上海市城市绿地土壤中黑碳分布特征

以上海城市绿地土壤为研究对象,通过对不同土地利用方式下绿地土壤黑碳和有机碳的分布特征进行分析,结果表明:上海市绿地土壤黑碳含量范围为0.29~86.07 g kg-1,最大值出现在钢铁厂,平均值为11.13 g kg-1。土壤中黑碳与有机碳、BC/OC值的相关极显著。土地利用方式不同,绿地土壤的黑碳含量也不一样;研究区内绿地土壤BC/OC的平均值为0.42,其中公园学校土壤黑碳含量和BC/OC值最低。不同土地利用方式对绿地土壤黑碳来源影响不同,钢铁厂、造船厂、机械制造和试剂溶剂厂的土壤黑碳来源为工业排放和石油、煤炭等燃料燃烧;居民办公区和公园学校,土壤黑碳来源为木炭、煤渣的排放,绿化植物枯枝落叶的人为燃烧;交通区土壤黑碳来源比较单一,主要为汽车尾气排放所致。     

典型工业城市土壤黑碳含量、分布特征及来源分析——以黄石市为例

以黄石市3种不同类型土壤(红壤土、潮土、水稻土)为研究对象,采用热光反射法测定土壤中黑碳、焦炭和烟炱含量,研究有机碳、黑碳、焦炭和烟炱的空间分布特征,同时分析黑碳、焦炭、烟炱与有机碳之间的相互关系及黑碳的可能来源。结果表明:黄石市表层土壤中黑碳含量的变化范围为0.01~5.79 g/kg,平均值为1.06 g/kg。其中水稻土黑碳含量最高,潮土次之,红壤最低。黑碳在有机碳中所占比例的变化范围为0.53%~89.54%,平均值为25.29%,说明黑碳对土壤有机碳库有较大的贡献。不同土壤类型黑碳/总有机碳(BC/TOC)比值存在较大的差异,红壤BC/TOC平均值最大(36.70%),其次为水稻土(25.25%),潮土最低(18.25%),这可能与土壤质地有关。黑碳、焦炭与烟炱含量和BC/TOC比值的空间变异性与区域的产业结构及工业布局有关。黑碳、焦炭与烟炱含量之间呈显著正相关,说明它们可能有共同的来源。焦炭/烟炱比值(char/soot)分析结果表明土壤中的黑碳受人为源的影响很大,主要来源于化石燃料燃烧(工业燃煤及机动车尾气排放)。     

灌溉方式对蔬菜栽培设施土壤黑碳的影响

采集连续13年定位灌溉试验的蔬菜栽培设施0~20 cm和20~40 cm两层土壤样品,测定总有机碳、黑碳和腐殖酸含量,探讨沟灌、滴灌和渗灌处理对土壤黑碳含量的影响及黑碳与其他形态土壤有机碳的关系。结果表明,各种有机碳组分含量均以0~20 cm土层最高;3种灌溉处理间0~20 cm和20~40 cm土层总有机碳、黑碳含量差异明显,总体上呈滴灌最高、渗灌次之、沟灌最少分布趋势;腐殖酸含量则为沟灌滴灌渗灌。在0~20 cm土层,总有机碳、黑碳、腐殖酸含量变化范围分别为21.15~25.53、5.30~7.59和3.64~5.75 g/kg;在20~40 cm土层,三者含量范围分别为11.62~17.55、3.39~5.40和3.54~3.83 g/kg。0~40 cm土层黑碳、腐殖酸占总有机碳的比例分别在22.81%~30.85%和16.60%~33.03%之间。土壤中黑碳与总有机碳之间具有极显著的相关性,而与腐殖酸不具有相关性。     

城市与郊区森林土壤微生物群落特征差异研究

森林是具有重要服务功能的生态系统之一,在城区和郊区都普遍存在,但对于森林土壤微生物群落特征的城郊差异研究却很少。本研究在北京城市与郊区选择三种相同树种(油松Pinus tabulaeformis、侧柏Platycladus orientalis和毛白杨Populus tomentosa)的森林,主要研究比较了土壤微生物量碳、微生物群落结构和功能多样性的城郊差异。结果表明,郊区森林的土壤微生物量碳含量显著高于城区(郊区微生物量碳为367.29 mg kg-1,城区为294.23 mg kg-1)。同一树种下郊区微生物活性高于城区,差异未达到显著。微生物多样性和均匀度城郊差异不明显;但树种间存在一定的差异,城区毛白杨林下土壤微生物群落的均匀度显著低于柏树与油松,多样性指数显著低于柏树。结果表明城市化过程对城市土壤微生物量以及微生物群落的结构和功能有一定影响,且不同树种对于这种影响存在差异。随着城市化加快,城乡梯度上土壤微生物量碳的城乡差异明显,而土壤微生物群落结构、功能的差异有减小的趋势。     

红壤坡耕地侵蚀过程中土壤有机碳的选择性迁移

土壤侵蚀对土壤有机碳的稳定性、碳素平衡及全球碳循环的影响已引起了人们的广泛关注,但对不同类型有机碳在侵蚀过程中的流失、迁移及消长行为与过程的差异还知之甚少.为此,本文在我国亚热带地区选择了一由泥页岩低丘形成的坡耕地,采用1.44 m2微径流小区与集水小区观察试验相结合的方法,采样分析了土壤、微径流小区土壤剥离物和集水小区排水口沉积物中有机总碳、黑碳、颗粒态有机碳和腐殖质碳,比较研究了各形态有机碳迁移行为的差异性.结果表明,微径流小区收集的土壤剥离物中有机总碳含量高于土壤,前者与后者有机总碳的比值(富集系数)在1.63～2.53之间.说明富含有机碳的土壤物质被优先剥离.集水小区收集的沉积物与土壤有机总碳的比值(富集系数)为1.30～2.33,低于土壤剥离物与土壤有机总碳的比值,说明在径流运移过程中侵蚀物质中的部分有机碳发生了损失,微径流小区试验收集的土壤剥离物中黑碳的富集系数为1.46～2.32.而集水区收集的沉积物中黑碳的富集系数为1.91～2.74.高于径流小区试验,说明黑碳在整个侵蚀迁移过程中发生了连续富集,这可能与黑碳比重较轻、对微生物降解抗性较强、容易发生悬迁有关.     

上海城郊低吸力段土壤持水供水特性的研究

选择上海城郊地带,对不同农业用地类型和不同城市功能区土壤持水供水特征及其影响因素进行了分析,结果表明,由于土壤粉粒和沙粒含量较高,土壤持水供水能力弱。不同农业利用方式下土壤持水能力差异较小,土壤持水特征的变化主要集中在低吸力段(0～30 kPa),反映了土壤通气状况的改变。与农业土壤相比,受人为干扰强烈的城市不同功能区土壤持水能力差异明显。低吸力段土壤总孔隙度、毛管孔隙度、有机质含量与各吸力段土壤含水量之间存在显著相关关系,影响土壤持水性的主要因素是容重、土壤孔隙组成和有机质含量。土壤压实和有机质含量增加是影响城市土壤水分性质的重要因素。幂函数模型能较好地模拟土壤含水量与土壤吸力之间的关系。     

黑碳添加对土壤活性有机碳和原有机碳的影响

通过室内培养实验,向土壤(甘蔗土)中分别添加不同用量的黑碳(BC,350℃热解水稻秸秆),添加量分别为0(BC0)、1％(BC1)、2％(BC2)、3％(BC3)、4％(BC4)和5％(BC5),研究黑碳添加量对土壤活性有机碳和原有机碳的影响.结果表明,在25℃培养条件下,土壤易矿化碳(Cm)随黑碳添加量的增加而增加;土壤微生物生物量碳含量亦随添加量的增加呈增加趋势(BC3处理除外).土壤可溶性有机碳含量在BC1、BC2和BC3处理之间的差异不显著,并显著低于对照土壤(BC0);应用δ13C自然丰度方法研究发现,BC1处理抑制了土壤原有机碳分解,而BC2、BC3、BC4和BC5处理促进了土壤原有机碳的分解,但统计上未达显著水平.     

聊城市城区不同功能区土壤黑碳含量与来源分析

为了解聊城市在城市化过程中人类活动对城市土壤碳库的影响,将聊城市城区划分为中心商务区、旅游区、居民文教区和工业区四个功能区,共采集了39个表层土壤样品,分析了土壤有机碳(OC)和黑碳(BC)的含量、分布特征及其相关关系,并对BC的可能来源进行了初步解析。结果表明:聊城市城区表层土壤OC含量范围为11.41～51.00 g kg-1,平均值为23.76 g kg-1,BC范围为0.60～28.88 g kg-1,平均值为8.70 g kg-1;各功能区OC和BC含量的平均值均表现为:中心商务区居民文教区工业区旅游区,中心商务区OC和BC含量显著高于其他功能区(P 0.05)。城区表层土壤的BC/OC在0.04～0.77之间,平均值为0.31,表明BC来源于生物质燃烧和化石燃料燃烧的共同作用;其中,中心商务区以化石燃料的不完全燃烧为主,而旅游区则以枯枝落叶腐烂及生物质燃烧为主。OC、BC含量和BC/OC两两之间均具有极显著正相关关系(P 0.01),表明黑碳在聊城市城区土壤有机碳的累积过程中发挥着重要作用。     

西安市城区表层土壤碳储量与分布特征

[目的]研究城市的土壤碳储量与分布特征,为进一步认识城市碳固定和碳循环提供科学依据。[方法]采集西安市绕城高速内不同土地利用/功能区表层土壤样品230个(0—20cm),利用Vario ELⅢ元素分析仪进行有机碳分析。[结果]西安市城区表层土壤有机碳在0.88~27.18g/kg之间,均值为5.59g/kg;碳密度0.22~7.11kg/m2,均值为1.41kg/m2;在西安市城区表层土壤总储碳量为6.32×105 t,平均每1km2的土壤碳储量为1.37×103 t。风景休闲区和交通区是城区土壤有机碳含量较高的区域,而工业区有机碳含量较低。在空间上,以中心城区形成一个南北带状分布的有机碳高值区。[结论]西安市城区的这种有机碳分布模式,与城市化前的土壤利用、城市绿地管理,食物与燃料的残余物、各种废水等大量生活垃圾进入土壤有关。交通道路的有机碳含量也受到汽车尾气排放的黑炭沉降影响。整体上,西安市城区有机碳显著低于国内其它城市的有机碳含量。     

南充市城市绿地表层土壤有机碳、氮密度分布特征

快速城市化背景下研究城市土壤碳、氮密度的分布特征及其影响因素,有助于进一步了解城市土壤碳、氮循环与人类活动之间的关系。以南充市城市表层土壤为研究对象,多视角分析城市土壤碳、氮密度的分布特征。结果表明:南充市城区城市表层土壤有机碳密度介于3.78～110.49 t·hm-2之间,氮密度介于1.19～6.54 t·hm-2之间,碳、氮密度均随土壤深度的增加而减小;不同植被类型下土壤有机碳密度差异极显著,表现为:落叶林>常绿林>灌木>草本,而植被类型对土壤氮密度无显著影响;公园绿地、道路绿地、防护绿地、附属绿地、街头绿地5种类型绿地土壤有机碳密度差异显著,其均值依次减小,而不同绿地类型间土壤氮密度差异不显著;工业、商业、文教、居住4种城市功能区绿地土壤有机碳密度差异未达到显著水平,而土壤氮密度差异极显著,排序依次为:文教区>商业区>工业区>居住区;绿地利用年限越久,土壤有机碳密度越大,而土壤氮密度先增加后轻微降低。城市土壤碳、氮密度的空间分异是自然与人为双重因素作用的结果,人为干扰因素是造成不同植被类型、绿地类型、功能区和利用年限下土壤碳、氮密度变化的主要原因。     

可溶性有机碳的含量动态及其与土壤有机碳矿化的关系

采用我国东部地区的黑土、潮土、黄泥土和红壤水稻土,通过室内分析和培育试验,研究了不同水分条件下可溶性有机碳含量及土壤有机碳矿化量的动态变化,分析了淹水导致可溶性有机碳含量的变化程度及其对土壤有机碳矿化量的可能影响.结果表明,可溶性有机碳含量与水土比呈直线相关关系,累计提取量随浸提时间增加,单次提取量随提取次数降低.在8周的培养期内,淹水处理的可溶性有机碳含量均显著高于好气处理,黄泥土一号高46%～117%(p＜0.05),黄泥土二号高112%～285%(p＜0.001),潴育黄泥田高21%～73%(p＜0.05).在培养的前3周(黄泥土一号)或前4周(黄泥土二号),不同水分处理的日均土壤有机碳矿化量有极显著差异(p＜0.01),其后,差异不显著;但在整个培养过程中,淹水处理的累计土壤有机碳矿化量均极显著高于好气处理(p＜0.01).培养过程中,土壤有机碳的矿化速率动态与可溶性有机碳含量的变化趋势相一致,特别是黄泥土二号,可溶性有机碳含量与土壤有机碳日均矿化量达到极显著的相关关系(好气相关系数0.942,淹水相关系数0.975).结果还表明,两种黄泥土有机碳矿化量(包括日均矿化量和累计矿化量)的差异并不与全土有机碳含量相关,而主要是其可溶性有机碳含量明显不同所致.因此,对于原土可溶性有机碳含量较高的土壤,淹水显著提高可溶性有机碳量是导致其土壤有机碳矿化量高于好气处理的主要原因.     

土壤有机碳密度及储量的统计研究

阐明了土壤有机碳密度及储量统计的重要意义 ,介绍了国内外有关土壤有机碳储量研究的最新进展 ,探讨了一种较为精确的土壤有机碳密度计算方法并列举了计算实例 ,为全面而细致地统计我国土壤有机碳储量提供了一条可能途径     

中国土壤有机碳密度和储量的估算与空间分布分析

基于 1∶40 0万的《中华人民共和国土壤图》和第二次土壤普查数据 ,运用地理信息系统技术 ,对中国土壤有机碳密度及储量做出估算 ,并且分析了土壤有机碳密度的空间分布差异。结果表明 :10 0cm深度的土壤有机碳密度介于 1 19kgm- 2 到 176 46kgm- 2 之间 ,2 0cm深度的土壤有机碳密度介于 0 2 7kgm- 2 到53 46kgm- 2 之间 ;10 0cm和 2 0cm深度的土壤有机碳储量分别为 84 4Pg (1Pg =10 15 g)和 2 7 4Pg ;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性 ,东北地区、青藏高原的东南部、云贵高原等森林、草甸分布的地区有机碳密度最高 ,准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善高原与河西走廊、柴达木盆地等沙漠化地区的土壤有机碳密度最低 ;土壤有机碳密度的空间分布主要受气候、植被以及人类活动的影响     

EFFECTS OF CARBON DIOXIDE AND PHOSPHORUS SUPPLY ON POTATO DRY MATTER ALLOCATION AND CANOPY MORPHOLOGY

□ Data on combined effects of elevated carbon dioxide concentration (CO₂) and phosphorus fertilization (P) on potato are scarce. Growth chamber studies (E1 and E2) that used three P and two CO₂ levels were conducted. Leaf, stem, tuber, and stolon dry matter increased with P. Lateral-stem production was sensitive to P with a minimum 2.5-fold increase in mass. Leaf length increased an average 20.2% in E1 and 38.2% in E2 and leaf area increased an average 336% in E1 and 470% in E2 across CO₂ levels. Tuber dry mass increased 22% in E1 and 38.2% in E2 in response to elevated CO₂ and total dry mass by 14.1 and 15.4%. Tissue P contents increased with P but were unaffected by CO₂. Effects of P on canopy branching were associated with plant N status. The studies suggest elevated CO₂ levels are unlikely to alter potato P requirements on a unit mass basis.     

黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳积累与损耗的影响

以侵蚀和沉积过程明显的黑土坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位表层和典型剖面土壤不同粒级的水稳性团聚体、颗粒态有机碳（POC）以及团聚体结合态有机碳含量,探讨土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳（SOC）损失、迁移和累积过程的影响。研究结果表明：上坡三个侵蚀部位表层土壤大团聚体、矿质结合态有机碳（MOC）以及团聚体结合态有机碳含量随侵蚀速率增加而减小;沉积部位（尤其是坡脚）POC含量和POC/SOC较低,而MOC含量和MOC/SOC较高。始终处于沉积状态的坡脚部位,各粒级有机碳组分的深度分布均表现出土壤累积和埋藏特征,并随着粒级的减小累积现象趋于明显。上述结果反映了土壤侵蚀优先使与细颗粒和微团聚体结合的SOC迁移流失,并在低洼的沉积区累积;埋藏层中的侵蚀物质（如微团聚体、颗粒态有机质）通过深埋作用和重新团聚作用形成稳定的大团聚体,最终促进SOC的固定。     

施用秸秆对土壤有机碳组成和结构稳定性的影响

在室内条件下培养 6个月时随秸秆添加量的增加 ,土壤中总有机碳 (TOC)、焦磷酸钠提取有机碳 (SPPC)、水解碳水化合物 (HDC)、热水提取碳水化合物 (HWC)的含量和水稳性团聚体含量极显著增加 ,粘粒分散率除一个盐土土样外其余 3个土样显著降低。虽然玉米秆和小麦秆分别对TOC、SPPC、水稳性团聚体和粘粒分散性的影响之间没有显著差异 ,但是有小麦秆处理比玉米秆处理HDC和HWC含量高的趋势。TOC、SPPC、HDC和HWC分别与水稳性团聚体显著正相关 ,与粘粒分散率显著负相关 ,但总体而言 ,HWC与团聚体的稳定性更相关 ,HDC和粘粒的分散性更相关。     

青藏高原土壤有机碳储量与密度分布

采用全国第二次土壤普查数据结合作者的实测数据,利用1∶100万土壤数据库对青藏高原土壤有机质层、土壤矿质层及整个剖面的土壤有机碳密度和土壤有机碳储量分别进行了估算。结果表明:青藏高原的平均土壤有机碳密度约为C 7.2 kg m-2,较前人的C 8.01~19.05 kg m-2全国平均土壤有机碳密度偏低。青藏高原总的土壤有机碳储量约为18.37 Pg,其中有机质层土壤有机碳储量约占38.14%,矿质层土壤有机碳储量则占61.86%。     

不同技术措施对碳氮在茶树内分布及茶叶品质的影响

本文用核素示踪技术研究了不同技术措施对茶树碳氮代谢和茶叶品质的影响,认为秋冬施肥可增强茶树冬春季的光合强度;钾素能增强光合产物运转速度,提高光合产物利用率;头茶后适当修剪能提高夏茶品质,而修剪应选择在体内营养物贮藏较多时进行,春茶后不宜重剪;在茶树体内贮藏物质丰富时施用赤霉素(GA)才能促进新梢的生长,否则将产生不利的效果。     

土壤有机碳的剖面分布特征及其密度的估算方法研究——以我国东北地区为例

土壤有机碳(C)库在全球变化研究中具有极其重要的地位,而土壤剖面中有机C分布特征及估算方法是精确计算土壤有机C库的前提。本文收集了《中国土种志》和东北3省土种志中有关的土壤剖面属性数据,建立以土壤有机C为主体的数据库,讨论了土壤剖面有机C的分布特征及土壤剖面不同分类单元下土壤有机C的估算方法,为合理和准确地估算土壤有机C密度及土壤有机C库提供科学依据。     

SOIL CHARACTERISTICS AND CARBON SEQUESTRATION POTENTIALS OF VEGETATION IN DEGRADED HILLS OF CHITTAGONG,BANGLADESH

The impacts of tree and horticultural plantations, and grassland on soil characteristics in the degraded hills of Chittagong District, Bangladesh are reported on this paper. The carbon sequestration potential and the present value of carbon revenue flow were also estimated for the degraded hills of Chittagong using A. auriculiformis plantations for the purpose. The results showed that the change of land use from degraded hill to vegetation cover had altered the physico‐chemical characteristics of soil in the study area. The organic carbon concentration and storage under vegetated land uses were significantly (p < 0·05) higher than those in the degraded hill areas. The results also showed that about 17 million megagram carbon (MgC) could be sequestered in the degraded hill areas of Chittagong District by planting A. auriculiformis trees in a 15‐year rotation. The present value of revenue flow generated by this sequestration at the current international market carbon price and assuming a realistic market interest rate could be as high as US$ 326 million. The net present value of the revenue stream is expected to be positive. Copyright © 2011 John Wiley & Sons, Ltd.