喀斯特小流域土壤有机碳密度及碳储量空间分布异质性

为阐明喀斯特小流域土壤有机碳密度分布特征及有机碳储量空间分布格局,采用野外布点采样、实验室测定和地统计学分析相结合的方法,利用2 755个详细调查的剖面样地和23 536个土壤样品,定量研究了喀斯特小流域土壤有机碳密度、碳储量的空间异质性及分布特征。结果表明:后寨河小流域表层(0—20cm)土壤有机碳含量和密度的平均值为分别为25.07g/kg和5.23kg/m~2,剖面土壤(0—100cm)土壤有机碳含量和有机碳密度分别为20.71g/kg和10.21kg/m~2,两层土壤有机碳含量和密度均属于中等变异强度。10cm土层深度有机碳储量为1.48×10~8 kg,20cm土层深度有机碳储量为2.65×10~8 kg,30cm土层深度土壤有机碳储量3.43×10~8 kg,100cm土层深度有机碳储量5.39×10~8 kg。各层土壤有机碳储量的块金值C_0随着土层深度的增加而增加,而0—100cm的块金值C_0最大。4种土层深度土壤有机碳储量呈现为中部低,四周高,南部最低的趋势。海拔、坡度、岩石裸露率和石砾含量是影响喀斯特小流域土壤有机碳储量空间异质性的主导因子。     

上海市绿地表层土壤有机碳储量的估算

本文调查了上海市472个绿地土壤样点,通过对其土壤有机碳含量、密度等指标进行测定分析,最终估算出上海市绿地土壤表层有机碳储量,同时为预测上海市未来十几年的碳库变化提供数据支撑。研究结果表明:①上海市绿地表层(0～20 cm)土壤有机碳空间分异性较大,土壤有机碳含量和密度表现为西高东低,且自中心向四周逐渐增高。②不同绿地类型土壤有机碳含量大小依次为:公园绿地公共绿地道路绿地;有机碳密度的大小依次为:公共绿地公园绿地道路绿地。不同绿地类型土壤有机碳含量和密度差异显著,其中,城区不同绿地类型土壤有机碳含量和密度差异显著(P0.05),但郊区不同绿地类型土壤有机碳含量和密度差异不显著(P0.05)。③2015年上海市绿地表层土壤有机碳储量约为4.26×106 t。预计到2035年,上海市绿地表层土壤有机碳储量约可达到1.53×107 t。     

不同土地利用对表层土壤有机碳密度的影响

采用第二次土壤普查资料,研究了安徽省不同土地类型表层土壤的有机碳密度和碳库的特点。结果表明,安徽省平均有机碳密度为(31.64±16.39)tC/hm2,林地土壤表层有机碳密度高于全省表层土壤平均有机碳密度,旱作土壤表层有机碳密度则低于全省平均值。有机碳密度的大小顺序为:林地>水稻土耕层>旱地。安徽省表层土壤有机碳储量分布也表现为:林地>水稻土>旱地。表层土壤有机碳总量达0.28 Pg,其中林地占50%,水稻土占23%,而旱地只占18%。因此,人为利用特点是区域土壤碳库和碳密度的主要影响因素。分析表明:林地、水稻土和旱作土壤表层有机碳量与总氮之间的相关系数(R2)均大于0.78,农田土壤粘粒含量与土壤有机碳固定也有一定关系。     

缙云山5种植被下土壤活性有机碳及碳库变化特征

为揭示重庆市缙云山不同植被下土壤活性有机碳及碳库分配特征，以该地区5种植被类型：阔叶林、针叶林、混交林、竹林和荒草地为研究对象，分析不同植被类型下各土壤层次中有机碳（Soil organic carbon, SOC）、微生物量碳(Microbial biomass carbon，MBC)、可溶性有机碳(Dissolved organic carbon，DOC)、易氧化有机碳(Readily oxidized organic carbon，ROC)含量及其土壤碳库的变化特征。结果表明：土壤有机碳和各活性有机碳组分含量及分配比例受到植被类型和土层深度的明显影响。土壤有机碳的平均含量在0~100 cm土层表现为竹林（16.74 g/kg）>阔叶林（12.62 g/kg）>草地(11.14 g/kg)>混交林（8.16 g/kg）>针叶林（5.98 g/kg），并随土层深度的增加而减小。竹林和阔叶林的微生物量碳和易氧化有机碳含量均明显高于混交林和针叶林，各植被在剖面上均表现出垂直递减规律，表现出明显的表聚效应。除草地，4种植被的土壤碳库管理指数随土层深度的加深而减小，均表现为表层(0~20 cm土层)最高。不同植被类型间，竹林的可溶性有机碳分配比例在各土壤层次均最小，整个土壤剖面均值仅为0.1%。由相关性分析可知，微生物量碳、易氧化有机碳、土壤总有机碳含量和土壤有机碳储量有着极其显著的相关性。因此，土壤微生物量碳和易氧化有机碳可以作为衡量亚缙云山森林不同植被土壤有机碳库变化的敏感性指标。     

城市化进程中的土壤有机碳库演变趋势分析

土地利用方式变更引起的土壤碳库变化对全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。基于1∶250000多目标地球化学调查数据,利用RS遥感影像和GIS统计技术,分析上海市的城市扩张格局及城市扩张进程中的土壤有机碳库演变趋势。根据上海地区1980、2000、2005年3期遥感影像分析,从1980年代开始,研究区城区面积快速扩张,城市生长以原市区为中心向周边扩展,1980~2005年间城市建设用地面积增加1 377 km2。研究区城区表层土壤有机碳分布呈现较大的空间变异性,城区表层土壤有机碳密度为(3.926±1.381)kg m-2,其均值是郊区的1.049倍,是乡村地区的1.255倍,随城市-郊区-乡村空间梯度演替,表层土壤有机碳密度渐趋降低,城区表层土壤呈现轻度积累;相较于第二次土壤普查农林生态系统,当前研究区城区表层土壤有机碳密度均值升高0.239 kg m-2,升幅6.48%。比较1980年前建城区、1980~2000年建城区、2000~2005年建城区与城市郊区土壤有机碳密度分布,新建城区由于土地利用方式变更强烈,土壤结构破坏,土壤有机碳密度基本上处于低值;随着城市用地年限的延长,城市生态系统的演化发展,土壤有机碳密度渐趋增大。研究提供城市化进程中的土壤有机碳库演变趋势信息,可为城市土壤固碳潜力研究提供数据支持,也为推动中国城市生态系统碳循环研究提供参考。     

卧龙亚高山主要森林植被类型土壤碳汇研究

利用野外实际调查数据对四川卧龙亚高山9种主要森林植被类型土壤总有机碳含量、碳密度及其剖面分布和土壤活性有机碳含量、碳密度及其剖面分布进行了分析,结果表明:在调查区域9种典型森林植被类型总有机碳含量为15.39～41.30 g/kg,总有机碳密度为14.00～25.95 kg/m2,土壤有机碳含量排序为冷、铁杉暗针叶林云杉暗针叶林冷杉红桦混交林亚高山草甸落叶阔叶林灌木林高山柳、落叶松混交林落叶松人工林落羽杉人工林.活性有机碳含量为4.85～23.14 g/kg,活性有机碳密度为4.29～10.55 kg/m2.活性有机碳储量排序为云杉林灌木林亚高山草甸混交林落叶阔叶林人工林.研究结果还表明,卧龙亚高山主要森林植被类型土壤碳储量较高、碳库质量较好,有明显的碳蓄积,是一个较大的"汇".     

子午岭不同林地土壤有机碳及养分储量特征分析

采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究了黄土高原子午岭林区3种林地土壤有机碳和全量养分储量的分布特征及相关关系.结果表明:(1)研究区3种林地土壤有机碳含量为3.9^37.6g/kg,平均含量为13.02g/kg,辽东栎林地最高,其次为柴松林,人工油松林地最低;(2)土壤有机碳含量随深度增加而递减,其中柴松林地的垂直变化幅度最大,达88.86%.3种林分土壤碳密度差异显著,其各土层变化范围为1.063.67kg/m2,土壤碳密度亦随深度增加而减少.对于整个土层(0-90cm)而言,各林分土壤碳密度为9.3811.43kg/m2;(3)不同养分储量在3种林分之间表现的规律性及相关性不同.有机碳和各全量养分储量随土壤深度增加均呈减小趋势,有机碳和全氮表现尤其明显.     

半干旱区不同土层深度土壤有机碳变化

选择内蒙古自治区赤峰市敖汉旗黄花甸子流域为研究对象,运用地统计学与ArcGIS空间分析工具相结合的方法研究了不同土层深度土壤有机碳含量、密度以及储量的变化情况。结果表明,不同土层有机碳含量与密度由高到低均表现为:表层(0—20cm)中层(20—60cm)底层(60—100cm)。表层土壤碳密度随海拔高度的增加而下降,有机碳含量呈现先增加后降低的趋势;底层土壤有机碳含量随海拔高度的改变无明显变化。同时海拔高度对土壤有机碳的影响也随土壤深度的增加而减小。研究区有机碳总储量为2.04×105 t,不同土层有机碳储量由高到低表现为:中层(8.56×104 t)底层(6.41×104 t)表层(5.47×104 t)。土壤有机碳储量与其对应海拔高度下面积的大小具有显著相关性。     

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。     

粤东北山区几种森林土壤有机碳储量及其垂直分配特征

研究了粤东北山区的天然常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松针叶林和桉树人工林等4种主要森林类型土壤有机碳储量及其分配特征.结果表明:(1)4种林分土壤有机碳平均含量在8.14～12.24 g/kg之间,常绿阔叶林最高,其次为针阔混交林.桉树人工林最小.土壤有机碳含量随深度增加而递减.但植被类型不同其减少程度不同.其中阔叶林变化幅度最大达72.04%.土壤有机碳表聚性明显.(2)4种林分土壤碳密度存在显著差异,其各土层变化范围为1.57～5.18 kg/m~2.土壤碳密度亦随深度增加而减少,自然地带性植被类型各个土层土壤碳密度均高于次生植被类型对应的碳密度.对于整个土层而言,各林分土壤碳密度在12.28～15.90 kg/m~2之间,总平均值为14.14 kg/m~2.(3)4种林分土壤碳储量整体较低,平均值为141.43 t/hm~2,表层土壤碳储量贡献不大.人为干扰活动对研究区森林土壤碳储量影响明显,是制约土壤碳储量大小的重要因素.     

荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定的影响

[目的]研究土地开垦前后土地利用方式对该地区土壤团聚体稳定性及有机碳的响应机制,为艾比湖湿地保护区的荒地开垦和植被恢复及农业生产提供科学理论依据。[方法]选取新疆艾比湖流域未开垦的天然林地(CK)和开垦后人工种植的枸杞地、葡萄地、棉花地、苜蓿地共5种不同土地利用类型下,探究荒漠生态系统土地开垦后的土壤结构和有机碳含量的变化规律。[结果]荒漠地区土地开垦对土壤团聚体稳定性及碳固定有显著的影响。土地开垦后,人工种植地块大团聚体(>0.25 mm)含量和团聚体稳定性均显著高于CK,其中棉花地力稳性大团聚体含量最高(>87%);枸杞地水稳性大团聚体含量最高(>79.7%),不同人工耕作模式均增加了大团聚体含量。0—30 cm土层人工种植地块不同团聚体粒级有机碳含量分别为5.91～15.46,5.50～10.70,8.12～16.11,6.90～13.67 g/kg,均显著高于CK(3.91～8.73 g/kg),主要分布在0.25～0.5 mm粒级,各人工土地利用方式下土壤团聚体有机碳含量均显著增加,且枸杞地有机碳含量增加最显著。[结论]该区域土地开垦后种植枸杞的耕作模式更有...     

喀斯特石漠化区不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为探究喀斯特土壤有机碳分布特征及其对人为干扰的响应,挖掘了2 854个土壤剖面,采集了22 786个土壤样品,分析了贵州省不同土地利用方式下土壤有机碳分布规律;并结合贵州省石漠化防治规划,初步估算了石漠化防治工程的土壤碳增汇贡献。结果表明:贵州省土壤有机碳呈现含量高、密度小的特征。表层土壤(0-20cm)有机碳平均含量25.07g/kg,平均密度仅为4.27kg/m~2。不同用地类型土壤表层有机碳含量大小为灌木林地乔灌木林地灌草地乔木林地弃耕地与荒地草地水田园地旱地与坡耕地;表层碳密度大小为水田灌木林地乔木林地乔灌木林地弃耕地与荒地灌草地旱地与坡耕地草地园地。0-60cm土层土壤有机碳含量对人为干扰较为敏感,60-100cm土层土壤有机碳含量差异较小。实施退耕还林,人工种草及人工造林等石漠化防治工程会明显促进土壤有机碳的积累,到2050年,贵州省0-10,0-20,0-30,0-100cm土层土壤有机碳将增加1.99×10~(13),3.37×10~(13),4.45×10~(13),6.29×10~(13) g。可见,喀斯特地区土壤有机碳具有含量高、密度低的显著特征,石漠化治理能有效增加喀斯特地区土壤碳汇。     

土壤对城市雨水径流中污染物的削减作用

[目的]分析城市雨水径流在土壤中的净化情况及径流污染物对土壤环境造成的影响。[方法]在充分了解陕西省西安市某地土壤特性和当地雨水径流水质的基础上,模拟城市土壤表层系统和雨水径流装置,研究雨水径流中的污染物在下渗过程中土壤表层对它们的削减作用及土壤基本理化性质的变化。[结果]在土壤层厚度为20cm,雨水渗透量为6 000ml,径流时间3h的条件下,裸土和绿地表层土壤对模拟雨水中各污染物的去除率均达到40%以上;土壤的密度及pH值基本未发生变化,氮的含量由原土的54.95mg/kg分别增加到65.10(绿地)和68.60mg/kg(裸土),有效磷的含量由原土的59.23mg/kg变化到82.39mg/kg(裸土)和39.93mg/kg(绿地),有机质的含量由原土的18.32mg/kg变化到19.28mg/kg(裸土)和14.04mg/kg(绿地)。[结论]绿地对雨水径流处理效果较好。在渗流过程中,土壤对氨氮的截留效果较为明显,短时间内土壤基本物理性质变化不大。     

徐州市城区绿地土壤碳储量格局及养分特征

土壤碳储量及其分布格局,对于探讨城区绿地植被与土壤的关系,促进生态化城市建设和保证城市可持续发展意义重大。将城市宏观大尺度和土壤样地小尺度数据加以整合,对徐州市城区绿地土壤碳储量和格局及土壤养分特征进行了分析。结果表明:（1）城区绿地土壤pH值普遍呈碱性或弱碱性（pH值7.8～8.3）,土壤有机质含量平均水平较低;（2）在相同土壤深度下,年代越久的城区绿地土壤碱性越弱,其与土壤有机碳含量之间存在明显负相关;（3）土壤碳密度和碳储量在0—60 cm土层等间隔的含量随着土壤深度的增加呈现出梯度递减的趋势变化;（4）土壤有机碳的含量随着土壤深度的增加也呈现出逐渐递减的趋势变化。     

小兴安岭森林沼泽湿地土地利用变化对土壤活性碳组分的影响

[目的]以小兴安岭森林沼泽为研究对象,研究湿地经过人类活动开垦为农田,和排水造林,以及弃耕地的土壤活性碳组分,为深入了解土壤活性碳组分动态变化及其可能影响全球变暖的机制研究提供科学依据。[方法]选择小兴安岭森林沼泽湿地4种土地利用方式(天然沼泽、排水湿地、弃耕地、农田)为研究对象,在野外调查和室内分析的基础上,对比分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物碳(MBC)、易氧化碳(EOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)的含量变化和比例关系,并用相关分析法分析土壤有机碳各活性组分之间的关系。[结果]不同土地利用方式土壤有机碳含量随土层深度增加而降低,总体上,在土壤剖面上,天然沼泽的SOC含量大于其他土地利用方式,其他3种土地利用方式之间差异不显著(p0.05)。不同土地利用方式下土壤活性碳组分(DOC,MBC,EOC,POC,LFOC)含量在垂直分布上均呈现出随土壤深度的增加而降低的趋势,土壤活性碳组分含量顺序总体上呈:天然沼泽排水湿地弃耕地农田。4种土地利用类型土壤DOC占SOC的比例,在垂直剖面上,无明显规律变化。土壤SOC含量与DOC,MBC,EOC,POC,LFOC之间的相关性均达到显著水平(p0.05)。土壤DOC和MBC之间呈显著性正相关(p0.05),LFOC和POC之间呈极显著性正相关(p0.05),EOC与其他活性碳组分相关性均不显著(p0.05)。[结论]土地利用变化会对小兴安岭森林沼泽土壤活性碳组分产生影响,应该合理开发小兴安岭森林沼泽湿地。     

黄土丘陵区不同恢复年限对天然草地土壤碳库动态的影响

[目的]揭示不同恢复年限的天然草地土壤碳库动态变化及其剖面分布特征,全面认识和理解天然草地恢复下土壤有机库、无机碳库的动态特征。[方法]采用野外调查与室内试验分析相结合的方法,以农田为对照,对黄土丘陵区不同恢复年限(11,16,22和35a)的天然草地土壤有机碳(SOC)、无机碳(SIC)、总碳(STC)的动态变化及其剖面分布特征进行了探讨。[结果](1)天然草地恢复过程中表层(0—10cm)SOC含量随植被恢复年限显著增加,下层(10—100cm)SOC含量随植被恢复年限变化不明显;0—100cm土层SOC储量呈先减少后增加趋势,但仍未达到农田SOC储量的水平。(2)天然草地0—20cm土层SIC含量呈相对脱钙现象,0—100cm土层SIC库储量约为SOC库储量的2.7~4.5倍。土壤无机碳库随植被恢复年限的增加无明显变化,但SIC的剖面分布深度发生改变。(3)土壤总碳库随恢复年限增加无明显变化,0—100cm土层SIC储量在STC库中所占比例约为75.6%~86.0%。[结论]短时间内天然草地的土壤碳汇效应并不明显,碳库增汇效应需要长期的过程。     

绿肥和凹凸棒添加对黄河故道潮土土壤结构和碳氮含量的影响

[目的]探究绿肥秸秆和凹凸棒添加对黄河故道潮土壤结构和碳氮含量的影响,为科学评价凹凸棒对农田土壤健康的可持续发展和绿肥秸秆的资源化利用提供理论参考。[方法]设置6个处理:对照(CK)、蚕豆秸秆10 g/kg(B)、黑麦草秸秆10 g/kg(R)、凹凸棒土16 g/kg(A)、凹凸棒配施蚕豆秸秆(AB)、凹凸棒配施黑麦草秸秆(AR),采用SPSS统计、Origin整合进行数据分析。[结果]经过120 d室内培养发现:添加绿肥秸秆和凹凸棒均能改善土壤结构、增加碳氮含量,其中A,AB处理主要增加大团聚体(0.25 mm)含量,而AR处理主要增加微团聚体(0.053～0.25 mm)含量,与CK相比,A,AB,AR处理降低土壤三相结构距离50.8%～55.6%,增加了土壤持水量16.0%～19.2%。单施绿肥秸秆和单施凹凸棒对土壤有机碳、全氮的增量为0.38～1.99 g/kg和0.12～0.49 g/kg,二者配施对土壤有机碳、全氮和微生物量氮的增量比单施绿肥分别高0.86～3.23 g/kg,0.29～0.44 g/kg和0.3～21.6 mg/kg,且蚕豆配施效果优于黑麦草配施。[结论]配施可以结合秸秆易分解、养分丰富和凹凸棒土较大比表面积的优势,在改良土壤结构,缓解养分释放,增强土壤固存养分能力等方面具有较大优势,其中蚕豆秸秆10 g/kg配施凹凸棒16 g/kg对改良黄河故道土壤砂性结构,提高土壤碳氮含量效果最佳。     

城市化对珠江三角洲存留常绿阔叶林土壤有机碳组分及其碳库管理指数的影响

通过对珠江三角洲城区(植物园、白云山、帽峰山)和郊区(鹤山、从化石门、鼎湖山)存留的6个常绿阔叶林进行调查,分析城市化对存留森林土壤有机碳组分和碳库管理指数的影响。在选择的样地按0—10,10—20cm分层采集土壤样品,并测定土壤总有机碳(TOC)、易氧化有机碳(ROC)和不易氧化有机碳(NROC)。结果表明:(1)城区森林土壤的TOC、ROC和NROC含量显著低于郊区(P0.05)。(2)在0—10cm层次,城区森林土壤碳库的活度和活度指数显著高于郊区(P0.05);在10—20cm,城区森林土壤碳库的活度和活度指数也高于郊区,但差异不显著。(3)在0—10,10—20cm,郊区森林土壤的碳库指数和碳库管理指数显著高于城市森林(P0.05)。城市化导致存留常绿阔叶林土壤有机碳活性增加,但不利于土壤总有机碳积累。