梯田不同作物土壤有机碳含量及其影响因素分析

以赤峰市敖汉旗水平梯田土壤为研究对象,选取玉米、谷子、高粱、绿豆4种当地多年主栽作物的表层(0~20 cm)土壤216个样品,通过方差分析方法探究梯田4种作物表层土壤有机碳含量的差异及其影响因素。结果表明,研究区梯田表层土壤有机碳含量平均值为6.34 g/kg,处于中等偏下水平。不同作物土壤有机碳含量由高到低表现为绿豆谷子高粱玉米。在0.01显著性水平下,绿豆地土壤有机碳含量显著高于玉米、高粱、谷子地(P=0.000 6)。玉米、高粱、绿豆地土壤有机碳含量均随坡位的上升而减少,谷子则相反。4种作物土壤有机碳含量大小在两个坡向上都表现为阴坡阳坡。下坡位以及阴坡的土壤有机碳含量比较高。人为因素是通过不同的耕作制度和管护措施来影响梯田土壤有机碳含量的,免耕、秸秆还田、绿豆种植等措施能提高梯田土壤有机碳含量。     

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。     

流沙河流域土地利用与地形因子的关系

[目的]以西双版纳傣族自治州的流沙河流域为例,对该流域土地利用与地形因子的关系进行研究,为流域土地利用规划提供科学依据。[方法]采用分布指数和基于DEM数据提取的高程、坡度、坡向,分析该流域1976—2010年各地类在不同地形因子下的分布变化特征。[结果]有林地在较高海拔,较大坡度,北坡区域占有优势;茶园主要分布在1 200~1 400m海拔的东坡和南坡,坡度对其分布影响较弱;橡胶园主要分布在水热条件较好的600~1 000m海拔,坡度较缓,东坡和南坡区域;建设用地主要分布在中低海拔,坡度较缓,无坡向的平地;轮歇地在1 000~1 600m的东坡和南坡占优,坡度对其分布影响较小;水田主要分布在中低海拔,缓坡,无坡向的平地。[结论]流沙河流域有林地和传统耕地不断被开垦为橡胶园和茶园等经济种植园,橡胶种植有向高海拔、陡坡与北坡发展趋势,使有林地分布进一步破碎化。为维持该流域生态稳定性,应严格控制好经济作物的种植面积,保护好现存的热带森林。     

中亚热带森林土壤有机碳的海拔梯度变化

气候过渡区的山地森林土壤有机碳对气候波动的响应敏感，探讨气候过渡区森林土壤有机碳的海拔格局，是推演区域土壤碳库时空动态的关键内容。在南亚热带向中亚热带的气候过渡区江西九连山国家级自然保护区，根据不同土壤类型的海拔分布格局，沿海拔采集20个土壤剖面，分析土壤有机碳含量和土壤碳密度的海拔分布格局。结果表明：（1）不同土壤类型和深度均对土壤有机碳含量有影响，山地草甸土有机碳含量更高，有39.72 ± 19.14 g·kg-1，土壤有机碳主要集中在0 ~ 40 cm，深度分布表现出“表聚现象”；（2）不同层次土壤有机碳含量对海拔的响应方式不一，上层土壤对海拔梯度变化响应更敏感，上层0 ~ 40 cm土壤有机碳随海拔升高而增加，下层40 ~ 100 cm土壤有机碳含量随海拔升高而降低；（3）土壤碳密度为10.64 ± 0.72 kg·m-2，但不同海拔的土壤碳密度无显著差异。海拔对土壤有机碳含量分布产生影响，但随着土层深度增加，海拔对土壤有机碳含量的影响变小；而海拔对土壤有机碳密度格局无显著影响，并依此估算九连山自然国家级自然保护区森林土壤有机碳储量为1.426 ± 0.096 Pg。     

高寒农田土壤有机碳和全氮密度垂直分布特征及其与海拔的关系

  目的  为探讨高寒地区农田生态系统有机碳和全氮积累状况及差异特征。  方法  在祁连山中段南坡选取样点分层采集土壤样品,进行室内测定其有机碳、全氮含量及其密度垂直分布特征沿海拔的空间分布规律。  结果  研究区0 ~ 50 cm土层土壤有机碳密度在海拔2800 m处达到最大值10.18 kg m?2;全氮密度在海拔3000 m处达到最大值1.86 kg m?2,土壤有机碳密度随海拔的升高呈“U”型曲线变化,全氮密度随海拔的升高呈单峰曲线变化。 0 ~ 50 cm土层剖面上,土壤有机碳密度及全氮密度在海拔 ≤ 3000 m处随土层深度的增加而降低,在海拔3100 m处随土层深度的增加而增加。海拔高度与全氮含量、全氮密度存在显著正相关关系（P < 0.01）;土层深度与有机碳含量存在显著负相关关系,与有机碳密度和全氮密度存在极显著正相关关系（P < 0.01）。  结论  海拔和土层是影响祁连山南坡农田土壤有机碳和全氮分布的关键因子。     

阿尔泰山冷杉林下土壤有机碳矿化特征

[目的]探讨阿尔泰山天然冷杉混交林不同海拔梯度下土壤有机碳矿化特征,为天然冷杉林土壤有机碳的分解转化过程研究提供理论依据。[方法]以新疆布尔津县境内阿尔泰山1 300~1 500,1 500~1 700,1 700~1 900m这3个海拔梯度的冷杉(Abies nephrolepis)混交林下土壤为研究对象,在研究了土壤有机碳含量特征的基础上,进一步利用双指数模型对有机碳矿化特点进行了探讨。[结果](1)3个海拔梯度的土壤有机碳含量均表现出随土层加深而降低的趋势,表层富集现象明显,且该趋势不随海拔梯度的变化而变化;(2)3个海拔梯度的各土层有机碳矿化趋势相似。即矿化初期CO2-C累积量增幅较大,而到了中、后期矿化曲线逐渐趋于平缓,CO2-C累积量增幅减小;(3)双指数方程可以很好地拟合出冷杉林土壤有机碳的矿化趋势;(4)土壤有机碳矿化过程进行到100d时各海拔梯度的各土层活性碳均未被完全分解;(5)矿化碳与土壤有机碳总量和活性碳含量均达到极显著相关水平。[结论]土壤有机碳矿化过程表现出明显随海拔变化的特征。土壤活性碳含量是影响矿化作用的直接因素。     

温带阔叶林土壤有机碳及其颗粒组分空间分布特征

为了解阔叶林土壤有机碳及其组分的空间分布规律,采用线样法调查阔叶林土壤有机碳及其组分在土壤剖面层次、坡位和坡向的空间分布状况。结果表明,温带阔叶林土壤总有机碳量、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳含量存在明显剖面垂直特征,均表现出随剖面深度增加而含量逐渐减少的趋势。总有机碳含量随坡位(海拔)升高而增加,而颗粒有机碳含量随坡位(海拔)升高而降低。土壤粗颗粒组分在剖面结构中以0-5cm层和母质层分布比例较高,剖面中间层次分布较低。海拔升高,有利于母质层细颗粒组分积累。0-5cm表层土壤的粗颗粒比例显著高于细颗粒,二者间的差异随着土壤剖面深度的加深而逐渐减小。东、西坡向对土壤总有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳分布无明显影响。矿物结合态有机碳在剖面层次间的分布受坡向影响。西坡土壤矿物结合态有机碳剖面垂直分异性与颗粒有机碳相似,但东坡矿物结合态有机碳分布无剖面层次递度和海拔递度分异性。     

贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素

为揭示贡嘎南山-拉轨岗日山南坡高寒草原生态系统表层土壤有机碳分布特征及其影响因素。在不同海拔高度取土样测定土壤理化指标,现场调查植物物种数、土壤类型等,研究了该区域0～20cm土壤有机碳分布特征及其影响因素。结果表明:高寒草原生态系统表层(0～20cm)土壤有机碳密度平均为5.1625±1.2786kgm-2,变异系数24.77%。在海拔4424～4804m范围内,随着海拔升高,表层(0～20cm)土壤有机碳密度表现出增加→减少增加→减少的分布特征。相关分析表明,表层土壤有机碳密度与植被盖度、30～40cm地下生物量、10～20cm土壤含水量、海拔高度、坡度、土壤有机质呈正相关关系,而与0～10cm土壤含水量、30～40cm土壤含水量、土壤pH值和土壤速效N呈负相关关系,影响表层土壤有机碳密度最关键的环境因子是30～40cm地下生物量、土壤pH值、土壤有机质和土壤速效N含量。     

区域绿洲农田土壤有机碳分布及其影响因子研究

以干旱区典型绿洲农田区——玛纳斯县中部农田为研究区,以土壤有机碳为研究对象,结合野外土壤调查及实验室分析数据研究了土壤有机碳的垂直分布特征,并分析土壤质地、地形、土地利用、作物类型等不同因子对农田土壤有机碳的影响。结果表明:玛纳斯县中部农田土壤有机碳是自然环境综合因素的结果,土壤有机碳含量随着土壤深度的增加不断减小;不同土壤质地土壤有机碳含量的特征为:粘壤土粉壤土沙壤土;不同地形因子中坡向与农田0~30、30~60 cm层的土壤有机碳含量呈显著正相关,海拔与农田60~100 cm层的土壤有机碳含量呈显著正相关;不同土地利用方式下土壤有机碳含量有较大差异,果园的土壤有机碳含量最高,荒地的土壤有机碳含量最低;不同作物类型土壤有机碳含量特征为:玉米地酒葡萄地棉花地,且差异显著。     

黄土高原东部主要作物需水量空间分布规律

为研究黄土高原东部主要作物需水量,基于P-M(Penman-Monteith)作物需水模型,采用山西省内25个气象站点逐日气象数据,计算黄土高原东部冬小麦(Triticum aestivum L.)、玉米(Zea mays L.)、谷子(Setaria italica)、高粱[Sorghum bicolor(L.)Moench]的作物需水量、灌溉需水量及水分盈亏指数。结果表明:(1) 4类作物的作物需水量为293.39～656.77 mm,谷子年均需水量较冬小麦节约39.99%、较玉米节约30.58%,高粱年均需水量较冬小麦节约14.01%、较玉米节约0.53%;(2)灌溉需水量为0～289.69 mm,作物平均灌溉需水量由多到少依次为冬小麦、玉米、高粱、谷子;(3)主要作物水分盈亏指数为-0.23～0.48,谷子是出现水分唯一盈余的作物,区域南部水分盈亏指数最小,冬小麦区域中部缺水严重,玉米、谷子、高粱在区域北部缺水最为严重。研究主要作物需水量空间分布对于确定作物灌溉用水量,了解水分盈亏程度,合理布局种植结构有重要指导意义。