作的3个处理均能不同程度地提高两种轮作次序下SOC,ROC,MBC的含量,这说明保护性耕作有利于碳的固定和生态农业的健康发展,其中免耕和秸秆覆盖两部分结合效果最佳.同时,各处理土层的含碳量均随土壤深度的增加而降低.相关分析表明,ROC,MBC,ROC/SOC,MBC/SOC对不同耕作措施产生的响应与SOC基本一致,它们可以作为对土壤SOC影响的评价指标,与SOC的相关系数大小排序依次为MBCROCMBC/SOCROC/SOC,在表征土壤有机碳变化上它们比SOC更敏感,其灵敏度排序为MBCROC/SOCMBC/SOCROC,因此,在ROC,MBC,ROC/SOC,MBC/SOC等指标中,MBC更要值得重视和采用.     

红壤侵蚀区植被恢复过程中土壤有机碳组分变化

为了解土壤有机碳组分在植被恢复过程中的变化规律,选取了红壤区本底条件基本一致的不同恢复年限马尾松林为研究对象,以未治理的侵蚀裸地(CK1)和恢复后的次生林(CK2)为对照,采用物理化学分组法,将土壤有机碳分为由溶解性有机碳(DOC)和颗粒有机碳(POM)组成的活性碳库、物理保护态的团聚体与粉粒和黏粒组合成的缓效性碳库以及化学结构稳定的惰性碳库。结果表明:在植被恢复过程中(0~30年)活性碳库储量及其分配比例在植被恢复7~10年显著提高(P0.05),并在植被恢复27~30年保持较稳定水平,缓效性碳库储量及其分配比例在27~30年呈显著变化(P0.05),而活性碳库分配比例有所降低,且POM、DOC与缓效性碳库均达显著相关(P0.01),说明活性碳库在恢复7~10年后逐渐向缓效性碳库转化;惰性碳库储量随恢复年限不断增加,但其分配比例保持较稳定水平。相关性分析显示,恢复年限、不同组分与不同碳库均达显著相关(P0.01),且缓效性碳库随植被恢复最敏感,说明在马尾松恢复过程中土壤有机碳以活性碳库积累逐渐转化为缓效性碳库积累为主,进而影响惰性碳库的积累,有利于土壤有机碳的长期保持。     

雅安紫色土小流域土壤有机碳及碳组分分布特征

以四川省雅安市和平小流域紫色土为研究对象,研究不同侵蚀强度紫色土小流域土壤有机碳分布特征。结果表明:自小流域上部向下部土壤侵蚀强度逐渐降低,土壤有机碳含量逐渐升高,且下部与上部和中部相比差异性极显著（P<0.05）;小流域内同一坡面不同坡位土壤总有机碳及碳组分含量均呈现坡脚>坡顶>坡中这一分布特征。小流域内阴坡和阳坡在土壤总有机碳及碳组分含量上有显著差异,具体表现为阳坡<阴坡。小流域内不同土层深度土壤总有机碳及碳组分含量均随土层的加深而降低。研究土壤碳的空间分布规律对该区退耕还林还草工程具有重要的指导意义。     

高寒农田土壤有机碳和全氮密度垂直分布特征及其与海拔的关系

  目的  为探讨高寒地区农田生态系统有机碳和全氮积累状况及差异特征。  方法  在祁连山中段南坡选取样点分层采集土壤样品,进行室内测定其有机碳、全氮含量及其密度垂直分布特征沿海拔的空间分布规律。  结果  研究区0 ~ 50 cm土层土壤有机碳密度在海拔2800 m处达到最大值10.18 kg m?2;全氮密度在海拔3000 m处达到最大值1.86 kg m?2,土壤有机碳密度随海拔的升高呈“U”型曲线变化,全氮密度随海拔的升高呈单峰曲线变化。 0 ~ 50 cm土层剖面上,土壤有机碳密度及全氮密度在海拔 ≤ 3000 m处随土层深度的增加而降低,在海拔3100 m处随土层深度的增加而增加。海拔高度与全氮含量、全氮密度存在显著正相关关系（P < 0.01）;土层深度与有机碳含量存在显著负相关关系,与有机碳密度和全氮密度存在极显著正相关关系（P < 0.01）。  结论  海拔和土层是影响祁连山南坡农田土壤有机碳和全氮分布的关键因子。     

民勤绿洲区苜蓿地土壤有机碳组分分布特征

为了解西北民勤绿洲区紫花苜蓿种植后土壤有机碳组分的变化趋势及影响因素,以民勤绿洲区3a(A3)、14a(A14)和22a(A22)苜蓿种植地为研究对象,以棉花种植地(CK)为对照,通过野外调查取样以及室内测试分析,对土壤中的全部有机碳(TOC)、重组有机碳(HFOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)和微生物量碳(MBC)的含量进行测定,分析变化趋势并对其规律进行研究。结果表明:相对于棉花种植地,22a苜蓿地土壤容重和电导率分别降低了13.9%和95.4%。3~22a苜蓿地较棉花种植地(CK)的TOC、LFOC、HFOC和MBC分别表现出175.0%,1 416.0%,47.8%和216.0%的增长幅度,变化差异较为显著。在垂直剖面上,棉花种植地(CK)显著低于苜蓿地LFOC、POC、MBC含量,并随土层加深而不断降低。逐步回归分析表明LFOC与TOC显著正相关(p0.05)。苜蓿种植年限、土层以及这两个变量的交互作用对POC/TOC产生显著影响(p0.01),对TOC、LFOC、HFOC、POC、MBC、LFOC/TOC、HFOC/TOC和MBC/TOC均产生极显著影响(p0.001)。苜蓿种植提高了土壤质量,降低了土壤容重和盐碱性,连续种植14a是苜蓿最为合理的种植年限,同时苜蓿种植有利于0—60cm垂直土层有机碳组分的累积,尤其对TOC、LFOC和MBC的增长效果极其显著。     

长期不同施肥处理水稻土溶解性有机质组分含量及其特性研究

基于长期定位试验研究不同施肥处理下土壤溶解性有机质量(DOM)组分含量及其特性。研究表明:不同量化肥施用土壤DOC含量没有显著增加,而施用化肥,配施秸秆能显著增加耕层土壤DOC含量,配施猪粪能显著提高耕层和犁底层土壤DOC含量。施化肥以及化肥有机肥配施均能显著提高土壤各层DON含量,除耕层C2外。施化肥后土壤无机态氮含量增加,DON比例下降,化肥配施猪粪后土壤DON含量和比例显著增加。施用C1+M处理土壤DOP含量均显著高于其他处理,并促进磷向下层迁移,而其他施肥处理之间差异不明显。耕层土壤DP含量显著高于犁底层和渗育层,C1+M、C2+S、C3均能显著提高土壤DP含量,且向深层迁移明显。施化肥以及化肥有机肥配施均能显著提高土壤DS含量,化肥有机肥配施处理增幅尤为显著。施化肥以及化肥有机肥配施均能提高土壤UV280,而化肥有机肥配施显著有利于土壤DOM芳香性结构更具复杂化与稳定性,特别是C1+M。DOM组分间显著相关性分析表明土壤DOM各组分之间是密切相关,相互联系的。     

不同施肥处理红壤生物活性有机碳变化及与有机碳组分的关系

采用物理分组方法对长期不同施肥处理的旱地红壤有机碳组分进行了区分,布置室内培育试验观测了培养过程中土壤有机碳的矿化动态,通过拟合一级动力学方程计算土壤生物活性有机碳库量.研究结果表明,不同施肥处理的土壤中,轻组有机碳(LF-C)、团聚体包裹的粗颗粒有机碳(iPOMc-C)及细颗粒有机碳(iPOMf-C)、矿物结合态有机碳(mSOC)分别占总有机碳的7%～10%、0.5%～1.5%、4%～7%、76%～85%,并与总有机碳(TOC)含量显著相关;厩肥处理显著增加了各组分含量,其作用优于绿肥处理和单施无机肥处理(CK);培养过程中土壤有机碳矿化动态符合一级反应动力学方程;有机无机肥配施处理的土壤生物活性有机碳库(C0)显著提高;和绿肥相比,厩肥处理中生物活性有效碳库(C0)增加幅度更大,但其周转速率常数k更小;各组分有机碳含量与C0含量均达到极显著(p＜0.01)相关,但除LF-C外其余有机碳组分占TOC的百分率均与C0达到极显著水平.     

Distribution of Organic Carbon in the Humic Fractions of Diagnostic Horizons from Brazilian Soils

Abstract

This study was developed on 52 soil profiles, 61 surface diagnostic horizons, and 26 subsurface diagnostic horizons classified according to the Soil Taxonomy and Brazilian Soil Classification System (SiBCS) as Mollisols (Chernossolos), Spodosols (Espodossolos), Entisols (Gleissolos), Oxisols (Latossolos), and Histosols (Organossolos). The objective was to quantify the carbon (C) in organic matter fractions and to correlate it with soil chemical attributes. Soil organic matter was fractionated into fulvic acids (C‐FAF), humic acids (C‐HAF), and humin (C‐HUM), and the ratios C‐HAF/C‐FAF and AE (alkaline extract)/C‐HUM were calculated. Humin was the predominant fraction in Mollisols and Oxisols, which showed values of AE/C‐HUM and C‐HAF/C‐FAF lower than 1.0. The humin fraction was also predominant in surface horizons of Spodosols and Entisols, whereas a higher content of C‐FAF and C‐FAH was observed in the subsurface horizons, with values higher than 1.5 for the AE/C‐HUM ratio. C‐HAF was predominant in the Histosols, and C‐HAF/C‐FAF ratio values were higher than 2.0. The highest correlation values with soil attributes were observed for C‐HAF, C‐HUM, and total organic C with pH, sum of bases, and cation exchange capacity. The differences in humic substances distribution was a useful parameter to characterize soil orders in the Brazilian soil classification system and to understand pedogenic processes.     

大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力

稳定性土壤有机碳(SSOC)决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC:矿物结合态有机碳(MOC)与黑碳(BC),并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法,BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明:粒级分组方法过高估计了MOC,矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳(SOC)的比例约为25.4%,其中,颗粒有机质(POM)中BC所占比例约为26.3%,说明颗粒有机碳(POC)并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%,而深层仅有21.2%,表明深层土壤的固碳潜力巨大,为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础,然而,BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。     

后续施肥措施改变对红壤性水稻土团聚体有机碳组分的影响

利用一个长达30年且已进行适当变更的长期定位施肥试验,采用物理方法对团聚体有机碳进行分组,并运用δ13 C自然丰度方法,研究长期施用高量有机肥、常量有机肥、化肥及当其施肥措施改变(化改常、常改高、高改化、常改化)3年后红壤性水稻土团聚体有机碳组分含量及其分布比例的变化规律,以期为调控稻田土壤肥力及红壤性水稻土有机碳库的管理提供理论依据。结果表明:与施用化肥30年相比,长期施用有机肥显著提高了红壤性水稻土团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)的含量,其中以游离态颗粒有机碳变幅最大,达67.5%~150.0%,对施肥最敏感,能较好地反映长期施肥下土壤有机碳库的变化。在后续施肥过程中,增加有机肥施入量(化改常、常改高)团聚体总有机碳、粗游离态颗粒有机碳(cfPOC)、细游离态颗粒有机碳(ffPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)及矿物结合态有机碳(MmMOC)含量将分别显著提高5.2%~15.5%,2.8%~40.2%,18.9%~43.9%,2.8%~17.6%,5.1%~8.2%;而减少有机肥施入量(高改化、常改化)则与之相反,分别降低15.8%~20.9%,12.6%~26.9%,24.6%~48.4%,19.9%~23.9%,4.9%~21.9%。在所有施肥处理条件下闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)分布比例最低,为11.3%~13.4%;矿物结合态有机碳(MmMOC)分布比例最高,为50.4%~59.0%,是红壤性水稻土固存有机碳的主要形式。外源新碳施入量越多,大团聚体及其各有机碳组分的新碳含量越高,且45.6%~50.1%进入矿物结合态有机碳组分,34.1%~42.3%进入游离态颗粒有机碳组分,11.8%~18.0%进入闭蓄态颗粒有机碳组分。因此,在我国南方红壤性稻作区的农业生产过程中应继续或加大施用有机肥,从而进一步维持或提升土壤不同组分有机碳库。     

有机物料对土壤有机磷组分及其矿化进程的影响

通过300天室内恒温(30℃)好气培养实验,研究了不同C/N有机物料(水稻秸秆、玉米秸秆、牛粪、猪粪)掺入土壤后,土壤有机P及各组分含量和有机P的矿化特征。结果表明:有机物料的添加,不同程度地增加了土壤有机P含量;添加有机物料处理,有机P矿化率高于对照处理,且在培养的前30天迅速矿化。掺入有机物料处理土壤有机P各组分含量均有所增加;对照处理有机P各组分的矿化进程都比较平稳,而添加物料处理的活性和中等活性有机P则呈增加或波动状态,中稳和高稳性有机P在腐解初期出现迅速矿化。有机物料的添加,可以促进有机P各组分间的转化,提高土壤P素的有效性。     

施用生物质炭对红壤有机碳矿化及其组分的影响

采用室内培养试验研究了生物质炭种类、土壤性状和氮肥施用对红壤有机碳矿化及其组分的影响。结果表明,添加生物质炭后红壤中有机碳的矿化速率随添加生物质炭制备温度的增加而下降;在有机质中等的土壤中,添加生物质炭可促进土壤有机碳的矿化;而对于有机质特别低或较高的土壤中,添加生物质炭降低了其有机碳的矿化;施用氮肥可明显增加生物质炭添加土壤中有机碳的矿化。研究认为,生物质炭类型、土壤性状和施用氮肥对添加生物质炭土壤有机碳矿化的影响差异可能与它们对土壤活性有机碳(微生物生物量碳和水溶性碳)的影响不同有关。总体上,施用生物质炭和氮肥若能促进土壤活性有机碳的形成,则相应地其也可促进土壤有机碳的矿化。生物质炭在土壤中的稳定性也受土壤性状和氮素状况的影响。