下拉秀剖面有机碳赋存特征

以位于青藏高原三江源地区的下拉秀剖面为对象,按剖面自然分异的颜色层次分层采集样品,研究了三江源腹地沉积土壤的有机碳。结果表明:各层位有机碳含量差异显著(P<0.05),现代生草层总有机碳(TOC)、易氧化碳(LOC)、胡敏素(HM)碳含量最高。全剖面可见LOC和水溶性物质(WSS)存在,WSS和45cm以下的LOC的相对含量随剖面深度的增加总体呈上升趋势。富里酸(FA)和HM含量在各层位间差异显著(P<0.05),胡敏酸(HA)在个别层位存在绝对含量差异不显著(P>0.05)的现象。HA/FA在0.14～2.72范围内变化,总体表现为剖面上半部分大于1,下半部分小于1,最大值未出现在现代生草层。FA的E4/E6变化幅度大,HA的E4/E6波动小。综合表现为剖面有机物质腐殖化程度各层异质各向的特征,现代生草层的腐殖质化程度所代表的年代在剖面各层位当中既不是最高的时期亦不是最低的时期。     

青海省木里江仓煤矿区高寒湿地腐殖质层的形成过程

[目的]对青海省木里江仓煤矿区高寒湿地腐殖质层形成过程进行分析,为当地矿区与渣山的植被恢复提供科学依据。[方法]应用沉积学、光释光(OSL)年代学以及土壤营养学对江仓和木里地区高寒湿地表层土壤剖面进行了较为全面的研究。[结果]①江仓剖面由冲积扇砾石层、黄土层、泥炭层和腐殖质层组成,腐殖质层形成年代为1.7±0.1 ka,木里高寒湿地剖面由基岩风化层和腐殖质层组成,腐殖质层形成年代为2.0±0.2 ka。②江仓和木里两剖面的腐殖质层中有机碳、全氮、碱解氮、全磷等含量较高。[结论]该地区高寒湿地腐殖质层的形成时间至少是2 000 a,形成过程十分缓慢,草原植被生长依赖于含量较高的土壤有机质。后续的渣山植被恢复工作需要因地制宜,通过提高土壤厚度、肥力等方法来缩短土壤形成的时间。     

大围山不同海拔森林土壤有机碳垂直分布特征

为研究亚热带地区典型森林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征,于2013年10月在大围山国家森林公园选择4个不同海拔的采样点,采集0-100cm剖面土样,分析土壤有机碳和土壤腐殖酸、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量,研究其垂直分布特征和影响因素。结果表明,(1)土壤有机碳含量与海拔高度密切相关。高海拔剖面土壤有机碳明显高于低海拔剖面,4个采样点剖面有机碳平均含量表现为(18.84±14.42)g/kg(海拔1 465m)(13.94±6.05)g/kg(海拔1 402m)(11.95±9.20)g/kg(海拔1 002m)(11.05±7.97)g/kg(海拔800m)。(2)土壤有机碳、腐殖酸含量随着土壤剖面深度的增加而递减,而腐殖酸占有机碳的比例会有所增加,胡敏酸和富里酸比值(HA/FA)随着土壤剖面深度的增加呈降低的趋势。(3)土壤有机碳含量与土壤容重、全氮、全磷均存在极显著相关关系(P0.01),与毛管孔隙度和土壤中粉粒含量存在显著正相关关系(P0.05),腐殖酸与土壤pH值存在显著的负相关(P0.05)。总之,大围山森林土壤有机碳沿海拔梯度变化趋势明显,土壤有机碳含量随海拔升高而增加,随土壤剖面深度增加而显著降低;土壤腐殖酸含量随土壤剖面深度的增加而显著降低,占有机碳比例却表现出一定的增长趋势,但其与海拔高度并没有显著关系。     

有机物料对不同作物根系土壤腐殖质组成和结构的影响

为探讨施用有机物料后不同作物根系土壤腐殖质各组分含量和胡敏酸元素组成的变化情况,以吉林农业大学试验田培肥2a的黑土为研究对象,试验选取3种作物(玉米、大豆、白菜),每种作物设4种施肥处理,包括化肥(CK)、玉米秸秆配施化肥、树叶配施化肥和鸡粪配施化肥。采用腐殖质修改法提取水溶性物质(WSS)、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)、胡敏素(HM),利用重铬酸钾外加热法测定腐殖质各组分有机碳含量,采用分光光度计法测定HA和FA的光学性质,通过光密度E_4/E_6值和元素组成分析HA的结构变化。结果表明:土壤总有机碳(TOC)和腐殖质各组分有机碳含量均表现为白菜玉米大豆。相比CK,配施有机物料后作物根系土壤TOC、WSS、HA含量分别显著增加5%~8%,34%~55%,8%~20%,FA含量变化不明显。相比树叶和鸡粪,秸秆可显著提高TOC含量;WSS在各物料之间差异不明显;HM含量表现为秸秆树叶鸡粪CK。有机物料对PQ值的影响因作物而异,秸秆和鸡粪对玉米、大豆根系土壤PQ值(HA占腐殖酸的比率)的影响相似,而鸡粪对白菜根系土壤PQ值的影响显著高于玉米秸秆。施用有机物料后HA的E_4/E_6未发生明显改变,FA的E_4/E_6显著提高。有机物料使根系土壤HA缩合度升高,分子结构更加复杂,且有利于HA含氮基团的形成,以秸秆处理作用最好。由此可见,有机物料具有良好的培肥效果,其中鸡粪对白菜根系土壤培肥效果最显著,秸秆与鸡粪对玉米、大豆根系土壤培肥效果相似,均显著高于化肥。     

不同恢复阶段人工沙棘林土壤腐殖质组成及性质

以陇东黄土高原沟壑区人工沙棘林根际土壤为研究对象,研究了不同恢复阶段近熟期沙棘林土壤的腐殖质组成、结合形态及胡敏酸的光学性质。结果表明,不同恢复年限人工沙棘林下土壤腐殖质各组分有机碳含量为:胡敏素(HM)胡敏酸(HA)富里酸(FA);PQ值(可提取腐殖质中HA的比例)表现为:CK7a10a15a,且不同恢复年限各层土壤的PQ均大于52%;E4/E6和ΔlgK(色调系数)的值:15a10aCK7a;RF值(相对色度)与E4/E6和ΔlgK的变化趋势相同,即15a10a7aCK。恢复15a后,各层土壤有机碳的腐殖化程度比10,7a和CK显著降低,说明随着恢复年限的增加,土壤的腐殖化程度趋向简单,土壤胡敏酸的氧化稳定性下降,且不利于土壤的肥力发展。因此,在利用人工沙棘林进行水土保持和恢复提高土壤综合肥力超过15a时,应及时更新。     

三江平原典型环型湿地土壤有机碳剖面分布及碳贮量

选取岛状林(棕壤型草甸白浆土)、小叶章草甸(潜育白浆土)和毛果苔草沼泽湿地(腐殖质沼泽土)研究了三江平原典型环型湿地土壤剖面有机碳分布特征与积累现状。结果表明,从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳含量和有机碳储量变化明显。小叶章草甸剖面土壤有机碳含量高于岛状林,但两者差异不大;毛果苔草沼泽湿地明显高于岛状林和小叶章草甸,最大值(为284.1 g kg-1)出现在10~20 cm,20 cm以下明显下降。从环型沼泽湿地边缘向中心,土壤剖面有机碳储量明显增加。1m深度内有机碳储量分别为1.04、1.48和4.22×104t km-2。     

湿地退化条件下土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化特征

为了研究湿地退化过程中土壤碳氮磷储量与生态化学计量变化,明确碳氮"汇"功能的变化和土壤碳、氮、磷的平衡关系,采用实地采样调查、室内分析与数理统计法,研究了若尔盖自然湿地保护区内未退化湿地沼泽(MA)、沼泽化草甸(MM)、草甸(ME)3种不同退化程度湿地的典型样地在碳氮磷含量、储量以及生态化学计量的变化特征。结果表明,草甸化沼泽土与草甸土全剖面总有机碳、全氮含量较沼泽土分别降低了29.55%,6.52%和67.53%,40.04%,碳氮储量分别降低了67.49%,60.10%和85.14%,54.47%;3种土壤全磷剖面含量大小顺序为MMMEMA,其储量高低顺序是MEMAMM。随着土层深度的增加,沼泽土的总有机碳、全氮含量明显升高,全磷含量与草甸化沼泽土、草甸土的总有机碳、全氮、全磷含量均呈现降低趋势;3种土壤碳氮磷储量40—100cm土层高于0—40cm土层。沼泽土、草甸化沼泽土、草甸土3种不同类型土壤C/N分别为40.38,31.70,23.26,C/P分别为409.52,247.46,113.07,N/P分别为10.43,7.90,5.02,土壤C/N、C/P、N/P均随湿地退化而减小,较高的C/P与N/P14揭示氮磷元素均是影响植物生长的限制性因素,且受氮素限制高于磷素。因此,若尔盖湿地退化导致土壤碳氮含量与储量降低,碳氮"汇"功能减弱,尤其是碳"汇"。     

“三江并流区”暗棕壤腐殖质特性及其与土壤结构的关系

采用野外调查与室内分析相结合的方法,研究了"三江并流区"5个典型暗棕壤剖面腐殖质特性及其与土壤结构的关系,以期为该区土地资源的保护提供有利依据.结果表明,腐殖质含量与有机碳的分布规律一致,即腐殖质层＞淋溶层＞淀积层＞母质层.腐殖质组成中,以胡敏素(HA)占绝大多数.HA分子复杂程度较高,化学稳定性较强.土壤腐殖化程度与富里酸FA分子复杂程度和化学稳定性一致,随年降雨量的增加而降低,依次为哈巴雪山＞千湖山＞梅里雪山＞云岭＞高黎贡山.1～0.5 mm粒径团聚体含量居多,且粒径含量与腐殖酸含量均随年均温的升高而降低,依次为高黎贡山＞梅里雪山＞千湖山＞哈巴雪山＞云岭.研究结果表明,表层有机碳与1～0.5 mm粒径含量相关,胡敏酸和富里酸与1～0.5,0.5～0.25 mm粒径含量呈显著相关.     

滨海水稻土腐殖质的组成及随种稻时间演变的研究初报

通过研究滨海水稻土腐殖质各成分的组成及性质,结果表明各组分有机碳及氮含量均为表层最高,C/N在结构相对稳定的结合态腐殖质和胡敏酸(HA)中波动较小,而在游离态腐殖质和富里酸(FA)中变化较大。随着种稻时间变长,结合态的腐殖质和胡敏酸有在土壤中积累的趋势,在1 000 a水稻土中腐殖质的芳香化程度最高、结构最复杂。     

子午岭人工油松林不同管理方式对土壤腐殖质性质及结合形态的影响

以黄土丘陵沟壑区的子午岭人工油松林区的土壤为研究对象,综合研究了不同管理措施,不同深度土壤的腐殖质组成、结合形态及胡敏酸的光学特征。结果表明:不同管理方式下土壤腐殖质各组分有机碳含量为胡敏素(HM)富里酸(FA)胡敏酸(HA),其对土壤腐殖质组分和结合形态的影响主要集中在0-40cm土层之间;PQ值天然油松林(N)粗放管理型(E)精细管理型(F),油松林各层土壤的PQ均小于26%;E4/E6和色调系数(ΔlogK)的值为FEN,RF的平均值为NEF。综合研究表明,天然油松林土壤有机碳的腐殖化程度和芳化度较人工油松林显著提高,说明人为干扰不利于土壤腐殖质品质的提高,反而使其腐殖化程度下降,降低土壤胡敏酸的氧化稳定性,不利于森林土壤的肥力发展。     

长期施肥对小麦-玉米作物系统土壤腐殖质组分碳和氮的影响

通过对华北平原小麦–玉米轮作农田生态系统18年田间施肥试验,研究了长期不同施肥处理对耕层（0—20 cm）土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的影响。试验设化肥NPK不同组合（NPK、NP、NK、PK）,全部施用有机肥（OM）,一半有机肥+化肥NPK（1/2OMN）及不施肥（CK）共7个处理。结果表明,各施肥处理均能在不同程度上增加土壤腐殖质（胡敏酸、富里酸和胡敏素）及活性腐殖质（活性胡敏酸和活性富里酸）组分碳和氮含量,提高可浸提腐殖质（胡敏酸和富里酸）及活性腐殖质组分碳和氮分配比例;但施肥对土壤活性腐殖质组分碳和氮含量的增加率均分别高于腐殖质组分碳和氮。各处理土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮含量均为OM处理最高,且有机肥与化肥NPK配施高于单施化肥各处理;而化肥处理中NPK均衡施用效果最好。说明施用有机肥、有机肥与化肥NPK配施及化肥NPK均衡施用是增加土壤腐殖质及活性腐殖质组分碳和氮的关键;活性腐殖质组分碳和氮较腐殖质组分碳和氮对施肥措施的响应更灵敏。     

长期不同施肥对黑土团聚体及有机碳组分的影响

本文研究了32年不同施肥对黑土团聚体组成、土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)、腐殖酸、微生物量碳(microbialbiomass carbon,MBC)及颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)的影响。结果表明:化肥区与CK团聚体以10~50μm粒级为主,有机肥化肥混施与休闲以50~250μm粒级为主,表明有机肥化肥混施促进大团聚体的生成,有利于良好土壤结构的形成。在不同施肥条件下,"特征微团聚体比例"也存在差异,表明有机肥化肥混施使黑土保供水肥性能提高。化肥,尤其N肥单施使MBC、POC含量降低。有机肥化肥混施区SOC、MBC、POC含量显著高于其他处理区。与化肥单施相比,有机肥化肥混施明显提高了黑土腐殖酸、HA、FA、HS含量,也提高了腐殖质活性。不同类型化肥处理HA/FA差异较大,N肥的施加降低了腐殖酸含量,却能提高腐殖质活性。     

Composition and Structural Features of Calcium—Bound and Iron—and Aluminium—Bound Humus in Soils

Calcium-bound and iron-and aluminium-bound humus extracted from different soils collected from north to south of China were characterized by chemical and spectroscopic methods.Meaningful differences in the composition and structure between them were revealed by ^13 C NMR,visible spectroscopy and elemental analysis.Results showed that the contents of carbon,hydrogen and nitrogen were higher in iron-and aluminium-bound humus than in calcium-bound humus while oxygen content in calcium-bound humus was shown to be higher .The calcium-bound humus had higher C/N and O/C ratios than iron-and aluminiumbound humus.The calcium-bound humic acid(HA1) showed higher E4/E6 ratios than iron-and aluminumboud,humic acid(HA2)while iron-and aluminum-bound fulvic acid(FA2) showed higher E4/E6 ratios than calcium-bound fulvic acid(FA1).An inverse relationship between E4/E6 ratios and aromaticity as determined by 13C NMR spectra was observerd for HA and FA from black soil.The 13C NMR spectroscopy revealed that HA2 was more aromatic than HA1.On the other ,FA1 exhibited a higher aromaticity than FA2.     

不同植被类型紫色土腐殖质的剖面分布特征

[目的]研究龙川江流域6种不同植被类型对紫色土腐殖质(胡敏酸、富里酸、胡敏素)和土壤养分(总磷、速效磷、总氮、碱解氮)剖面分布特征的影响,为该地区保持土壤肥力提供科学依据。[方法]采用锯齿形布点法,采集紫色土表层至30 cm深度的3个土层紫色土样品,用3次4分法分离多余样品,并测定相应指标。[结果]总磷、速效磷、总氮、碱解氮的含量和腐殖质、胡敏素、胡敏酸、富里酸碳量随土壤深度的增加而减小,枯枝落叶层显著高于其他层(地下0—10,10—20,20—30 cm),不同植被类型土壤无显著差异。果园土壤腐殖质及其组成显著高于桉树林覆盖土壤,表现为果园落叶阔叶林暖温性针叶林针阔混交林灌丛桉树林。土壤腐殖质各组分之间均存在极显著正相关关系,腐殖质组成与土壤有机质、总磷、速效磷、总氮、碱解氮均存在显著正相关关系。[结论]果园和落叶阔叶林下土壤腐殖质及其组分显著高于其他植被类型土壤,腐殖质组分含量与土壤理化性质之间呈极显著正相关。     

土壤腐殖质分组研究

采用Pallo法对两种耕地土壤腐殖质进行分组,初步研究了各组分的数量和结构特征。结果表明:焦磷酸钠提取的胡敏酸(HAp)是胡敏酸(HA)的主要组分;游离富里酸(FAf)是富里酸(FA)的主要组分;胡敏素(HM)的主要组分为非溶解性胡敏素(ISHM),而溶解性胡敏素(SHM)含量较低。通常随土层深度增加,HA、HM各组分的绝对数量和相对数量都下降;FA各组分的绝对数量也下降,而相对数量增加;HA/FA比值下降。一般来看,焦磷酸钠提取的富里酸(FAp)、氢氧化钠提取的富里酸(FAs)比相应的HAp、氢氧化钠提取的胡敏酸(HAs)的分子结构简单,铁结合胡敏素(HMi)比粘粒结合胡敏素(HMc)的分子结构简单;随土层深度增加,HAp、HAs的分子结构变简单,而HMi、HMc的分子结构变复杂。     

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.     

三江平原土壤有机碳含量及其密度的空间变异特征分析

  目的  三江平原是我国重要的粮食产地,探究三江平原土壤有机碳(SOC)含量及其密度的空间分布特征及影响因素,为该区域土壤有机碳库的维持和提升提供重要依据。  方法  在三江平原地区8 km × 8 km网格法布设采样点,共采集表层（0 ~ 20 cm）土壤样品324份,开展土壤有机碳含量及其密度空间分布特征和影响因素分析。  结果  表层土壤有机碳含量平均值为30.90 ± 25.42 g kg?1、表层有机碳密度平均值为69.05 ± 48.62 t hm?2,其空间上呈“东南低－西北高”分布特征。黑土与水稻土之间土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01),与暗棕壤之间土壤有机碳含量存在显著性差异(P < 0.05);耕地－水田土壤有机碳含量最低,为27.21 g kg?1,林草地有机碳含量最高,为44.83 g kg?1,耕地与林草地之间土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01);种植水稻的土壤有机碳含量最低,为27.31 g kg?1,种植混合林的土壤有机碳含量最高为44.83 g kg?1,种植混合林与种植玉米、水稻、豆类之间的土壤有机碳含量存在极显著差异（P < 0.01)。  结论  总体看来,土地利用类型、土壤类型和作物类型三种因素对三江平原地区土壤有机碳含量及其密度均有影响,并达到显著水平。     

长期秸秆还田对白浆土有机碳含量及腐殖质组成的影响

对白浆土秸秆还田(20、24、32年)后土壤有机碳含量及腐殖质组分进行测定,结果表明:与对照(CK)相比,秸秆还田后耕层(0～20 cm)与20～40 cm白浆土有机碳含量分别增加2.46～3.91、10.75～15.79g/kg。随还田年限增加,耕层与20～40 cm土壤水溶性物质在还田24年达最高值,分别为0.67、0.58 g/kg;而水浮性物质显著增加且在还田24～32年趋于稳定值。耕层土壤腐殖酸与胡敏酸含碳量均呈增加趋势,还田24年时最高,分别为10.04、5.51 g/kg;在20～40 cm土层则先增后减。耕层土壤富里酸含碳量先减后增,20～40 cm土壤富里酸含碳量则显著增加。耕层胡敏素含碳量呈减少趋势,而20～40 cm土壤则呈增加趋势。秸秆还田后白浆土胡富比发生较大变化,耕层土壤胡富比在还田24年时达到峰值1.22;而20～40 cm土层胡富比逐渐减小。     

土壤中钙结合和铁铝结合腐殖质的组成及结构特征

Calcium-bound and iron- and aluminium-bound humus extracted from different soils collected from north to south of China were characterized by chemical and spectroscopic methods. Meaningful differences in the composition and structure between them were revealed by ¹³C NMR, visible spectroscopy and elemental analysis. Results showed that the contents of carbon, hydrogen and nitrogen were higher in iron- and aluminium-bound humus than in calcium-bound humus while oxygen content in calcium-bound humus was shown to be higher. The calcium-bound humus had higher C/N and O/C ratios than iron- and aluminium-bound humus. The calcium-bound humic acid (HA1) showed higher E₄/E₆ ratios than iron- and aluminum-bound humic acid (HA2) while iron- and aluminum-bound fulvic acid (FA2) showed higher E₄/E₆ ratios than calcium-bound fulvic acid (FA1). An inverse relationship between E₄/E₆ ratios and aromaticity as determined by ¹³C NMR spectra was observed for HA and FA from black soil. The ¹³C NMR spectroscopy revealed that HA2 was more aromatic than HA1. On the other hand, FA1 exhibited a higher aromaticity than FA2.     

不同施肥措施对白土腐殖质组成的影响

以白土稻区4年大田定位试验为基础,设置2种翻耕深度(10 cm、20 cm,分别标记为T10、T20)和4种施肥措施(单施化肥、化肥+畜禽粪肥、化肥+秸秆还田、化肥+绿肥,分别标记为F、F+M、F+S、F+G),通过腐殖质组成修改法分别提取表层土壤水溶性物质、胡敏酸、富里酸和胡敏素,研究不同施肥措施对白土腐殖质各组分碳含量的影响。结果表明:单施化肥措施下,翻耕20 cm处理(T20+F)土壤总有机碳和腐殖质各组分碳含量均低于翻耕10 cm处理(T10+F),但差异未达显著水平。在翻耕20 cm的基础上增施有机肥能显著提高土壤总有机碳和腐殖质各组分碳含量,增施畜禽粪(T20+F+M)、秸秆还田(T20+F+S)和增施绿肥(T20+F+G)3处理的土壤总有机碳、胡敏酸、富里酸和水溶性物质碳含量较T20+F处理分别提高14.57%~30.64%、10.36%~30.57%、0.74%~12.31%和14.25%~26.80%。增施有机肥显著提高胡敏素碳含量,T20+F+M、T20+F+S和T20+F+G处理较T20+F处理提高18.87%~35.78%。4年不同翻耕与施肥措施对白土腐殖质性质未产生显著影响。增施有机肥能一定程度上提高土壤PQ值、胡富比、E4/E6值和色调系数。相关性分析表明,胡敏素、胡敏酸、富里酸碳含量与总有机碳含量间均存在显著或极显著正相关,与水溶性物质碳含量间无明显相关性。