辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。     

福建省土壤有机碳密度和储量的估算

根据福建省第2次土壤普查的基本数据对福建省土壤有机碳储量和密度进行估算,结果表明福建省土壤有机碳总储量为1 575 661×106 t,平均有机碳密度为145 23 t·hm-2,高于全国平均水平.红壤、黄壤和水稻土作为福建省面积分布最广的土壤类型,其有机碳储量占福建省土壤有机碳总储量的93 81%;其有机碳密度分别为146 107 t·hm-2、257 675 t·hm-2和111 633 t·hm-2,均高于全国平均水平.     

农田转变为果园后土壤有机碳含量的变化

【目的】探讨农田转变为果园后土壤有机碳含量和组成的变化,为了解不同利用方式下土壤有机碳变化和长武地区土壤碳库的演变提供参考。【方法】以位于黄土高原南部沟壑区陕西长武地区塬面上的农田和不同树龄(≤5年、5年~≤15年、15年)的果园为研究对象,对其0~200cm土层土壤有机碳的组成、剖面分布、储量等进行分析。【结果】农田转变为果园后,土壤总有机碳和易氧化有机碳的含量在树龄15年果园中分别下降了22.55%和25.79%,差异均达到显著水平(P0.05)。树龄15年果园土壤紧结合态有机碳含量与农田相比下降了25.08%(P0.05)。土壤总有机碳、稳结合态有机碳及紧结合态有机碳含量在0~200cm土层总体呈"S"型分布。树龄15年果园与农田、树龄≤5年及树龄5年~≤15年果园相比,其0~100cm土层土壤紧结合态有机碳含量和100~200cm土壤松结合态有机碳含量均较低。与农田相比,树龄15年果园的土壤总有机碳储量显著降低(P0.05),下降幅度为22.35%。【结论】农田转变为果园后,土壤总有机碳、易氧化有机碳含量及有机碳储量下降,且随着树龄的增加,以上3个指标明显降低;总有机碳及结合态有机碳含量在0~200cm土层分布差异明显。     

不同龄级橡胶林土壤有机碳组分及其影响因素

【目的】对比分析不同龄级橡胶林土壤各组分碳含量及影响因素,为云南省乃至我国植胶区土壤质量和天然橡胶产业的高效发展提供理论依据。【方法】以西双版纳景洪农场九分场为采样地,选取5种龄级（2、10、16、27和34a）橡胶林不同土层土壤样品为试验样本,测定土壤主要理化性质及土壤有机碳各组分含量,采用单因素方差分析、相关分析等方法分析不同龄级、不同土层（0~10 cm、10~20 cm和20~40 cm）间土壤有机碳各组分的差异及影响因素。【结果】5种不同龄级橡胶林的土壤理化性质存在差异,土壤pH在2.59~4.47,含水量在17.48%~40.38%,土壤容重在0.99~1.40 g/cm,全氮含量在0.75~1.37 g/kg,全磷含量在0.45~1.68 g/kg,全钾含量在1.70~22.71 g/kg。不同龄级橡胶林的土壤有机碳组分含量存在差异,土壤总有机碳含量在7.51~20.13 g/kg;易氧化有机碳含量在2.81~7.20 g/kg,占土壤总有机碳含量的13.96%~95.87%;稳定态有机碳含量在1.82~4.69 g/kg,占土壤总有机碳含量的9.04%~62.45%;水溶性有机碳含量在0.23~0.52 g/kg,占土壤总有机碳含量的1.14%~6.92%。土壤有机碳组分在不同土层中的变化规律相似,即随着土层深度增加各组分碳含量下降,表现为0~10 cm>10~20 cm>20~40 cm。相关分析结果表明,土壤有机碳各组分关系密切,总有机碳含量与易氧化有机碳和稳定态有机碳含量呈极显著正相关（P<0.01,下同）,与水溶性有机碳含量相关程度不显著（P>0.05,下同）;土壤理化特性对土壤有机碳组分的影响有所不同,土壤总有机碳含量与土壤含水量、全磷含量、全钾含量均呈极显著正相关,与全氮含量呈显著正相关（P<0.05,下同）,与土壤pH、土壤容重呈显著负相关;易氧化有机碳含量与土壤含水量及全磷和全钾含量呈极显著正相关,与土壤容重、pH呈极显著负相关;稳定态有机碳含量与全磷和全钾含量呈显著正相关,与土壤容重、土壤含水量呈显著负相关;水溶性有机碳含量仅与全钾含量、土壤pH呈显著正相关,与其余指标的相关性不显著。【结论】不同龄级橡胶林土壤有机碳各组分间相关性较强,且土壤pH、土壤容重、土壤含水量及全氮、全磷和全钾含量均是影响土壤有机碳各组分含量的重要因子,各理化指标间存在密切的相互制约、相互促进关系。     

新疆石河子棉区耕层土壤有机碳储量的估算

基于石河子垦区第2次土壤普查数据,结合垦区行政区划图,在地理信息系统技术的支持下,估算了棉区耕层土壤有机碳储量。结果表明:石河子棉区耕层土壤有机碳密度由南至北(除136农场)大致呈降低趋势。土壤有机碳总储量为5173.23×106kg,且不同地貌下土壤有机碳储量表现为冲积扇(2479.52×106kg)>冲积平原(1630.26×106kg)>干三角洲(1063.45×106kg)。     

夏大豆土壤微生物有机碳及颗粒有机碳对不同耕作措施的响应

【目的】研究周年土壤不同层次碳对耕作措施的响应,为复播条件下进行有利大豆土壤固碳的合理耕作措施提供参考依据。【方法】在2017年大田滴灌条件下,设置翻耕覆膜(TP)、翻耕(T)、深松(ST)、免耕(NT)4种土壤耕作处理,研究不同耕作处理对不同土壤层次土壤总有机碳(SOC)、微生物有机碳(MBC)、土壤颗粒有机碳(POC)含量的影响。【结果】相对于T与TP处理,NT与ST处理均有利于增加0~10 cm表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,但两者间无显著性差异。在10~30 cm耕作层,TP处理较比于其余三种处理,能保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。但在土层深度30 cm以下,ST处理的MBC、POC质量分数逐渐与其余三种处理的差异性逐渐增大并呈显著性差异。在0~60 cm土层深度,微生物有机碳与颗粒有机碳占总有机碳的比例范围分别为1.29%~2.35%与17.81%~31.99%,并均在深度至60 cm的土层达到最高点,其占在总有机碳的比率为ST>TP>T>NT。【结论】深松和免耕均能够有效增加表层土壤的SOC、MBC和POC的质量分数,其中深松对土层深度30 cm以下的MBC、POC质量分数与比率具有显著提升,而在土层20~30 cm翻耕覆膜能够更好保持土壤中SOC、MBC和POC的质量分数。     

有机物料投入对作物产量及潮土固碳的影响

通过连续2年施入不同用量有机肥、秸秆菌渣和树枝菌渣,探究有机物料投入下环境因子及土壤理化性质对作物产量及土壤碳矿化、积累的影响,为作物稳产高产及土壤培肥的最佳碳投入方案提供理论依据。采用Li-8100田间原位法监测不同生育期土壤呼吸速率,设置7个施肥处理:6 000 kg/hm~2有机肥(M1)、12 000 kg/hm~2有机肥(M2)、6 000 kg/hm~2树枝菌渣(B1)、12 000 kg/hm~2树枝菌渣(B2)、6 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S1)、12 000 kg/hm~2秸秆菌渣(S2)和不施有机物的对照(CK)。结果显示,3种有机物料投入均提高了土壤总有机碳及活性碳氮含量,增加了玉米和小麦的产量,玉米产量增幅17.5%～45.9%,小麦产量增幅30.8%～68.6%,其中B2处理增产效果最佳。外源碳投入显著增加土壤总有机碳含量,与此同时也引发土壤碳的矿化,增强土壤呼吸,表现为:总有机碳含量树枝菌渣处理秸秆菌渣处理≥有机肥处理,呼吸总量秸秆菌渣处理有机肥处理树枝菌渣处理。相关性分析结果表明,土壤碳固存量与碳投入量和作物产量呈极显著正相关关系,与易氧化有机碳、全氮和碱解氮含量呈显著正相关关系,而与pH的相关性不显著。总之,有机物料投入可提高土壤养分含量,促进作物增产,其中12 000 kg/hm~2树枝菌渣施肥处理的培肥和增产效果最佳。     

长期施用有机源土壤调理剂对果园土壤的影响-以草莓和苹果种植区为例

本文以北京市昌平区草莓和苹果种植区为研究对象,系统研究了2006-2019年长期施用有机源土壤调理剂对其不同土层深度中土壤容重、有机质等土壤理化指标的影响,并研究了不同测算模型对土壤有机碳及固碳量等结果的影响。结果表明：①长期施用有机源土壤调理剂显著提高了草莓和苹果种植区不同土层深度的容重和有机物含量(P<0.05)。②长期施用有机源土壤调理剂显著提高了草莓和苹果种植区有机碳的含量(P<0.05),其中草莓种植区的有机碳含量提高了89.58%,苹果种植区的有机碳含量提高了2.75倍。③不同测算模型对草莓和苹果种植区的有机碳和固碳量的结果存在差异。与实测法相比,基于估算法(IPCC,2006和Li等,2018)的有机碳储量和土壤固碳量结果较低。本研究结果可为有机源土壤调理剂改良果园土壤和固碳潜力提供提供方法和理论支持。     

石灰岩山地不同植被类型土壤活性有机碳变化研究

对徐州石灰岩山地4种不同植被类型中的两种土壤活性有机碳的含量进行研究,结果表明:微生物生物量碳(SMBC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)的含量在针阔混交林、落叶阔叶林、针叶林、灌草地4种不同植被群落中均随灌草地向林地变化而呈现上升趋势。其中,微生物生物量碳在4种不同植被群落中的变化趋势为针阔混交林>落叶阔叶林>针叶林>灌草地;水溶性有机碳在4种不同植被群落中的变化趋势为落叶阔叶林>针阔混交林>针叶林>灌草地。两种土壤活性有机碳与总有机碳、全氮和pH值等主要生态因子的相关性均达到显著水平或极显著水平。在徐州石灰岩山地地区,与当地大面积栽植的侧柏相比,落叶阔叶林和针阔混交林可作为更好的替代树种,能够有效地改善土壤肥力状况。     

土地利用变化对土壤碳库的影响

不同土地利用模式下,土壤中碳库差异很大,通过研究农田、森林、草地土壤碳库的变化,为合理利用土地,改善土壤中碳库储量提供依据。     

长期施氮引起的黄土高原旱地土壤不同形态碳变化

【目的】提高土壤碳固持,特别是增加有机碳累积、减少碳损失,对于提高旱地土壤肥力、缓解大气温室效应具有重要意义。黄土高原旱地土壤有机碳含量低,增施氮肥是这一地区重要的作物增产措施,但氮肥投入对土壤碳的影响如何,一直没有报道。【方法】利用黄土高原旱地持续23年的长期定位试验,在每年施磷39 kg P2O5•hm-2条件下,设置0、45、90、135、180 kg N•hm-2 5个氮水平种植冬小麦,在小麦收获期采集0-40 cm不同土层的土壤样品,研究长期施用不同用量的氮肥对旱地土壤总碳、有机碳、轻质有机碳及无机碳的影响,分析不同氮肥用量引起的土壤有机碳、轻质有机碳及无机碳累积量的变化,定量分析氮肥用量对旱地土壤不同形态碳的影响。【结果】随氮肥用量增加,旱地土壤不同土层总碳无显著变化,但0-30 cm土层有机碳含量却随之增加,与不施氮肥相比,增幅可达7%-28%;0-40 cm土层轻质有机碳含量也增加,增幅达31%-106%,但施氮量过高不利于有机碳累积。对不同形态土壤碳累积量与氮肥用量的回归分析表明,施氮量120 kg N•hm-2时,0-30 cm土层有机碳累积量达最高值36.6 Mg;施氮量161 kg N•hm-2时,0-40 cm土层轻质有机碳累积量达最高值2.69 Mg;每千克肥料氮每年可使土壤有机碳增加1.34 kg•hm-2,轻质有机碳增加0.31 kg•hm-2;0-20 cm表层土壤轻质有机碳占有机碳的百分比也随施氮量增加而升高。相反,5-20 cm土层土壤无机碳含量却随氮肥用量增加而显著降低,施氮量180 kg N•hm-2时,无机碳累积量比不施氮减少2.8 Mg,每千克肥料氮每年可使无机碳减少0.67 kg•hm-2。【结论】在黄土高原旱地长期施用不同用量的氮肥虽不显著影响土壤的总碳数量,却显著地改变了旱地土壤碳的组成,即通过增加土壤的轻质有机碳,增加了土壤的有机碳累积量,同时降低了土壤的无机碳累积。因此,合理调控氮肥用量,不仅是旱地作物增产的关键措施,对增加土壤有机碳固持、培肥土壤也有重要意义。同时,施用氮肥引起的土壤无机碳损失不容忽视,其潜在的农业、生态与环境效应需引起大众关注。     

荔波茂兰喀斯特植被恢复中土壤有机碳稳定性变化

土壤碳是重要碳库,其对碳的吸收与排放直接影响大气中的温室气体.为探究植物群落凋落物与土壤碳之间的关系,采用"以空间代替时间"的方法,在亚热带湿润区—贵州茂兰国家级自然保护区内选取草本(Herb)、灌木(Shrub)、乔林(Arbor)和顶极(Climax)4个植被恢复阶段的群落作为研究对象.采用物理分组法将土样分为粒径...     

菜园土壤锌营养状况及其与土壤有机碳的关系

通过野外调查与室内分析相结合的方法,研究了杭州市郊主要菜园土壤锌营养状况,并对其与土壤有机碳的关系作了探讨.取样分析结果表明：调查区域菜园土壤全锌含量在75.5～302.0mg/kg之间,平均为(168.1土58.0)mg/kg;有效锌含量在0.78～9.15mg/kg之间,平均为(3.90±2.01)mg/kg.同时还发现,菜园土壤有效锌含量与全锌含量呈极显著正相关,菜园土壤有效锌的供给是以全锌量为基础的.全锌含量与总有机碳和易氧化有机碳含量均呈极显著正相关;有效锌含量也与总有机碳和易氧化有机碳含量呈极显著正相关.这表明施用有机肥料可能是菜园土壤锌营养的重要来源之一.     

西南亚高山-高山海拔梯度上森林土壤水溶性有机碳时间动态

利用均质化土壤重装的土柱,在川西亚高山-高山同一坡面的5个海拔高度（3 250、3 438、3 672、3 852 m和4 098 m）进行原位培养,定期采样测定土壤0～10 cm和10～20 cm水溶性有机碳（DOC）含量,揭示高寒土壤水溶性有机碳时间动态及受海拔高度的影响规律。结果表明,川西亚高山-高山森林土壤DOC主要在每年11月至次年5月的低温期间积累,在低温末期（5月）含量达到最高,土壤DOC含量在5月以后的温暖季节因消耗而逐步降低;在同一采样时间土壤DOC含量均随着海拔升高而增加。因此,因全球变暖而引起的高寒土壤低温期间缩短,将减少土壤DOC累积的时间,而可能使土壤中DOC含量降低;同时低温期缩短将可能使高寒土壤DOC消耗期延长,从而使高寒土壤碳成为一个潜在的碳源。     

土壤有机碳的稳定和形成:机制和模型

土壤有机碳对自然气候解决方案的贡献可以达到25%，提高土壤碳储量是实现“碳中和”的重要途径。合理的土壤有机碳管理和精准的模型预测依赖于对土壤碳循环过程的清晰认识。然而，土壤有机碳的长期保存机制、来源和环境调控作用还不清楚。本文系统评述了土壤有机碳稳定（生化难分解性、矿物保护和团聚体保护）和形成（腐质化、微生物效率?基质稳定框架和微生物碳泵理论）的前沿理论和机制，在此基础上分析了目前土壤碳循环模型的发展（Century模型、微生物模型和微生物?矿物模型），并提出了未来试验和模型研究中亟需解决的关键科学问题。      

凤阳山不同植被恢复方式对土壤有机碳及其组分的影响

以凤阳山自然保护区典型常绿阔叶林与杉木林、柳杉林与针阔混交林为研究对象,研究同一采样点不同植被恢复方式下土壤总有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳的变化特征。结果表明:总体上,常绿阔叶林土壤总有机碳质量分数高于杉木林,柳杉林高于针阔混交林;常绿阔叶林0h≤60 cm层单位面积土壤总有机碳储量比杉木林高出10.76%,柳杉林比针阔混交林高出4.05%。常绿阔叶林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层土壤易氧化有机碳质量分数分别为1 518.47和786.63 mg/kg,显著高于杉木林同层的1 302.94和655.74 mg/kg(p0.05);柳杉林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层易氧化有机碳质量分数分别为1 342.36和540.35 mg/kg,显著低于针阔混交林同层的1 618.92和586.63 mg/kg(p0.05)。常绿阔叶林0h≤20 cm、20 cmh≤40 cm层土壤稳定态有机碳质量分数分别为2.23和1.60 g/kg,显著高于杉木林同层的1.52和1.10 g/kg(p0.05);柳杉林0h≤20 cm、40 cmh≤60cm层稳定态有机碳质量分数分别为2.36和1.31 g/kg,显著高于针阔混交林同层的1.84和1.02 g/kg(p0.05)。随着土层加深,土壤总有机碳、易氧化有机碳、稳定态有机碳质量分数整体呈逐渐降低趋势。     

城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化和酶活性变化

作者研究了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化过程动态,为正确认识城市土壤有机碳稳定机制.制定科学的养分管理措施及深入了解和评价城市土壤的功能特性和生态环境效应有重要的科学参考意义.采用室内恒温培养法观测了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化的过程动态和酶活性变化.结果表明:不同功能区土壤酶活性差异显著,脲酶:公园>学校>居民区>工厂>道路;磷酸酶:公园>工厂>学校>居民区>道路;转化酶:居民区>公园>工厂>道路>学校;但不同功能区土壤有机碳矿化过程动态表现出相同规律.在培养前期有机碳矿化速率迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期保持相对稳定的趋势,有机碳矿化与培养时间符合对数关系;整个培养期内,土壤有机碳矿化速率及累计矿化量公园>工厂>道路>学校>居民区.统计分析表明,土壤有机碳矿化速率与土壤有机碳,水溶性有机碳以及微生物生物量碳含量显著相关,相关系数分别为0.850、0.689、0.485;土壤酶与土壤有机碳矿化没有直接的相关性.但脲酶、转化酶与土壤微生物生物量碳之间相关系数分别为0.606和0.642,间接影响土壤有机碳的矿化.     

不同有机物料还田对东北黑土活性有机碳的影响

 【目的】阐明不同有机物料培肥对黑土总有机碳和活性有机碳组分的影响,探讨合理调控农田土壤肥力的施肥模式。【方法】以黑龙江省海伦市国家野外科学观测研究站试验区上进行了6年田间定位试验的小区土壤为研究对象,通过对土壤活性有机碳的提取以及室内作物栽培试验,对比和分析不同有机物料配施化肥处理下土壤活性有机碳与土壤生产力的变化。【结果】与试验初期相比,经过6年单施化肥处理后,土壤总有机碳（TOC）、微生物量碳（MBC）、水溶性有机碳（WSOC）以及轻组有机碳（LFOC）的含量显著下降;而有机无机配施则显著提高了土壤有机碳及各活性有机碳组分的含量。不同有机物料还田对土壤总有机碳和各活性有机碳组分的作用存在显著差异,作物秸秆与化肥配施更有助于TOC和LFOC的积累,其中以玉米秸秆配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为26%和136%;粪肥配施化肥对MBC和WSOC的积累效果优于作物秸秆,其中以猪粪配施化肥的效果最为突出,与单施化肥相比,增幅分别为52%和85%。室内作物栽培试验表明,单施化肥处理将引起土壤生产力的下降,有机无机配施则能明显改善土壤生产力水平。不同有机物料配施化肥对土壤生产力的提升效果表现为：猪粪＞牛粪＞小麦秸秆≈玉米秸秆。【结论】在东北黑土区,不同有机物料处理之间土壤总有机碳、活性有机碳以及土壤生产力存在明显差异,玉米秸秆配施化肥能够显著提高土壤总有机碳和轻组有机碳的含量,而猪粪配施化肥则更有助于土壤微生物量碳和水溶性有机碳的积累,有利于土壤生产力的提升。     

不同种类草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响

人工草坪具有防止水土流失、美化环境、配置景观、提供户外休闲活动场所和改善区域生态环境等多种功能。为探究不同种类草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响,本研究以常见的狗牙根等6种草坪草为试验材料,设置保持自然状态和人工去杂2个试验处理,连续管理养护5年后采集0～10 cm表层土,测定其土壤全碳和全氮含量、土壤微生物碳和氮含量、土壤活性有机碳含量及其转化率6组数据。结果表明,保持自然状态试验处理中野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪中上述6组数据均达到最大值,均值分别为50.00 g/kg、7.00 g/kg、1.90 g/kg、0.40 g/kg、5.70 g/kg和0.65/cycle;狗牙根草坪上述6组数据均最小。说明野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪对土壤微生物量和活性有机碳的影响较大,匍匐翦股颖和高羊茅次之,狗牙根最小。同一种试验材料,保持自然状态试验处理的上述6组数据均明显高于人工去杂试验处理的。野牛草、多年生黑麦草和白花三叶草3种草坪对上述6组数据的影响大部分达到了统计学上的显著水平。因此,草坪建设者和管理者应根据不同种类草坪草的植物学特性,结合当地气候因子和土壤条件...