抛荒对冷浸稻田土壤团聚体及有机碳稳定性的影响

冷浸稻田是长江流域重要的低产稻田类型之一,近年来抛荒严重,而抛荒对冷浸稻田土壤团聚体的影响并不清楚。本研究以连年种植的冷浸稻田(CWC)、抛荒3年的冷浸稻田(CWA3)和抛荒6年的冷浸稻田(CWA6)为对象,分析抛荒后冷浸稻田土壤团聚体特征以及有机碳稳定性,以期为准确评估抛荒对长期淹水土壤的结构和有机碳的影响提供数据支持。结果表明,不论是0~25 cm土层还是25~50 cm土层,冷浸稻田土壤53μm粒级团聚体占总团聚体比例均超过40%;0~25 cm土层土壤250μm团聚体比例超过35%;53~250μm粒级团聚体比例低于20%。抛荒使0~25 cm土层53μm粒级团聚体占总团聚体比例显著增加,53~250μm粒级比例显著降低。在0~25 cm土层,抛荒使有机碳活性指数Ⅰ(LIc-Ⅰ)在53μm粒级和250μm粒级上升高,有机碳活性指数Ⅱ(LIc-Ⅱ)在53~250μm和250μm粒级上降低;而有机碳难降解指数(RIc)在53μm和53~250μm粒级上降低。土壤总有机碳随抛荒时间延长而增加。     

不同土地利用方式对黑土有机无机复合体的影响

采用超声波分散、颗粒大小分组法研究不同土地利用方式下黑土有机无机复合体组成及有机碳的分布特征。不同土地利用方式下黑土均以细砂级复合体为主,有机碳含量随粒径增加而减少,C/N比随粒径增加而增加。NP和NPM处理比NF处理土壤<20μm粒级复合体含量减少,>20μm复合体含量增加;草地与裸地相比<20μm粒级复合体含量减少,>20μm复合体含量增加。土地利用方式不同,土壤固碳的机制是不同的,草地生态系统的土壤固碳潜力高于农田土壤。施肥和有机质的输入使土壤各粒级复合体中的有机碳含量增加;使>20μm粒级复合体固持的SOC量比例增加,表明在土壤有机质含量增加的情况下,有机质有向大粒级复合体的积累增加。     

长期耕作水稻土的有机碳分布和稳定碳同位素特征

对浙江慈溪100，500，1000a水稻土的有机碳分布及其稳定性碳同位素特征进行了研究。结果表明，经百年耕种以后，水稻土耕作层有机碳含量受耕作年限影响很小。随着耕作年限的延长，水稻土剖面不同土层的有机碳含量变异性逐渐降低，下层土壤有机碳储量有逐渐增加的趋势；另外，随着耕作年限的增加，水稻土剖面下层的δ^13C值，有降低趋势，表明种植水稻带入土体的低δ^13C有机碳会随着耕作年限的增加，不断向下层迁移并固定起来。不同年限稻田耕作层土壤中，〈50μm粒级复合体的有机碳含量由高到低的顺序均为：〈2μm，2～10μm，10～50μm；不同粒级复合体有机碳δ^13C值随着粒级的增大而不断降低，新增的碳主要集中在粗粒中，而细粒中的碳为降解的老碳；对于某一粒级复合体来说，δ^13C值顺序均为：1000a〉500a〉100a；〈2μm复合体有机碳属于低活性碳库，耕种上百年后，基本达到饱和。     

耕作年限对水稻土有机碳分布和腐殖质结构特征的影响

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1 000、2 000 a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征,并利用红外光谱技术,探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明,耕作年限在50~2 000 a范围内,稻田耕作表层有机碳含量受耕作年限影响不大,随着耕作年限的增加,约30~60 cm深度土层中有机碳含量有升高趋势。稻田土壤0~40 cm土层和40~80 cm土层有机碳储量变化幅度(Δ)随着耕作年限的增加逐渐下降,表明早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力。100、500、1 000a水稻土耕作表层中,<2μm复合体的有机碳含量受耕作年限影响不大;随着耕作年限延长,<2μm复合体有机碳分配系数不断增大,10~50μm复合体有机碳分配系数则呈下降趋势。100、500、700 a水稻土胡敏酸的芳化度随耕作年限增加有所提高,500和700 a水稻土胡敏酸的脂肪族-CH2-、-CH3基团含量要高于100 a水稻土,胡敏酸的聚合程度基本上不受耕作年限影响。     

不同种植年限茶园土壤有机无机复合状况及有机碳分布特征

通过不同种植年限茶园土壤有机无机复合状况以及有机碳的分布变化特征的研究,结果表明,植茶条件下,土壤有机碳含量、重组有机碳含量以及土壤有机无机复合量均高于非茶园对照土壤,并且随着植茶年限的增加而增加,土壤中轻组有机碳增加幅度明显大于重组有机碳,原土复合度下降.随着植茶年限的增加,茶园土壤＞50 μm级复合体含量减少,＜2 μm复合体含量增加,但茶园土壤有机无机复合体组成仍以＞50μm复合体为主,10～50μm复合体次之,＜2μm复合体含量最低.茶园土壤各粒级复合体有机碳含量均随植茶年限有不同程度增加,其中＜2 μm复合体固持的有机碳含量最高.其余粒级中有机碳含量随着粒径变粗而下降.有机碳在各粒级复合体中的分布以及各粒级复合体有机碳占土壤总碳量的比例均表现出2～10μm复合体＞小于2 μm复合体＞大于50μm复合体＞10～50μm复合体的趋势.     

不同区域水稻土的氮素分配及δ15N特征

对分别位于吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪和江西进贤4个不同区域的水稻土中氮素分配和稳定性氮同位素(δ15N)特征进行了研究.结果表明,随着样点位置的南移,相对于20-40 cm土层,水稻土表层(0-20 cm)中氮素的富集效果越来越明显.随着样点位置的南移,水稻土表层硝态氮含量与铵态氮含量的比值逐渐降低.不同区域水稻土表层中,氮素主要集中在<10 μm复合体部分,<50 μm复合体中氮素含量由高到低的顺序为:<2μm,2-10 μm,10-50 μm.不同粒级水稻土复合体中,2～10 μm复合体中氮素含量和分配比例均最稳定.水热条件、耕作制度以及母土特征等会影响到水稻土表层中复合体氮素的分配特征.不同区域水稻土的剖面全氮δ15N特征不尽相同,反映了不同区域水稻土中进行的氮素转化和迁移过程之间存在差异.在0-20 cm土层中,除龙井水稻土以外,其它区域水稻土均出现明显的δ15N贫化现象.另外,不同区域的稻田表土全氮δ15N均低于旱地表土.     

子午岭林区不同植被恢复阶段土壤有机碳变化研究

研究了子午岭林区植被恢复过程中土壤有机碳含量、团聚体有机碳分布以及不同粒级团聚体有机碳对土壤有机碳的贡献率。研究结果表明,0—100 cm剖面上有机碳含量加权平均值随植被恢复年限逐渐升高,坡耕地0—100 cm土层土壤有机碳加权平均值为3.54 g/kg,弃耕地、草地、灌木和乔木阶段分别比坡耕地提高6.8%,36.6%,41.5%和73.6%;0—20 cm土层土壤有机碳含量随植被恢复的提高幅度明显高于20 cm以下土层;0—5和5—10 cm土层土壤各粒级团聚体有机碳含量随植被恢复年限逐渐增加,并有向大粒级（〉2 mm）团聚体中富集的趋势,10—20 cm土层土壤团聚体有机碳含量随植被恢复变化不明显;弃耕地、草地、灌木和乔木阶段0—20 cm土层〉5,5～2和2～1 mm粒级团聚体有机碳贡献率高于坡耕地,说明植被恢复0—20 cm土层土壤增加的有机碳更多地固定在〉1 mm粒级团聚体中。     

旅游干扰对太原万柏林生态园土壤团聚体稳定性及有机碳分布的影响

以太原万柏林生态园为试验对象,研究了旅游干扰对土壤团聚体组成及有机碳分布的影响。结果表明,随着旅游干扰强度增强,景区土壤< 1 mm粒级团聚体数量逐渐升高,而> 1 mm粒级团聚体数量、水稳性团聚体平均质量直径（MWD）和平均几何直径（GMD）则均逐渐降低;土壤总有机碳含量和各粒级团聚体有机碳含量均随旅游干扰强度增强而逐渐降低,且0 ~ 20 cm土层、> 1.0 mm粒级团聚体降低幅度高于20 ~ 40 cm土层、< 0.5 mm粒级团聚体;随着旅游干扰强度的增加,>2 mm粒级团聚体对土壤有机碳的贡献率逐渐降低,而< 1 mm粒级团聚体贡献率逐渐升高。综上所述,旅游干扰会显著降低景区土壤团聚体稳定性和有机碳含量,破坏土壤质量,建议相关部门合理制定旅游环境容量、提高游客环保意识,减轻负面影响。     

纳米-亚微米级复合材料对褐潮土有机无机复合体含量及各粒级复合体中C、N、P含量与分布的影响

通过盆栽试验研究了纳米-亚微米级复合材料对褐潮土各粒级复合体组成及其中C、N、P含量与分配的影响。结果表明,1)施入纳米-亚微米级复合材料后,褐潮土各粒级复合体的含量较对照发生了改变,F1(2m)和F3(10～50m)粒级含量降低,F2(2～10m)和F4(50～100m)粒级含量增加。2)纳米-亚微米级复合材料可提高土壤及各粒级中C、N、P的含量,而增加幅度因材料而异;蒙脱土纳米-亚微米级复合物高岭土纳米-亚微米级复合物塑料纳米-亚微米级复合物。3)F3(10～50m)粒级中有机碳、全氮、全磷含量较低,但该粒级复合体含量占土壤固相的比重最大,因此该粒径中C、N、P对土壤肥力的贡献较大。4)纳米-亚微米级复合材料使土壤的有机碳、氮、磷在各粒级复合体中分配系数的增加以F2(2～10m)粒级最高,说明各养分进入F2粒级最多,表明该粒级对土壤养分的转化和平衡起着重要的调节作用。     

不同气候带水稻土有机碳δ13C及胡敏酸结构特征变化

选取位于吉林龙井、河南封丘、浙江慈溪和江西进贤的4种水稻土剖面,分析比较了不同气候带水稻土剖面和各粒级复合体的有机碳及其δ13C值的分布特征,探讨了不同水稻土胡敏酸结构和功能基团构成的差异,旨在为深入研究水稻土有机碳动态变化和运转机理提供参考依据。结果表明:不同气候带水稻土剖面中,有机碳δ13C值均随着土层深度的增加逐渐升高;样点位置愈往北,水稻土表层有机碳δ13C值愈高。各样点水稻土表层有机碳主要集中在<10μm复合体部分,其有机碳分配系数均大于50%。水稻土不同粒级复合体δ13C值随着粒级的减小不断升高,高δ13C的老碳在细粒中富集;水稻土表层<10μm复合体中有机碳的降解程度为:封丘>慈溪>进贤>龙井。各样点水稻土胡敏酸结构大致相似,封丘和龙井的水稻土胡敏酸含有较多CO基团,氧化程度较高,另外,其胡敏酸的芳化度和聚合程度也高于慈溪和进贤的水稻土。