不同放牧对滇西北高原典型湿地土壤碳、氮空间分布的差异影响

土壤中的碳、氮含量是湿地"汇"功能的基础。滇西北高原湿地具有重要的"汇"功能,但不同放牧对其"汇"功能的影响是否存在差异尚缺乏研究。以滇西北高原典型湿地纳帕海为研究对象,对践踏型(牛羊践踏STD)、扰动型(藏香猪翻拱扰动PDD)放牧影响下,以及长期禁牧(NG)草甸土壤容重、表面紧实度及其碳、氮空间分布进行研究。结果表明:(1)土壤容重随土层深度(0~40 cm)的增加均呈增加的趋势,但不同放牧对表层(0~20 cm)土壤容重的影响存在显著差异,其中,STDNGPDD。随着土层深度(20~40 cm)的增加,这种影响差异不断减小至无差异。不同放牧干扰对草甸土壤表面紧实度的影响存在显著差异,其中,STDNGPDD。(2)不同放牧干扰下,土壤总有机碳(SOC)含量随土层深度的增加均呈现逐渐减少的趋势。但不同放牧干扰下,表层(0~20 cm)土壤SOC含量存在显著差异,其中,NGSTDPDD。随着土层深度(20~40 cm)的增加,不同放牧干扰对土壤SOC含量的影响不存在显著差异。(3)不同放牧干扰下,土壤全氮(TN)含量均随土层深度(0~40 cm)的增加呈现逐渐减少的趋势。但不同放牧干扰对表层(0~20 cm)土壤TN含量的影响存在显著差异,其中,NGSTDPDD。到20~30 cm,PDD放牧下的土壤TN含量显著高于NG和STD放牧的。随着土层深度的增加,不同放牧干扰对土壤TN含量的影响不存在显著差异。本研究表明了放牧对湿地表层土壤(0~20 cm)物理性状及其碳、氮营养物质积累存在显著影响,不同放牧对其影响存在差异,进而对湿地生态系统"汇"功能产生影响。研究为加强滇西北高原湿地放牧的分类管理、维护湿地生态系统"汇"的生态服务功能提供了一定的理论依据。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤氮素的分异特征

纳帕海湿地区4类主要土壤的退化程度由高而低为弃耕地-中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm采样,分析全氮(TN)、速效氮(RAN)、溶解有机氮(DON)、无机氮(IN)含量。结果表明:在剖面垂向,沼泽土TN和RAN含量中上层相对富集,而DON和IN含量由上而下逐渐降低、上层相对富集;其它三类土壤氮素含量总体由上而下降低、上层相对富集;4类土壤间,上层氮素含量为AFMMS相似文献   

纳帕海高原湿地土壤有机碳密度及碳储量特征

选取纳帕海典型沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究纳帕海湿地土壤有机碳密度及碳储量特征。结果表明:沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳含量明显高于草甸土壤;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤剖面有机碳密度与有机碳含量变化趋势基本一致,沼泽和沼泽化草甸土壤剖面有机碳密度均在30kg/m3以上,草甸土壤0-40cm有机碳密度高于30kg/m3,40cm以下有机碳密度均低于30kg/m3;沼泽、沼泽化草甸和草甸土壤储碳层厚度分别为60,80,20cm,1m深度以内有机碳储量分别为393.53,458.81,305.78t/hm2。     

洞庭湖典型湿地土壤碳、氮和微生物碳、氮及其垂直分布

以洞庭湖3类湿地的典型剖面为代表,研究了土壤碳、氮和微生物C、N状况及其垂直分布.结果表明不同类型湿地土壤碳、氮和微生物C、N有明显差异,而且均随深度的增加而降低.湖草滩地表层有机碳、全氮含量明显高于芦苇滩地和垦殖水田.湖草滩地表层微生物碳,湖草滩地与垦殖水田接近,而远大于芦苇湿地.湖草滩地表层土壤微生物N,高于芦苇滩地和垦殖水田.土壤表层微生物C占有机碳的比例,垦殖水田高于湖草滩地,高于芦苇滩地.土壤微生物C与有机碳之间存在极显著的正相关关系(p<0.01);土壤全氮、微生物N与土壤有机碳之间存在极显著的线性相关关系(p<0.01);土壤容重与有机碳、土壤全氮和微生物生物量C、N之间呈现极显著的指数负相关关系(p<0.01);土壤<0.001 mm粘粒与有机碳、土壤全氮和微生物C、N之间呈现极显著的指数或对数正相关关系(p<0.01).     

尕海湿地区沼泽草甸生长季土壤碳氮组分对增温施氮的响应

[目的] 为探究高寒湿地土壤碳氮组分对气候变暖和氮沉降的响应特征。[方法] 以尕海湿地沼泽草甸为研究对象,采用开顶箱增温(OTC)和外源氮素(NH₄NO₃)添加模拟未来气候变暖及氮沉降试验,分别设置对照(CK)、增温(W)、施氮(N)和增温施氮(WN)4种处理。在试验进行1.5年后对土壤碳氮组分含量进行测定。[结果] (1)开顶箱增温装置提高0—20 cm土层平均温度1.126℃,显著降低0—10 cm土层土壤含水量(SMC)、pH、全氮(TN)、微生物量氮(MBN)、铵态氮(NH₄⁺—N)、有机碳(SOC)和可溶性有机碳(DOC)含量,提高硝态氮(NO₃^-—N)含量。(2)施氮显著降低NH₄⁺—N、SOC和10—20 cm土层微生物生物量碳(MBC)及DOC含量,增加土壤TN、MBN和NO₃^-—N含量。(3)增温施氮显著增加土壤SMC、TN、NO₃^-—N和MBC含量,降低MBN、NH₄⁺—N和DOC含量。(4)相关分析显示,土壤水分与各理化因子均存在正相关性,土壤碳氮组分间均呈正相关性。[结论] 模拟增温施氮缓解尕海湿地植物生长的温度和氮的限制,促进TN的积累,对土壤微生物量碳氮影响较大,导致土壤微生物量碳氮及分布特征发生转换。     

土地利用对沼泽湿地土壤碳影响的研究

以三江平原分布最广泛的两种自然沼泽湿地(毛果苔草沼泽和小叶章草甸)以及不同利用类型土地为研究对象,探讨了土地利用变化对三江平原沼泽湿地土壤碳含量的影响.结果表明,沼泽湿地土壤中碳含量主要受地表积水环境的控制.表现为常年积水的毛果苔草沼泽高于季节性积水的小叶章草甸,毛果苔草沼泽土壤总碳(TC)、有机碳(SOC)、无机碳(SIC)及可溶性有机碳(DOC)含量分别为(258.4±81.9)g/kg.(203.7±62.4)g/kg,(54.7±19.4)g/kg和(4.8±0.85)g/kg.小叶章草甸土壤则分别为(99.4±24.2)g/kg,(81.4±24.5)g/kg,(17.9±9.8)g/kg和(2.4±0.27)g/kg.垦殖导致沼泽湿地土壤碳含量显著降低,土壤TC及SOC含量随开垦年限的增加而递减,并与垦殖年限呈极显著负相关关系.沼泽湿地退化后,土壤碳含量降低.小叶章草甸退化为小叶章一杂类草草甸后土壤TC,SOC,SIC及DOC分别减少了71%,72%,67%和76%,毛果苔草沼泽退化为灌丛-杂类草草甸后则分别减少了69%,65%,83%和60%."退耕还湿"能提高土壤中的碳含量,但增加速率较慢.土壤pH值是影响土壤碳含量的一个重要因素.     

高原湿地纳帕海土壤持水力对不同放牧的响应

选择滇西北高原纳帕海湿地作为研究对象,对生物践踏型(牛、羊践踏)与生物扰动型(藏香猪翻拱)放牧作用下的湿地土壤持水力特征进行对比研究。结果表明:(1)不同放牧方式显著影响湿地土壤理化性质以及土壤持水力。牛羊践踏型放牧下的土壤有机质、总孔隙度、自然含水量以及最大持水量、有机质均显著(P0.05)高于扰动型放牧,而践踏型放牧下的土壤容重显著(P0.05)低于扰动型放牧;(2)不同研究区域,土壤持水力对放牧的响应不同。布伦放牧区土壤最大持水力在2种放牧方式下的差异不显著(P0.05),而哈木古和伊拉放牧区的土壤最大持水力在2种放牧方式下均有显著差异(P0.05);(3)不同季节,土壤持水力指标对放牧的响应程度亦不相同。在旱季,土壤持水力在2种放牧方式下的差异性较雨季更为显著(P0.01)。研究表明,湿地土壤水源涵养功能与放牧方式、放牧季节和放牧区域有关。基于湿地水源涵养功能的保护,应取缔土壤扰动型放牧,有效调控践踏型放牧的强度并减少旱季放牧。     

外源氮输入对黄河口碱蓬湿地土壤碳氮含量动态的影响

2014年4—11月,选择黄河入海口北部滨岸高潮滩的碱蓬湿地为研究对象,基于野外原位氮输入模拟试验,研究了不同氮输入梯度下(N0,无氮输入;N1,低氮输入;N2,中氮输入;N3,高氮输入)湿地土壤碳氮含量动态特征及其差异。结果表明,不同氮输入处理下土壤的SOC、TN、NH_4~+—N和NO_3~-—N含量整体上均随着土层深度的增加而逐渐降低,各土层的SOC和NO_3~-—N含量在N2处理最高,而TN和NH_4~+—N含量在N3处理最高。尽管不同氮输入处理并未改变湿地土壤中TN和NH_4~+—N含量的动态变化模式,但随氮负荷增强二者含量均呈增加趋势。不同的氮输入处理明显改变了土壤中SOC和NO_3~-—N的动态变化模式,适量氮输入(N1和N2)明显提高了土壤中的NO_3~-—N含量,过量氮输入(N3)则不利于NO_3~-—N的累积;不同氮输入处理下(特别是N2和N3处理)湿地表层土壤(0—20cm)的SOC含量在7月中旬后远大于N0处理(P0.05),说明持续的氮输入可能不利于表层土壤中SOC的转化。研究发现,当未来黄河口湿地氮养分达到N1和N2水平时将有利于土壤氮矿化,而这将使得土壤氮养分的供给更为充足;但氮负荷持续增强可能使土壤表层的SOC转化受到抑制,而这将有助于提升土壤的储碳功能。     

CO2浓度升高对三江平原湿地土壤碳氮含量的影响

利用开顶箱薰气室(open-top chamber,OTC),设置正常大气CO2浓度(ambient CO2)和高CO2浓度(elevated CO2,700μmol/mol)2个水平和不施氮(NN,0g/m2),常氮(MN,5g/m2)和高氮(HN,15g/m2)3个氮素水平,研究了CO2浓度升高对三江平原草甸小叶章湿地(Calamagrostis angustifolia)土壤碳氮含量的影响。结果表明,CO2浓度升高连续运行两个生长季后,湿地土壤总有机碳含量没有显著变化,不同N处理增加了0.5%～1.8%。CO2浓度升高,土壤总氮含量总体呈下降趋势。就各生长期平均值而言,CO2浓度升高使土壤NH4+—N的含量分别降低了8.2%(NN),8.9%(MN)和9.7%(HN)。CO2浓度升高使不同N处理的土壤NO3-—N含量也呈降低趋势,其中高氮水平(HN)降低最多,降幅为9.6%。土壤有效态氮是控制植物对高CO2浓度响应的关键因素。     

高原湿地纳帕海4种湿地利用类型土壤养分和微生物特征研究

采用实地调查与In-situ取样技术及室内实验分析,对滇西北高原湿地纳帕海现存4种湿地利用类型土壤养分和微生物数量特征进行研究。结果表明:(1)在人为活动干扰下,湿地类型从原生沼泽向沼泽草甸、草甸和垦后湿地演替,土壤有机质和全氮含量呈现明显的衰减下降,其中有机质下降54.06g/kg,全氮下降1.96g/kg。(2)经F检验结果表明:4种湿地利用类型中土壤微生物总数存在显著差异,表现为沼泽草甸>草甸>垦后湿地>原生沼泽;土壤真菌和放线菌呈相同的变化趋势,为沼泽草甸>垦后湿地>草甸>原生沼泽;土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层加深而降低,表聚性明显。(3)除原生沼泽之外的3种湿地利用类型中土壤微生物数量与有机质和全氮含量呈极显著正相关。(4)人为干扰加速纳帕海湿地的逆向演替进程,土壤养分与微生物特征的变化是对人为不同干扰类型与强度的响应。     

ASSESSMENT OF LAND COVER CHANGES AND THEIR EFFECT ON SOIL ORGANIC CARBON AND SOIL TOTAL NITROGEN IN DAQING PREFECTURE,CHINA

The aim of this study was to examine the influence of land cover changes on soil organic carbon (SOC) and soil total nitrogen (STN) in the Daqing Prefecture of China, where heavy industrialisation in the form of dense oil wells has impacted the environment. Time‐series presentations for the period 1978 to 2008 of remotely sensed data and soil survey data were used to assess the extent of the changes. The study revealed soil degradation under all land cover types and in all soil types, grassland retreat (−15 per cent), swampland retreat (−45 per cent) and increases in the area of farmland (+19 per cent), sand land (+1450 per cent) and alkaline land (+52 per cent). Depletion of the SOC pool occurred in swampland (−64 per cent) both because of the decrease in the area of swampland and because of a decrease in SOC density (−34 per cent). An increase in the SOC pool occurred in alkaline land because of the increase in the area and also because of an increase in SOC density (+297 per cent), but there was little change in the SOC pool in farmland because the increase in area was largely offset by a decrease in SOC density (−14 per cent). The decrease in the STN pool was substantial (−44 per cent), with the largest contributor being the decrease in swamplands (−74 per cent), partly because of the decrease in the area of swampland and partly because of a decrease in STN density (−52 per cent). Large decreases in the STN pool also occurred in farmland (−22 per cent) and grassland (−41 per cent). The direct impacts of construction associated with the expansion of the oil industry were overshadowed by indirect impacts such as interference with water flows and water levels resulting in salinisation of soil. The study also revealed that land cover changes are much more dynamic than a simple analysis would reveal, and because of lag times in the loss of SOC, soil degradation will continue even if land cover changes cease. Copyright © 2012 John Wiley & Sons, Ltd.     

坡耕地黑土有机碳和全氮的迁移与累积平衡

本文利用137CS示踪技术计算东北黑土坡耕地土壤再分布速率,结合表层土壤有机碳(SOC)和全氮(TN)含量动态,探索典型漫岗坡地SOC和TN流失量的空间分布特征,据此计算研究区近50年来SOC和TN迁移、累积平衡。研究结果表明:研究区土壤再分布速率介于-24.61~33.56 T/HM2/A,绝大部分地区处于中度和轻度侵蚀状态,约占研究区总面积的83.66%,沉积面积占总面积的15.62%。SOC和TN的流失量与土壤再分布速率相一致,坡肩部位SOC和TN流失量最大,侵蚀损失率分别为407.57 KG/HM2/A和39.94 KG/HM2/A;其次为坡背和坡顶,平均流失量分别为244.2 KG/HM2/A和17.93 KG/HM2/A;坡脚和坡趾表现为累积,平均累积量分别为-207.2 KG/HM2/A和-20.56 KG/HM2/A。整个研究区SOC和TN的相对流失量>50%的面积分别占10.45%和11.21%。整个研究区48年来土壤净迁移泥沙量为45.54 T/A,其中,SOC流失量为612.62 KG/A,TN流失量为47.20 KG/A。考虑迁移泥沙对土壤有机质的富集作用,迁移损失的SOC和TN量比原计算值高52%。     

土壤溶解有机质的含量动态及转化特征的研究进展

溶解有机质是土壤有机质的重要组成部分,由于其活性较高,可能在土壤C循环过程中发挥相较其含量所占比例更高的作用。本文根据文献资料,分析了目前关于土壤溶解有机质来源、组成、含量动态及转化特征的研究现状,提出了未来研究的重点。     

红壤稻田土壤溶解有机碳含量动态及其生物降解特征

本通过田间采样分析和室内培育试验,研究了不同利用年限的3种红壤水田土壤中溶解有机C(DOC)的含量动态和生物降解特征。结果表明：土壤DOC的含量随土壤深度而降低,二具有显负相关性。0-30cm土壤DOC的含量及其占总C比例随土壤有机C含量的升高而增大。DOC的季节变化明显,主要与气候因素有关：降雨和灌水可显提高DOC的含量,是落干时含量的1．44-2．50倍。淋溶试验结果表明,从试验开始,淋滤液中DOC的浓度呈增加趋势,至2l天时达到最大,其后又趋下降。在49天的培养期内,DOC的分解速率为3l％-58％,其中低分子量组分能在数天内降解掉。不同土壤间DOC的分解速率有明显差异。     

黄土区几种土壤培养过程中可溶性有机碳、氮含量及特性的变化

对不同地域农田和林地土壤进行35 d好气培养研究,结果表明:不同土壤培养过程中可溶性有机碳(SOC)含量呈明显下降,而可溶性有机氮(SON)含量却呈明显增加趋势。不同农田土壤相比,在培养起始时和培养过程中红油土SOC和SON的平均含量均高于黑垆土和淋溶褐土;同为黑垆土,林地土壤SOC和SON含量均明显高于相应农田土壤。与起始值相比,土壤培养后提取的可溶性有机物的UV280和HIXem(Hu-mification index)值均明显增加,其中HIXem值在培养的第8天和第35天时呈显著增加趋势。随着培养过程的持续,SOC/SON比值逐渐下降。相关分析发现,培养第35天时SOC的减少幅度与UV 280增加比例呈显著正相关;培养第8天时SOC的减少比例与起始HIXem值呈显著负相关。说明UV280和HIXem值可以在一定程度上反映可溶性有机物种类和结构特性的变化。     

不同土地利用下黑土密度分组中碳、氮的分配变化

陆地生态系统植被覆盖会影响有机质在土壤及其各组分中的分布,是控制土壤有机质储量的重要因子。通过对黑土有机碳、氮含量的估算,阐明土地利用变化对土壤有机碳库及轻组、重组有机碳、氮含量和结合态腐殖质有机碳含量的影响以及有机碳、氮的消长变化。结果表明:(1)不同土地利用方式下土壤0～20cm土层总有机碳(TOC)、全氮(TN)含量存在显著差异(p<0.05),自然土壤被破坏或转为农田,土壤总有机碳和全氮含量会持续下降,但农田化肥和有机肥配施后,土壤总有机碳和全氮含量显著增加;草地经过20年的植被恢复,土壤总有机碳含量显著高于农田化肥和无肥处理,有机碳库储量显著提高;(2)游离态轻组(Free-LF)和重组(HF)有机碳和氮含量与土壤总有机碳和全氮呈显著或极显著正相关,闭蓄态轻组(Occluded-LF)有机碳和氮在土壤中呈随机分布;(3)游离态轻组的C/N比高于全土和其他组分,易受微生物作用而降解,是土壤不稳定碳库的主要成分;(4)松结态胡敏酸碳含量与土壤总有机碳显著相关(p<0.05),土壤肥力随着胡敏酸的增加而提高。农田有机培肥不但能够提高有机质含量和土壤质量,也能显著提高农田生态系统抵押大气CO2的能力。     

ESTIMATING SHORT- AND MEDIUM-TERM AVAILABILITY TO CEREALS OF NITROGEN FROM ORGANIC RESIDUES

Overused soil resources and the build-up of organic residues from industrial processes have resulted in increased risk of environmental contamination. Recycling of organic residues from industry by incorporation into agricultural soil, can provide valuable organic amendment as well as supply nutrients to crops. The effect of applying organic amendments to an agricultural sandy soil on the nitrogen nutrition of wheat (Triticum aestivum L.) and residual effects on the growth of a following maize crop (Zea mays, L.), were assessed under semi-controlled environmental conditions and were compared to nitrogen mineralization prediction obtained from an aerobic incubation. Six different organic residues (composted municipal solid waste, secondary pulp-mill sludge, hornmeal, poultry manure, the solid phase from pig slurry and composted pig manure) were added to a Cambic arenosol, incubated or used in pot experiments, to evaluate and try to predict the availability to crop plants of nitrogen released from these materials. Poultry manure was the most effective amendment in making nitrogen available and enhancing nitrogen uptake by wheat plants resulting in greater dry matter yield. The dried solid phase from pig slurry and hornmeal were also beneficial to wheat growth. There was a greater recovery of nitrogen (N), from organic materials studied, by a maize crop. Poultry manure was the residue that provided a greater residual effect on N supply to maize.     

VARIATION IN SOIL ORGANIC CARBON AND NITROGEN STOCKS ALONG A TOPOSEQUENCE IN A TRADITIONAL MEDITERRANEAN OLIVE GROVE

The impact of the topographical position on soil properties was evaluated in an olive grove with traditional tillage. Three topographical positions: summit, backslope and toeslope were chosen for evaluation. The soil samples were taken from four soil sections of 0·25 m (0–1 m). The soil organic carbon (SOC) and N content increased along the downslope direction (5·5, 6·5 and 7·1 g C kg⁻¹ and 0·3, 0·8 and 0·9 g N kg⁻¹ in the surface layer in the summit, backslope and toeslope respectively) as well as SOC and N stocks, considering the two first soil sections. In addition, there was movement of the most erodible textural fraction (silt). However, the total SOC stock (refer to 1 m of depth) did not vary with respect to the topographical position, but the total N stock (refer to 1 m of depth) varied significantly. These increases were due to erosion processes that occur along the toposequence, leading to organic matter transfers from the summit to the toeslope. All the stratification ratios calculated were lower than 2, indicating the low quality of the soils. Therefore, alternative management techniques that avoid soil erosion must be considered in olive grove in order to increase the soil quality and fertility. Copyright © 2014 John Wiley & Sons, Ltd.     

不同技术措施对碳氮在茶树内分布及茶叶品质的影响

本文用核素示踪技术研究了不同技术措施对茶树碳氮代谢和茶叶品质的影响,认为秋冬施肥可增强茶树冬春季的光合强度;钾素能增强光合产物运转速度,提高光合产物利用率;头茶后适当修剪能提高夏茶品质,而修剪应选择在体内营养物贮藏较多时进行,春茶后不宜重剪;在茶树体内贮藏物质丰富时施用赤霉素(GA)才能促进新梢的生长,否则将产生不利的效果。     

长期不同施肥下红壤活性有机质与碳库管理指数变化

对长期不同施肥5a和10a后红壤活性有机质进行了测定，结果表明，耕作10a不施肥或仅施化肥（CK、N、NP、NK、PK、NPK）的土壤活性有机质（LOM）及碳库管理指数（CMI）都明显下降，最大下降（CK）分别为40．5％和48．1；而有机肥或有机肥化肥配合施用（M、MNPK、1．5MNPK），LOM和CMI则显著升高，最大升高（1．5MNPK）分别为183％和195；秸秆还田（SNPK）处理LOM和CMI先下降后增加，5a分别下降25．2％和31，10a又分别上升17．9％和13。说明化肥主要提高非活性有机质，有机肥则显著改善土壤有机质质量，秸秆还田对提高红壤有机质质量比有机肥慢。用33mmol L^-1、167mmol L^-1、333mmol L^-1KMnO4测定的三种活性有机质（本文分别称其为高活性有机质HLOM、中活性有机质MLOM和活性有机质LOM）的含量依次增加，分别占总有机质的5．6％、9．6％和14．5％。三种活性有机质之间呈显著或极显著相关，HLOM与MLOM相关系数为0．478^＊，HLOM与LOM为0．592^＊＊，MLOM与LOM为0．716^＊＊。作物产量只与MLOM和LOM极显著相关，相关系数分别为0．821^＊＊和0．602^＊＊，而和总有机质没有显著的相关性。同时，LOM及CMI与土壤阳离子交换量、交换性钾、交换性钙、盐基总量、微量元素等呈显著或极显著正相关，但总有机质与上述土壤化学指标相关性差。这些结果暗示LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况，应该成为描述土壤质量和评价土壤管理的良好指标。