吉林省耕层土壤有机碳储量及影响因素

为了了解最易受人类活动影响的耕地表层土壤有机碳库对土壤碳库变化及土壤固碳的潜力,以吉林省为研究区域,基于吉林省土肥站提供的2010年耕地地力评价数据(5742个耕地表层土壤采样点数据)以及1∶500 000土壤图等用于分析的基础图件资料,结合ArcGIS技术及统计分析软件SPSS,分析计算了研究区耕地表层土壤有机碳密度、储量及其空间分布特征,并且对吉林省耕地表层土壤有机碳与影响因素之间的关系进行研究。结果表明:吉林省耕地表层有机碳平均密度为3.95kg·m-2,土壤有机碳总储量约为0.206Pg;吉林省东部、中部和西部三大自然地理区域的耕地表层有机碳平均密度分别为4.94、3.66kg·m-2和3.22kg·m-2,自东向西有递减的趋势。各土壤类型中,暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土5种土壤类型的耕地表层有机碳储量约占耕地表层土壤有机碳总储量的75.37%,高于其他土壤类型。土壤有机碳含量与年积温呈不显著负相关关系,与年降雨量、土壤阳离子交换量呈显著正相关关系,与pH呈显著负相关关系,在对土壤有机碳进行空间预测和碳库估算时,需要考虑以上四个重要因子。总之,吉林省耕地表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,整体上呈现自东向西逐渐减小的趋势,年降雨量、年积温、土壤pH及CEC与耕地表层土壤有机碳含量密切相关。     

樟子松人工林土壤有机碳及腐殖质碳 组成的变化特征

以辽宁章古台沙地不同林龄(7年、16年、34年、55年)樟子松林下土壤为研究对象,运用统计学的方法对0～5 cm、5～10 cm、10～20 cm、20～40 cm土层有机碳的含量与储量进行比较,定量分析腐殖质组成的变化。结果表明:不同林龄樟子松人工林土层中有机碳含量随深度呈显著下降趋势;并且有机碳含量与储量随林龄增长趋势显著,其中16～34年这一阶段是樟子松土壤有机碳积累最快的时期。土壤腐殖质碳含量与土壤有机碳的变化相似。不同林龄樟子松人工林林下土壤0～5 cm土层的PQ值随林龄增长先增加后减小,最大值出现在34年;5～40 cm土层PQ值随着林龄的增长而增加;0～10 cm土层CHA/CFA比随着林龄的增长先增加后减小,10～40 cm土层CHA/CFA比随着林龄增长而增加。说明在16～34年生时樟子松人工林土壤有机碳含量与储量和腐殖质碳含量快速积累,表层土壤腐殖化程度最高,腐殖质的聚合度改善较为明显;34年生以后土壤有机碳和腐殖质碳含量增速减慢,甚至下降,表层土壤腐殖化程度降低。     

燕山南麓不同林龄板栗林碳储量及分配格局

选取燕山南麓不同林龄(4、8、12和16年)板栗林为研究对象,研究板栗林乔木层和土壤层碳储量及其分配格局随林龄的变化特征。结果表明,板栗林乔木层不同组分碳含量在429.6～465.4 g/kg之间;不同林龄树干碳含量之间有显著差异(P0.05),且随林龄的增长呈降低趋势;不同林龄树根、树枝和树叶碳含量无明显差异;在人工经营措施下,土壤层(0～100 cm)碳含量随林龄增长呈先降后升的变化趋势,并且随土壤深度的增加而降低。4、8、12和16年板栗林乔木层碳储量分别是0.27、3.83、8.09和8.95 Mg/hm2,随林龄的增长呈显著增加趋势(P0.05);除4年板栗林外,其他林龄不同组分碳储量大小排序表现为树干树根树枝树叶。4、8、12和16年板栗林生态系统碳储量分别为60.055、49.523、58.727和67.528 Mg/hm2,其中土壤层占生态系统总碳储量的99.6%、92.3%、86.2%和86.7%。在板栗林经营过程中,生态系统碳储量随林龄增长呈先降低后增加的变化趋势,土壤层是板栗林生态系统的主要碳库。     

渝西南典型区农田表层土壤有机碳库研究

选取位于渝西南的江津区为典型研究区,通过实地采样分析和历史资料调研,在GIS技术的支持下,对该区 域的农田表层(0~20cm)土壤有机碳密度及储量进行了估算,并探讨其空间分布特征.结果表明,研究区农田表 层土壤有机碳含量变化范围为1.14~52.3g/kg,平均有机碳含量为9.47g/kg,有机碳密度均值为2.54kg/m2, 低于重庆市和全国的平均水平.从空间分布来看,江津区农田表层土壤有机碳密度分布不均匀,高值区零星分布 在江河沿岸及周边地区,低值区由中部向东南部延伸分布.农田表层土壤有机碳总储量为3668.9×109 g,其 中,仅水稻土和紫色土的土壤有机碳储量已占总储量的96.14%.农田表层土壤的有机碳丰度指数介于0.80~ 1.33之间,其中冲积土最高,紫色土最低.水稻土和紫色土是研究区农田土壤有机碳库调控的重点对象,因此, 在当前经济发展中,能否稳定和增加其有机碳的储量对研究区农田土壤有机碳库管理方式的制定与增碳措施的 实施具有重要意义.     

中国平原地区农田防护林碳储量差异分析

运用换算因子连续函数法对全国平原6大区域、26个省2001—2005年间农田防护林的碳储量进行了计算和对比分析,得出如下结论:1）全国平原农田防护林碳储量在5年间呈逐年上升趋势,且增长率高于全国森林碳储量的增长率;2）6大平原区碳储量由大到小排序为:华东、东北、华北、中南、西北、西南,区域内各省市农田防护林碳储量也有所差异;3）对2001—2005年平原地区农田防护林各树种碳储量进行比较后得知杨树仍占绝对优势,其碳储量占全国平原地区农田防护林碳储量的90%左右;4）2001—2005年主要农田防护林树种碳密度呈逐年增长趋势,其碳密度由大到小排序为:桉树、杨树、木麻黄、杉树、马尾松。      

伊犁昭苏草原黑钙土不同海拔高度土壤有机碳的垂直分布特征

【目的】以伊犁昭苏草原黑钙土为对象,研究分析草原黑钙土有机碳含量、储量及密度的垂直分布特征及空间变异性。【方法】采用重铬酸钾-外加热法,测定不同海拔高度0~100 cm土层土壤有机碳含量,研究土壤有机碳储量与密度等在不同海拔高度和土层厚度上的空间变异性。【结果】伊犁昭苏草原黑钙土有机碳含量、碳储量和碳密度不仅随着海拔高度的升高而降低,而且也随土层厚度的增加呈降低趋势。研究区100 cm处有机碳含量、储量和密度在海拔1 000~3 000 m分别为64.70~616.79 g/kg、4.49×10~(-8)~1.94×10~(-6)Pg/hm~2、3.26~194.27 kg/m~2。典型草原黑钙土土壤有机碳含量、储量和密度与海拔高度呈显著负相关(r=-0.92,-0.943,-0.95),与土层厚度呈极显著负相关(r=-0.989**,-0.968**,-0.966**)。【结论】伊犁昭苏草原黑钙土有机碳含量、储量与密度随着海拔高度的升高与剖面深度的增加而降低。     

封育对宁夏典型草原地下碳储量的影响

草地生态系统在全球碳循环和气候调节中起重要的作用,探讨封育草地地下有机碳储量的变化特征对探索草地碳循环具有积极意义．通过野外观测和室内分析,研究了宁夏典型草原不同封育年限草地0～40cm土壤有机碳、根系碳储量和地下碳储量的变化特征．结果表明,随封育年限增长,土壤有机质含量和地下碳储量呈现上升一下降一再上升的变化趋势,根系碳储量总体呈上升趋势．随着土壤深度增加,土壤有机质含量呈降低趋势,根系碳储量呈现先增加再下降的趋势,地下碳储量在垂直分布上的变化规律不尽相同．     

江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律

目的土壤类型、土壤层次及植被类型是土壤有机碳分布格局的重要影响因素,而海拔是对大尺度水热环境条件的再分配,涵盖了土壤类型和植被类型在小尺度上的剧烈变化信息,因而研究不同海拔梯度上土壤有机碳的变异规律对森林生态系统碳汇管理具有重要的意义。方法本研究选择九连山境内不同海拔高度(179~1 430 m)的森林土壤为研究对象,通过分析植被类型、土壤类型、和不同层次的有机碳含量与碳储量等,揭示不同海拔高度有机碳的垂直分布规律及影响因素。结果土壤的前3层(0~40 cm)有机碳含量随着海拔的升高而呈现线性增大的趋势,而第4层(40~60 cm)和第5层(60~100 cm)则随着海拔的升高而逐渐的降低,土壤碳储量与海拔梯度的趋势与土壤有机碳与海拔梯度的趋势基本一致,但总碳储量与海拔梯度的趋势则呈先降低后升高的U形趋势;草甸土的前3层土壤有机碳含量和储量往往高于红壤和黄壤,并且随海拔升高,土壤类型从红壤、黄壤至草甸土的变化过程中,前2层(0~20 cm)有机碳含量和碳储量均存在逐渐上升,而其他层次则无显著差异;高海拔的杜鹃林和高山草甸表层土壤有机碳含量和碳储量往往高于较低海拔的其他植被类型,而高山草甸和次生阔叶林的0~100 cm总碳储量较高。结论土壤表层和植被类型的变化可能是导致九连山不同海拔梯度土壤有机碳变异规律的主要原因。在全球气候变暖的情形下,高海拔地区的表层土壤可能随着温度的上升而增加碳排放。      

不同林龄桉树人工林土壤有机碳的变化

为桉树人工林的土壤质量评价及持续利用提供科学依据,研究了不同林龄桉树人工林0～100cm土壤有机碳库的储量及有机碳密度的变化.结果表明,土壤有机碳含量及有机碳密度均随土层深度增加而呈降低趋势,不同种植年龄的人工林有机碳密度在表层(0～10cm)差异显著;按树人工林土壤碳储量在46.41～103.32 t/hm2,土壤碳...     

红壤丘陵景观土地利用变化对稻田土壤有机碳储量的影响

为研究区域景观尺度土地利用方式变化对稻田土壤有机碳储量的影响,利用野外实地采样中1264个土壤样点有机碳含量的调查,采用遥感和GIS手段,分析红壤丘陵景观1933-2005年的土地利用变化引起的稻田表层土壤有机碳储量的动态变化。结果表明:研究区稻田与林地、茶园呈双向演替机制,以林地转变为稻田为最主要的土地利用变化方式,集中在高程50m-150 m内。稻田表层土壤有机碳含量为14.3 g/kg,显著大于林地(13.0 g/kg)和茶园(9.5 g/kg)(p<0.01);且稻田土壤有机碳的变异系数仅为26.0%,明显低于林地(55.5%)和茶园(50.9%)。1933-2005年间,由稻田转变为其他利用方式(主要为林地和茶园)的面积为1233.53 hm2,共损失碳10015 t,而由其他利用方式转变为稻田的面积为1598.90 hm2,共增加碳15372 t。总体而言,1933-2005年间稻田土壤表层碳库呈增加的趋势,表现为碳增汇;土壤有机碳储量在高程50m-150 m内受土地利用变化影响的方向和程度最为显著。因此,保护和增加50m-150 m高程内的稻田面积对于提升亚热带红壤丘陵区的固碳潜力具有重要的意义。     

长期施肥对我国北方潮土碳储量的影响

利用20a长期肥料定位试验,研究了化肥单施与化肥、有机肥配施条件下土壤有机、无机碳在0～1m土层的分布特征,并在此基础上计算0～1m土层碳库的储量变化。结果表明,N、P肥的施用对土壤有机碳的累积表现为正效应,这一效应在耕层最为明显,耕层土壤无机碳含量随有机碳含量升高而降低。0～1m土层碳储量计算结果为:以常规水平单施氮、磷肥,有机碳储量较试验开始时增加14.4t·hm-2;有机肥与常规水平氮、磷肥配施,有机碳储量增加19.5t·hm-2;常规水平单施氮、磷肥处理与不施肥处理0～1m土层碳的总储量无差异,分别为146.8、146.9t·hm-2。     

基于GIS的县域土壤有机碳密度及其储量变化分析

【目的】研究陕西省合阳县1983-2005年土壤有机碳密度及储量的变化。【方法】以陕西省第一次和第二次土壤普查数据为主要资料,运用GIS技术对合阳县1983和2005年的土壤有机碳密度及储量进行了估算,并根据估算结果分析了不同类型土壤有机碳密度和储量的变化及有机碳密度的空间分布特征。【结果】1983-2005年,陕西合阳县相同类型土壤的有机碳密度有所上升,不同土壤类型有机碳密度差异较大。与1983年相比,2005年不同类型土壤的有机碳密度均有所提高,其中水稻土的有机碳密度增加幅度最高,为2.32kg/m2,而红土、褐土和黄土性土的有机碳密度变化较小;土壤有机碳储量涨幅明显,由3 757.87×106 kg(1983年)增加到了5 582.00×106 kg(2005年)。合阳县土壤有机碳密度的整体空间格局变化很大,1983年合阳县的有机碳密度为0.71~4.65kg/m2,2005年为3.05~7.66kg/m2。与1983年相比,2005年合阳县土壤有机碳密度整体有所提升且变化较为剧烈,其最小值不断提高,最大值也有一定增长。【结论】1983-2005年,由于多种因素的综合影响,合阳县土壤碳汇作用加强,土壤有机碳密度及储量变化明显。     

Analysis on Variation of Soil Organic Carbon and Total Nitrogen Content and Carbon Storage in the Oasis Cotton Field of Manas River Valley

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0～30、30～60和60～100 cm土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0～30 cm土层明显高于30 cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0～30和30～100 cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0~30 cm土层,在30～100 cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳和全氮含量及碳储量变化分析

[目的]为了对绿洲棉田土壤有机碳、全氮的分布状况进行研究。[方法]以天山北坡玛纳斯河流域绿洲棉田为研究区,以弃耕地为对照,采用地统计学方法,研究连续23年种植棉花地的土壤0～30、30—60和60～100em土层土壤有机碳和全氮的分布特征。[结果]玛纳斯河流域绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而降低,并且0-30cm土层明显高于30cm以下土层,土壤有机碳储量呈现增加的趋势;弃耕地土壤有机碳、全氮亦呈垂直分布,且随着土壤深度的增加而含量降低,有机碳含量差异明显,并且弃耕地土壤有机碳含量呈逐月下降趋势,而棉田土壤有机碳储量变化呈先减少后增加,即棉花生长初期,0—30和30～100cm土层有机碳储量降低,到花期最低;而随着棉花进入生殖生长后期,有机碳储量呈现增加趋势;弃耕地有机碳储量因没有植株凋落物的输入而呈现逐月降低的趋势,二者有机碳含量差异明显。[结论]绿洲棉田土壤有机碳、全氮含量明显高于弃耕地,土壤有机碳储量呈现增加的趋势,且主要发生在0—30cm土层,在30—100cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

土壤有机碳对土地利用方式变化的响应

以重庆市北碚区5种土地利用方式为研究对象,研究了土壤剖面有机碳和有机碳密度对土地利用方式变化的响应.结果表明:(1)土壤有机碳平均含量的多少顺序表现为水田变菜地,旱地变菜地,水田变果园,水田变旱地,旱地变果园;(2)水田变旱地、旱地变为果园后有机碳含量呈降低趋势,而旱地变为菜地后有机碳含量呈增加的趋势;(3)表层(020cm)土壤有机碳密度大小顺序表现为旱地变菜地,水田变菜地,水田变果园,旱地变果园,水田变旱地;而2060cm厚度土壤有机碳密度表现为变化前为水田的土壤有机碳密度大于变化前为旱地的土壤有机碳密度.     

垂直潜流人工湿地中植物多样性对 基质有机碳动态的影响

测定了4 个季节的大型垂直潜流人工湿地中基质有机碳含量,以研究植物组成与多样性,包括植物物 种多样性,功能群多样性与植物组成对有机碳季节动态的影响方差分析结果表明院在大型人工湿地中,春季,冬季 植物物种多样性对基质有机碳含量有显著正效应且植物组成四季都有极显著的影响,而功能群多样性四季中都没 有显著效应,因而,当衡量植物多样性对基质营养季节动态如有机碳”的影响时,一般是植物组成和物种多样性要 比功能群多样性更具有说服力,同时,基质有机碳含量在春季,冬季较高而在夏秋季较低,表明基质营养(如有机 碳)的季节动态变化趋势与植物的生长周期相一致,另外四季中基质有机碳含量与基质容重呈显著正相关,而在 2008 年10 月植物生物量与基质有机碳含量呈显著负相关。     

轮耕对双季稻田耕层土壤有机碳储量的影响

【目的】针对南方稻田连续免耕存在的有机碳表层富集现象,进行土壤轮耕效应的初步研究。【方法】试验选择双季稻区连续免耕7年稻田,研究了轮耕对耕层土壤有机碳含量及其对等质量法计算的耕层土壤有机碳储量影响。【结果】长期免耕后,翻耕、旋耕降低了表层0—5cm土壤有机碳含量,提高了下层5—20cm土壤有机碳含量,进而降低了耕层土壤有机碳层化率;而翻耕、旋耕后免耕土壤有机碳含量相对于翻耕、旋耕分别呈相反的趋势。2006—2009年表层600Mg·hm-2土壤有机碳储量均以长期免耕最高。长期免耕后,翻耕、旋耕秸秆还田会提高下层土壤有机碳储量,进而在一定程度上影响耕层2550Mg·hm-2土壤有机碳的累积;而翻耕、旋耕后免耕耕层土壤有机碳储量较翻耕、旋耕有所降低。【结论】长期免耕后,连续免耕秸秆还田会增加表层600Mg·hm-2土壤有机碳储量;而翻耕、旋耕秸秆还田会提高下层土壤有机碳储量。     

不同土地利用方式土壤团聚体有机碳分布特征——以海南省定安县为例

为了解不同土地利用方式下土壤团聚体的分布特征,选取海南定安县菜地、林地、农田和不同年限撂荒地撂荒地A(撂荒年限3年)、撂荒地B(3年撂荒年限8年)、撂荒地C(8年撂荒年限10年)0～30 cm土层土壤团聚体及其有机碳的分布进行研究。结果表明:同一种土地利用方式农田团聚体含量随着粒径的减小而增加,0.25 mm粒径时,其含量最大;不同年限撂荒地团聚体粒径组成呈双峰趋势,菜地团聚体粒径在1～2 mm时含量最大;林地团聚体含量随着粒径的减小而减少。在不同土层,农田5 mm粒径团聚体含量在表层最少,撂荒地5 mm粒径团聚体含量在表层最多,菜地团聚体含量随着土层的增加而减少;林地土壤团聚体变化较为复杂,说明人为活动(如施肥、踩踏、除草等)对较大粒径团聚体影响明显。不同土地利用方式下各粒径团聚体有机碳的含量也各有差异,总体上表现出随着团聚体粒径的减少团聚体有机碳含量呈增加的趋势。另外,农田、撂荒地A、撂荒地B、撂荒地C、菜地和林地粒径为0.25 mm的团聚体有机碳含量分别是粒径为5 mm的团聚体有机碳含量的2.78、2.45、3.71、3.73、4.08、2.92倍,其含量差异最大,由此可以说明在土地利用方式的变化过程中,最先影响的是粒径为5 mm团聚体中的有机碳累积和分布,是土地利用方式变化过程中较为敏感的部分。不同土地利用方式下团聚体有机碳中菜地农田林地撂荒地A撂荒地B撂荒地C,说明撂荒地10年内不利于团聚体有机碳的累积。     

区域稻田土壤碳储量的空间分布特征

深受利用方式影响的农业土壤碳库在缓减大气二氧化碳浓度增加和温室效应加剧方面具有十分重要的作用.为了明确区域稻田土壤碳库蓄积量及其空间分布特征,以全国第二次土壤普查数据资料为基础,运用地理信息系统软件Arcview建立研究区以土种为单位的空间数据库,结合GIS空间分析功能,基于土壤类型法估算重庆市巴南区稻田土壤有机碳储量及其空间分布特征,结果表明:研究区稻田土壤有机碳总储量约为6.48×106t,平均土壤有机碳密度为8.31 kg/m2,略高于全国平均水平.重庆市巴南区稻田0～20 cm土壤有机碳密度介于1.73～3.70 kg/m2之间,剖面土壤有机碳密度介于5.13～14.07 kg/m2之间.0～20 cm和100 cm土壤有机碳储量分别为1.18×106 t和4.39x106t,0～20 cm土壤有机碳储量为0～100 cm碳储量的27.50%,说明碳储量主要富集在表层土壤.土壤有机碳密度呈带状分布,且具有高度的不均匀性,同类土壤具有相似的有机碳蓄积量.     

敖汉旗风沙土区小叶锦鸡儿根系及其碳储量分布特征

【目的】研究3种林龄小叶锦鸡儿(Caragana microphylla Lam.)林根系生物量及碳储量分布特征,为沙地生态系统碳储量估算提供参考。【方法】以内蒙古敖汉旗风沙土区不同林龄(3,10,18年)的小叶锦鸡儿林为研究对象,分别设置3个样地,采用分层分段挖掘法,测定不同土层、土段的根系生物量、有机碳含量,计算根系碳储量,分析不同林龄小叶锦鸡儿根系生物量垂直分布特征及根系碳储量分布特征的变化。【结果】随着土层深度的增加,3年生和10年生小叶锦鸡儿根系生物量呈先增加后减少趋势,18年生小叶锦鸡儿根系生物量呈逐渐减少的趋势。3,10和18年生小叶锦鸡儿根系总生物量分别为138.6,1 031.84和1 120.33g/株,随着林龄的增加,小叶锦鸡儿根系生物量呈增长趋势。3,10和18年生小叶锦鸡儿根系碳储量为12.32,47.78和198.11g/m2,随着土层深度的增加,不同林龄小叶锦鸡儿根系碳储量总体均呈倒锥形分布,并随着林龄的增长呈增加趋势。【结论】小叶锦鸡儿作为风沙土区理想的造林树种,其根系具有一定的碳汇功能。