土壤活性有机碳分组及测定方法

土壤活性有机碳作为土壤有机碳中活跃的化学组分,是土壤有机碳动态的敏感性指标,在全球碳循环中起着非常重要的作用,在当前的研究中,引起了土壤学、生态学和环境学界的高度关注。介绍具有代表性的活性碳组分的表征:溶解性有机碳、微生物量碳、可矿化碳、轻组有机碳、颗粒有机碳等,并对目前国内外常用的测量方法进行简要的阐述。     

森林土壤活性有机碳影响因素

森林土壤有机碳是全球碳循环的重要组成部分,其中,活性部分占总有机碳的很小一部分,却直接参与土壤生物和化学转化过程,因而,土壤有机碳活性组分对土壤碳库平衡和土壤化学、生物化学肥力保持具有重要意义。研究发现,气候、植被、土壤理化性质以及人类活动等因子影响着土壤有机碳在碳循环过程中的动态平衡。本文从以下三个方面综述森林土壤活性有机碳组分的主要影响因子,土壤含水量、季节变化与温度和土地利用与管理措施等对土壤活性有机碳影响较大。     

土壤活性有机碳的研究进展

土壤活性有机碳（Soil active organic carbon）是陆地生态系统的重要组成成分,在陆地碳循环研究中具有非常重要作用。土壤活性有机碳的组分为：微生物有机碳、溶解性有机碳、矿化有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳等。主要综述了代表很大比例土壤有机碳库的土壤活性有机碳的表征、分组及影响土壤活性有机碳周转的主要因素,如水分、湿度、温度、季节和土地利用方式等。     

土地整治对土壤有机质及碳含量的影响——以延安治沟造地项目为例

指出了土地整治对土壤的强扰动,势必会对土壤有机质和土壤碳含量造成影响。延安治沟造地工程是针对黄土高原特殊地貌,利用现代化工程手段快速在沟道覆土造田,田坝渠路林综合建设的一种沟道土地整治新模式,为了研究治沟造地对农田土壤有机质和碳含量的影响,通过间接采样和随机采样方法,采集了延安宝塔区、安塞区、子长县3个区域6个片区治沟造地前后土样,对其包含的有机质和土壤有机碳、活性有机碳进行了测定,初步分析了不同年限土地整理区以上组分的变化及其变化原因。主要结论有:(1)延安治沟造地工程实施后,土壤有机质含量升高,变幅在0.41～2.32 mg/g;土壤有机碳含量也有一定程度升高,0.05～0.80 mg/g;活性有机碳提高,变幅在0.12～0.77 mg/g;(2)针对土壤有机质提升水平,整治年限5年2年1年;土壤有机碳提升水平5年2年1年;土壤活性有机碳提升含量5年2年1年,提升幅度5年1年2年;(3)经相关性分析,土壤有机质与碳含量呈显著正相关关系。从中可见:延安治沟造地工程实施有利于土壤有机质、有机碳、活性有机碳的增加,该工程可在同类型范围内推广。     

土壤碳组分及其环境意义概述

气候变化是当下的热门话题,碳的源汇问题也倍受关注。土壤碳库是陆地最大的碳库,土壤有机碳又是土壤极为重要的组成部分,而土壤有机碳的不同组分具有不同的周转方式及其环境意义。本文阐述了几种主要土壤有机碳组分(水溶性有机碳、微生物量碳、颗粒有机碳、轻组和重组有机碳、土壤黑碳)的环境意义、周转方式及其研究进展,认为对土壤有机碳组分进行耦合研究具有理论和实践意义。     

不同恢复模式对退化高寒沼泽湿地土壤轻重组有机碳的影响

以若尔盖县麦溪乡已实施多年水位提升和植被恢复工程的高寒沼泽湿地为研究对象,分别采集重度退化（HD）湿地、未退化（UD）湿地以及不同恢复模式下湿地各土层（0—20 cm、20—40 cm、40—60 cm、60—80 cm）土壤样品,分析土壤有机碳轻重组分的变化及其与土壤因子的关系。结果表明：不同恢复措施均能造成退化湿地土壤总有机碳含量在各土层之间的空间分异,但补播草种措施不能显著提升各土层总有机碳含量;恢复措施对退化湿地土壤中重组分有机碳和轻组分有机碳含量提升效果不显著。综合RDA分析来看,单一补播草种措施短期内不能根本改善湿地退化状况,水位提升措施能使土壤碳组分结构趋近于未退化湿地,土壤TN是影响土壤有机碳组分的最关键因子,可作为反映高寒沼泽湿地恢复的关键指标。     

气候变暖对湿地有机碳组分的影响研究

指出了随着全球气候变暖的加剧,气候变化对碳循环的影响越来越深。湿地土壤碳库作为主要的碳源储存区,受气候变化的影响日益明显,而气候变暖对不同的有机碳组分影响并不同。通过综述有机碳组分的基本分类,分析了当前有机碳组分对气候变暖的影响,探讨了土壤有机碳组分的不同变化机制。     

宣威市退耕还林柳杉林地土壤有机碳含量及活性组分的林龄变化

【目的】探讨云贵高原地区土壤有机碳含量及其活性组分在退耕还林后的变化,为退耕还林后的土壤碳储量变化评价和碳汇管理提供科学依据。【方法】在云南省宣威市选择耕地对照和不同退耕还林年数(4,8,12年生)的柳杉人工林地,在不同土层(0~20,20~40和40~60 cm)采集土壤并收集枯落物和细根样品,测定土壤有机碳及其活性组分含量、土壤密度、土壤全氮含量、枯落物现存量和细根生物量。【结果】与耕地相比,退耕还林4,8和12年生时林地0~60 cm土层土壤有机碳含量分别下降20.07%,19.29%和11.52%,即退耕还林初期土壤有机碳含量显著下降,在退耕还林4年后开始逐渐回升,但在12年后仍未恢复到耕地水平;土壤高活性有机碳含量以造林前的耕地最高(4.46 g·kg~(-1)),4年生时最低(2.67 g·kg~(-1));土壤次高活性有机碳含量以8年生时最高(12.03 g·kg~(-1),4年生时最低(4.61 g·kg~(-1));土壤活性有机碳含量以8年生时最高(20.94 g·kg~(-1)),12年生时最低(9.12 g·kg~(-1));土壤有机碳含量及其活性组分含量均随土层加深而减小,且存在显著的土层差异(P0.05),有机碳含量的最小值(11.14 g·kg~(-1))出现在8年生40~60 cm土层;各林龄柳杉林地0~60 cm土层有机碳含量及其高活性有机碳、次高活性有机碳与土壤全氮含量的相关系数分别为0.894,0.756和0.755,均极显著正相关,与土壤密度的相关系数为-0.664,显著负相关。【结论】退耕还林柳杉林地0~60 cm土层有机碳含量及其活性组分含量随林龄增加先降后升,造林年数和林下枯落物量是影响土壤有机碳含量及其活性组分含量的重要因子,今后在森林碳汇管理中需大力推行封山育林,延长林分林龄,尽量保留林下枯落物。     

中国森林土壤有机碳活性组分及其影响因素

森林土壤碳库在调节全球碳循环和碳平衡、降低大气CO2浓度等方面产生重要影响.作为陆地生态系统最重要的碳库,森林土壤有机碳对于土壤物理、化学和生物特性具有良好的调节作用.为了研究森林土壤有机碳及其组分,为森林经营和土壤管理提供参考,文中从全球、全国和区域尺度上综述了森林土壤有机碳储量的研究进展,阐述了森林土壤有机碳各活性...     

滇中尖山河流域不同土地利用类型土壤粒径分布对土壤有机碳组分的影响

【目的】土壤粒径分布是影响土壤性质的指示指标,与土壤有机碳含量有着密切的相关性,并对土壤有机碳的转化有着显著的影响,了解不同土地利用类型土壤粒径分布与活性有机碳组分的关系。【方法】以滇中尖山河流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种主要土地利用类型为研究对象,系统地分析了其土壤剖面(0～10cm、10～20 cm、20～30 cm)的颗粒组成、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组分有机碳(LFC)、总有机碳含量(SOC)的分布特征及其相关性。【结果】坡耕地、荒草地、林地、园地不同土层土壤粒径中粗粉粒的平均含量均在整个土层中所占比例最高,平均含量分别为43.13%、52.92%、41.70%、41.17%;不同土层土壤AOC、POC、LFC、SOC均呈现出随着土壤深度增加而降低的垂直分布特征,其含量整体均表现为园地林地坡耕地荒草地;土壤有机碳与砂粒含量之间呈极显著的负相关,与粉粒、粘粒含量之间呈极显著的正相关。【结论】坡耕地土壤在利用过程中,可增加耕层砂粒和粗粉粒含量,改变其机械组成,人为改土培肥,提高作物产量;退耕还林以及在荒草地种植农作物可作为提高土壤有机碳含量的有效措施,不仅可起到较好的水土保持作用,同时也是改善土壤质量、恢复土壤肥力、提高碳储量以及实现该区域植被恢复重建的根本保障。     

宁夏罗山典型植被类型的土壤活性有机碳组分研究

以宁夏中部干旱带罗山山地系统的4个典型植被类型(青海云杉纯林、针阔混交林、浅山灌丛和干旱草地)为研究对象,测定0~10cm、10~20cm、20~40cm土层土壤活性有机碳组分(土壤的微生物量碳、颗粒有机碳和易氧化有机碳),探讨其分布规律和影响因素。结果表明,不同植被类型间土壤活性有机碳含量有显著差异(p0.05),各植被类型的土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量的排序为乔木林(青海云杉纯林、针阔混交林)浅山灌丛干旱草地;随着土层深度增加,土壤微生物量碳和颗粒有机碳含量逐渐减少(p0.05),而易氧化有机碳含量在10~20cm土层最高。相关性分析表明,土壤微生物量碳、颗粒有机碳均与土壤总有机碳、全氮有极显著的正相关,而与pH值、含水率、C/N的相关性不显著,土壤易氧化有机碳与土壤理化性质的相关性均不显著。这表明作为土壤有机质和氮素来源的植被,其组成差异会对土壤有机碳组分具有重要影响。     

滇中元江栲林下土壤活性有机碳空间分布特征

为探究滇中元江栲林下土壤活性有机碳在垂直空间上的分布及其影响机制,以滇中地区不同海拔(2 090～2 490 m)、不同坡向(阴、阳坡)元江栲林为研究对象,探究林下0～60 cm土层土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒性有机碳(POC)含量的空间分布特征。结果表明:SOC、MBC、ROC、POC含量随海拔上升先升高再降低,DOC含量随海拔上升逐渐降低,4种活性有机碳组分含量表现为POC>ROC>MBC>DOC。4种土壤活性有机碳含量均阴坡高于阳坡,且随土层深度增加呈明显下降趋势,0～20 cm土层高于20～40、40～60 cm土层。各个土壤活性有机碳组分在土壤有机碳中的占比表现为POC/SOC>ROC/SOC>MBC/SOC>DOC/SOC,POC为4种活性有机碳库中的主要碳库,MBC/SOC比值随海拔上升无明显变化规律,ROC/SOC、POC/SOC比值随海拔上升先增大再减小。SOC、MBC、ROC、POC含量任意两者间均呈极显著正相关(P<0.01),土壤活性有机碳含量与土壤pH...     

刺柏人工林土壤有机碳垂直分布特征研究

为阐释刺柏人工林土壤有机碳的空间变异以及环境因子对有机碳的影响,分层采集0～80cm土层土样,测定有机碳和其他理化指标,分析土壤有机碳的垂直分布特征及土壤有机碳和其他指标之间的关系。结果表明:0～20cm土层中土壤有机碳含量(36.01%)、有机碳密度(34.83%)和有效氮含量(47.06%)均占比较大。土壤有机碳含量与有机碳密度、有效氮含量呈极显著的正相关关系,与土壤容重、pH值呈负相关,与土壤总孔隙度、毛管持水量以及田间持水量之间呈正相关。整个林地土壤剖面有机碳含量垂直分布呈先陡降然后逐渐降低的模式,可通过改变林分结构,补种阔叶树种等措施提高土壤肥力。     

海涂围垦区不同林分土壤活性有机碳垂直变化特征

[目的]探索海涂围垦区不同林分土壤有机碳和活性碳组分的垂直分布及其影响机制,为围垦区林分土壤碳库稳定性评价和树种筛选提供科学依据。[方法]以海涂围垦区3种主要林分（美洲黑杨、水杉和银杏）为研究对象,分析0～100 cm深度土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳垂直分布特征及其与土壤理化性质和酶活性的关系。[结果]3种林分土壤有机碳、微生物量碳和溶解性有机碳含量均随土层深度增加逐渐降低,其中,0～20 cm土层水杉和美洲黑杨林分土壤有机碳含量显著高于银杏林分,20 cm以下土层3种林分之间差异较小;0～60 cm土层水杉林分微生物量碳和溶解性有机碳含量最高,其次为美洲黑杨林分,银杏林分最低,60 cm以下土层3种林分之间差异较小。土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值均随土层深度增加先增大后减小（除银杏林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳比值在各土层之间无显著差异外）,20～60 cm土层3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值较高,总体上,3种林分土壤溶解性有机碳/土壤有机碳和微生物量碳/土壤有机碳比值在剖面分布差异较小。冗余分析和相关性分析表明,各...     

河南省森林土壤有机碳储量及其空间分布格局

基于河南省林业发展三级区划方案、森林资源二类调查资料和810个土壤有机碳样点数据,构建河南省三级林区土壤有机碳的空间分布模型,选用Nash-Sutcliffe系数(E)、模拟误差(V)和决定系数(R2)等统计参量评估模型的模拟能力。利用模型分析森林土壤有机碳储量的空间分布特征,并估算不同深度的土壤碳储量。结果表明:所有林区土壤有机碳密度值均随深度的增加而呈指数形式迅速下降;表层(20 cm)土壤有机碳密度受植被类型影响显著,山区表层碳密度值高于平原地区(P0.05)。底层(40cm)土壤有机碳密度受土壤质地影响显著,砂质土壤碳密度值高于粘土(P0.05),砂质土有较深的有机碳分布;表层土壤有机碳密度预测值有偏低趋势,深层预测值可能偏高;所有模型的Nash-Sutcliffe系数均大于0.6、模拟误差低于±15%,模型可以对土壤有机碳密度值进行估算。若考虑0~200 cm的土壤深度,用0~100 cm深度的有机碳密度值来表征总有机碳密度时结果偏低(偏低约19.99%),砂质土的偏低趋势更加突出。     

不同经营模式下硬阔叶混交林土壤有机碳含量分析

测定并分析了不同经营模式下硬阔叶混交林的土壤有机碳含量，结果显示：采伐强度和采伐后是否更新都对土壤有机碳含量有显著影响，中度采伐的硬阔叶混交林土壤有机碳含量较高，弱度和强度采伐都会对造成土壤有机碳含量的减少；采伐后更新的林分土壤中有机碳含量较未更新和对照的林分高，表层土壤的有机碳含量较深层土壤高。     

海拔影响毛竹林土壤有机碳组成的研究

地理海拔是毛竹(Phyllostachy heterocycla cv.pubescens)生态系统重要的环境影响因素,同时影响着竹林土壤有机质结构及碳循环。研究采集了建瓯市3处高中低不同海拔的毛竹林土壤样品,利用化学分级,将土壤有机碳组成分为松结合态、稳结合态及紧结合态,旨在了解海拔高度对竹林土壤有机碳循环的影响。结果表明,随海拔高度增加,毛竹林土壤碳储量随之增加,高海拔竹林土壤碳储量比对低海拔增加了50.6%(0~60 cm)。土壤中松结合态、稳结合态及紧结合态有机碳组份含量以高海拔为高,但随土壤剖面深度增加逐渐降低。然而,不同结合态有机碳占全碳的百分比则与海拔高度无关,松结合态及稳结合态有机碳比率则随土壤深度增加而增加。由此说明,海拔高度影响着有机碳的含量,土壤则影响着有机碳的储存形态。     

莽山3种主要林分类型土壤有机碳分布规律

为了研究莽山地区3种林分类型土壤有机碳的分布特征,于2013年7月在莽山国家森林公园选择3种不同林分类型不同海拔的9个样地,采集0~100 cm剖面土样,分析土壤有机碳含量和土壤全氮全磷等各肥力指标,研究其土壤有机碳垂直分布特征和与土壤理化性质指标的相关性。结果表明:(1)不同林分土壤有机碳含量及密度的大小顺序为常绿阔叶林针阔混交林针叶林。(2)不同海拔样地有机碳含量及密度差异显著,且随着海拔的升高而增加,在针叶林和针阔混交林中,高海拔地区有机碳含量显著高于低海拔地区。(3)土壤有机碳含量随剖面增加而降低。对于0~20 cm土层,针叶林有机碳含量频率分布较分散,其次是针阔混交林,常绿阔叶林含量分布相对较集中。且各土层有机碳含量均主要分布在0~50 g·kg-1的范围内。(4)除森林类型的影响外,坡度、坡向和坡位等地形地貌因素也会显著影响森林土壤的有机碳含量,样地Z1有机碳含量显著高于同林分类型其它样地,可能就是受坡度坡位等因素的影响。(5)3种林分类型土壤有机碳含量与土壤不同理化指标间均存在不同的相关性。常绿阔叶林土壤有机碳含量有效镁、全氮含量在0.01水平极显著相关。针叶林土壤有机碳含量与有效镁、全氮和容重在0.01水平极显著相关。针阔混交林土壤有机碳含量与氨氮、有效镁、全氮、全磷以及容重在0.01水平极显著相关,与p H在0.05水平显著相关。     

深圳丘陵地带不同植被类型森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征研究

研究森林土壤有机碳组分和团聚体分布特征,对摸清森林土壤结构形成及其碳稳定机制有重要科学意义。本研究以深圳市丘陵地带针叶林、阔叶人工林和次生阔叶林等3种不同植被类型、70个调查点森林土壤为研究对象,各调查点按0~10 cm和＞10~30 cm剖面进行采样,对土壤有机碳组分和团聚体含量进行分析。结果表明,3种植被类型表层土壤（0~10 cm）的有机质（OM）和全氮（TN）含量存在显著差异（P＜0.05）,而亚表层土壤（＞10~30 cm）养分间的差异均未达到显著水平。不同植被类型土壤各有机碳组分均存在差异,表层土壤有机碳组分均高于亚表层,且以活性有机碳含量最高。此外,不同植被类型表层土壤间的差异主要体现在微团聚体上（＜0.25 mm）,亚表层土壤则主要体现在微团聚体和1~2 mm团聚体上。除表层土壤电导率（EC）与惰性有机碳间的相关性外,两层土壤的EC、OM和TN含量与4种有机碳组分均呈极显著正相关（P＜0.001）;＞10 mm团聚体对有机碳矿化有显著正向调控,＞2~5 mm团聚体则表现为显著负影响。由此认为,3种植被类型间土壤养分和有机碳组分含量存在差异,且表层土壤的含量总是高于亚表层;不同土壤团聚体间的差异主要体现在微团聚体上;土壤养分含量是调节有机碳矿化的关键因子。     

更新造林措施对桉树采伐迹地土壤有机碳氮活性组分的影响

土壤有机碳氮活性组分能敏感地反映出林分树种结构的变化。文章总结了福建省莆田市涵江区桉树林分改造的主要技术模式,分析了不同更新树种的生长情况及对土壤基本理化性质和土壤有机碳氮的活性组分的影响,以期为后期林分改造树种选择提供技术参考。研究结果表明,林分改造所选的树种对造林地的适应性均较强,其中天竺桂、马占相思生长相对较快;林分改造一定程度上改善土壤的基本理化性质,提高了土壤可溶性碳氮、铵态氮含量,降低了硝态氮含量。