浙江省几种人为土壤中黑碳的含量

为了解人为活动对土壤黑碳积累的影响,从浙江省采集251个受人为活动影响的表层土样,样点涉及城市绿地土壤、城市道路附近土壤、工厂厂区土壤、城郊蔬菜地土壤、农村旱地土壤和农村水田土壤,用化学分析方法测定土壤中黑碳含量.结果表明:土壤黑碳含量在0~15.22 g·kg-1之间,平均为3.83 g·kg-1,变异系数达51.96%;土壤黑碳含量主要集中分布在1~5 g·kg-1之间,占样品数的70.92%;各类土壤黑碳平均含量由高至低依次为:工厂厂区土壤城郊蔬菜地土壤城市道路附近土壤农村旱地土壤城市绿地土壤农村水田土壤;黑碳占土壤有机碳的比例在0%~53.20%之间,平均为24.83%,变异系数为38.06%,该比例由高至低为:工厂厂区土壤城市道路附近土壤城郊蔬菜地土壤城市绿地土壤农村旱地土壤农村水田土壤.相关分析表明:土壤中黑碳含量与土壤有机碳积累成正比;黑碳占土壤有机碳的比例与土壤黑碳含量成正比,但与有机碳积累无明显相关.     

城市绿地土壤温室气体通量及其人为影响因素研究进展

城市绿地作为城市生态系统重要的组成部分,它既是城市碳氮元素重要的储存库,也是温室气体不容忽视的排放源.城市绿地土壤温室气体通量除受原自然条件影响外,更多的受城市人为活动的影响.在自然因素和人为活动干扰的相互作用下,城市绿地碳氮库和碳氮流具有复杂性和多变性.因此,在综述城市绿地土壤温室气体通量研究进展的基础上,探讨了人为活动对城市绿地土壤温室气体通量的影响,并从城市绿地土壤温室气体通量变化的时空差异性、人为干扰对城市绿地土壤温室气体通量的直接和间接影响因子以及科学合理地规划城市绿地景观植被3个方面提出了研究展望.     

陆地生态系统土壤有机碳储量研究进展

目前,土壤有机碳储量日益成为全球变化和陆地生态系统碳循环研究的前沿和热点问题,其中土壤有机碳又是全球碳循环中最为复杂、受全球气候变化影响最大的部分.本研究结合土壤有机碳储量研究的国内外报道,介绍了陆地生态系统中土壤有机碳库特点及研究意义,总结了当前土壤碳储量研究的5种主要方法(土壤类型法、植被类型与生命地带法、GIS估算法、模型估算法、相关关系统计法)及其各自特点、存在的问题.同时,通过土壤理化特性、气候条件、CO2浓度、土地利用、土地管理等5个方面简要评述了各种因素对土壤碳的积累与循环的影响,并对土壤有机碳储量今后的研究方向进行了展望.     

不同尺度土壤有机碳空间分布特征研究综述

土壤有机碳库是陆地生态系统中最大的碳库。本文从土壤团聚体、土壤剖面、区域及全球尺度上对土壤有机碳分布特征进行了综合论述。土壤新增加的有机碳主要是被固定在0.01mm的团聚体中,农业管理实践影响到有机碳在土壤中的分布格局;中国大陆土壤有机碳储量大约介于80~100Gt之间,土壤有机碳分布具有高度的空间变异性,受气候、植被和土壤类型影响,区域差异明显,其总趋势是东南区大于西北干旱区;而全球土壤有机碳分布特征存在很大争议,主要是碳源/汇的大小和位置存在不确定性。     

城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化和酶活性变化

作者研究了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化过程动态,为正确认识城市土壤有机碳稳定机制.制定科学的养分管理措施及深入了解和评价城市土壤的功能特性和生态环境效应有重要的科学参考意义.采用室内恒温培养法观测了城市不同功能区绿地土壤有机碳矿化的过程动态和酶活性变化.结果表明:不同功能区土壤酶活性差异显著,脲酶:公园>学校>居民区>工厂>道路;磷酸酶:公园>工厂>学校>居民区>道路;转化酶:居民区>公园>工厂>道路>学校;但不同功能区土壤有机碳矿化过程动态表现出相同规律.在培养前期有机碳矿化速率迅速下降,培养中期缓慢下降,培养后期保持相对稳定的趋势,有机碳矿化与培养时间符合对数关系;整个培养期内,土壤有机碳矿化速率及累计矿化量公园>工厂>道路>学校>居民区.统计分析表明,土壤有机碳矿化速率与土壤有机碳,水溶性有机碳以及微生物生物量碳含量显著相关,相关系数分别为0.850、0.689、0.485;土壤酶与土壤有机碳矿化没有直接的相关性.但脲酶、转化酶与土壤微生物生物量碳之间相关系数分别为0.606和0.642,间接影响土壤有机碳的矿化.     

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。      

沐川县退耕还林生态恢复地碳截留效应的研究

对四川省沐川县几种不同植被覆盖类型下生态系统的植被碳储量、凋落物的碳储量和土壤有机碳的储量进行了研究.结果表明,不同土地植被覆盖类型下的植被碳储量、凋落物的碳储量和土壤有机碳的储量存在着一定的差异,其中以人工水杉Metasequoia glyptostroboides植被的碳储量最大.植被碳储量由高到低依次是人工水杉林、天然次生林、慈竹Neosinocalamus affinic林、农耕地、茶Camellia sinensis园;天然次生林凋落物的碳储量比其他的几种类型要高,分解后更利于土壤有机碳储量的增加;天然次生林土壤有机碳的储量均显著高于其他植被类型的碳储量,土壤有机碳储量由高到低的依次为次生林、慈竹林、水杉林、茶园和农耕地.人工水杉林和慈竹林土壤也能有效地截留大气中的CO2,而农业用地最不利于土壤有机碳的积累.5种植被类型下,总的碳储量由高到低的顺序为次生林、慈竹林、水杉林、茶园和农耕地.加强热带、亚热带和温带森林的保护,同时不断扩大人工林的种植面积,增加森林生态系统的有机碳的截留是缓解大气CO2浓度增加的一种重要措施.表5参16     

紫柏山国家级自然保护区不同植被类型土壤碳氮分布特征及其影响因素

  目的  研究陕西省宝鸡市紫柏山国家级自然保护区不同植被类型下土壤碳氮分布特征,探讨其主要影响因素。  方法  以保护区内壤土类型(槲栎Quercus aliena林、华山松Pinus armandii林)和砂质土类型(锐齿栎Q. aliena var. acuteserrata林、栓皮栎Q. variabilis林、白桦Betula platyphylla林)不同土层土壤样品为研究对象,比较5种植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度和土壤碳氮储量及碳氮比的差异,分析土壤有机碳、全氮、碳氮比与土壤理化性质的关系。  结果  ①壤土区土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量显著高于砂质土区(P＜0.05),其中壤土区各土层从大到小表现为槲栎林、华山松林,砂质土区各土层从大到小表现为白桦林、锐齿栎林、栓皮栎林。②土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量在0~30 cm土层均随土层深度的增加而显著降低(P＜0.05)。③各植被类型不同土层的土壤碳氮比分布无明显规律且差异不显著,碳氮比为9.94~16.23,有机质的矿化能力较强。④土壤含水量、容重是影响土壤有机碳和全氮质量分数的主要因子,土壤含水量、pH是影响碳氮比的主要因子。  结论  不同植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量存在显著差异(P＜0.05),土壤含水量是影响土壤有机碳、全氮和碳氮比的关键因子。图4表5参36      

亚热带稻田土壤持续固碳机制研究进展

为准确评估亚热带稻田土壤的固碳特性及其有机碳的储量动态变化情况,进一步提升稻田土壤肥力,从亚热带稻田土壤碳库储量的时空分布与演变规律、稻田土壤有机碳的输入、微生物固碳的功能、有机碳矿化特性及其作用机制等方面进行了探讨。我国亚热带区稻田土壤有机碳储量与固碳效应明显高于旱地,其突出的碳固持能力主要是由于水稻光合碳的输入、土壤自养微生物固碳及淹水限制了微生物活性、抑制植物残体微生物分解过程,促进以植物残体直接积累。稻田土壤有机碳的矿化速率受碳氮磷计量、水肥管理措施以及温度等因素调控,从而影响着稻田土壤的固碳减排效率与潜力。本文提出“碳中和”背景下稻田土壤固碳减排的研究展望：基于亚热带稻田土壤对我国农田土壤碳固碳减排方面的重要性,提出了系统研究稻田生态系统中土壤有机碳累积和转化的作用机制,构建高精度的区域土壤有机碳库模拟模型及储量估算方法,以助力提升农田土壤肥力,加快我国农业双碳目标和农业绿色发展。     

间伐和林下植被剔除对毛竹林 土壤活性有机碳的影响

选择中亚热带毛竹人工林为研究对象,开展间伐和林下植被剔除的野外控制实验,通过野外采样和室内分析,研究不同强度间伐(25%间伐、50%间伐)和林下植被剔除对土壤活性有机碳的影响。结果表明:25%间伐对土壤各组分碳无显著影响;50%间伐显著增加土壤有机碳含量,降低土壤微生物量碳含量,进而降低活性有机碳占土壤总有机碳的比例。林下植被剔除降低0～5 cm层土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量,进而降低土壤活性有机碳占土壤有机碳的比例;对5～10 cm层各组分碳无显著影响。研究表明,50%间伐和林下植被剔除处理下土壤总有机碳的生物活性程度降低、活性有机碳库的周转速率降低,有利于毛竹人工林土壤碳的固持。     

连续施用土壤改良剂对沙质潮土肥力及活性有机碳组分的影响

【目的】以河北省廊坊市小麦-玉米轮作区沙质潮土为研究对象,通过2015—2018年田间连续定位试验,研究两种土壤改良剂对土壤活性有机碳组分含量和土壤碳库管理指数的影响,以期为沙质潮土有机碳库培育,改善土壤质量提供理论依据。【方法】试验采用单因素随机区组设计,设4个处理：（1）单施化肥（CK）;（2）CK+有机改良剂15 t·hm^-2（T1）;（3）CK+无机改良剂2.25 t·hm^-2（T2）;（4）CK+有机改良剂15 t·hm^-2+无机改良剂2.25 t·hm^-2（T3）。收获季测定土壤有机碳、全氮、pH、速效磷、速效钾,并运用修正的内梅罗指数法计算土壤综合肥力指数（IFI）。再分析活性有机碳各组分含量,并计算碳库管理指数（CPMI）。最后通过CPMI和IFI指示指标评价连续施用土壤改良剂对沙质潮土改良的应用效果。【结果】较CK处理,施用有机改良剂处理土壤总有机碳（TOC）和土壤综合肥力指数（IFI）均显著提高,尤其是有机无机改良剂配施时效果最显著;施用有机改良剂处理各活性碳组分含量均呈升高趋势,并且活性有机碳各组分含量呈现为：易氧化有机碳（LOC）>可溶性有机碳（DOC）>微生物量碳（MBC）;施用有机改良剂各处理土壤活性碳库组分有效率均呈下降趋势,T1、T3处理土壤易氧化有机碳有效率（LOC/TOC）较CK分别显著降低了12.57%和12.02%,微生物量碳有效率（MBC/TOC）较CK分别显著降低了12.84%和12.30%,单施无机改良剂处理较CK无显著影响,说明施用有机改良剂增加活性有机碳各组分含量的同时,向土壤中输入了更多的稳定态碳,进而导致有效率的降低;施用有机改良剂各处理土壤碳库指数显著升高、碳库活度显著降低,说明施用有机土壤改良剂能够促进土壤碳库的积累;施用有机改良剂各处理土壤碳库管理指数均呈升高趋势。主成分分析结果表明,施用有机改良剂能够影响土壤中活性碳各组分含量及其有效率。【结论】连续施用有机改良剂能够显著提高沙质潮土肥力,增加土壤碳库管理指数,累积碳库库容,改善土壤质量。     

草地生态系统土壤有机碳储量及其分布特征

【目的】从草地生态系统土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）储量分布特征来确定合理的放牧管理方式并为区域SOC储量估算提供依据。【方法】采用野外调查法分层测定典型草原0—100 cm SOC储量。【结果】①3个研究样地SOC储量为9.72—14.84 kg•m-2;②具有空间距离的3个研究样地土壤碳储量差异无统计学意义,样地内4种处理之间SOC储量差异显著,且均表现为中度放牧处理（moderate grazing,MG）＞轻度放牧处理（light grazing,LG）＞重度放牧处理（heavy grazing,HG）＞对照（control area,CK）;③随土层深度的增加SOC储量呈递减趋势,且不同土层之间SOC均有显著性差异。SOC储量与土层深度呈极显著相关关系（P＜0.01）,这种关系可以用对数和线性方程描述。【结论】典型草原亚带草地生态系统SOC储量具有相对稳定性,且呈现明显的垂直递减特征;同一植被亚带不同处理对SOC储量的影响显著高于空间差异;适度放牧利用有利于草地生态系统SOC固持。     

台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征

【目的】了解不同台湾桤木林草复合生态系统土壤碳氮特征,探讨林草复合模式对土壤碳氮库的影响。【方法】以四川省丹棱县退耕还林地台湾桤木+扁穗牛鞭草(Hemarthria compressa)、台湾桤木+黑麦草(Lolium mul-tiflorum)和台湾桤木+自然草(林下自然生长的杂草)3种模式为研究对象,采用土钻法分土层采集各模式下土样,研究其土壤有机碳和全氮特征。【结果】不同林草模式对土壤有机碳和全氮的影响程度并不一致。3种模式土壤有机碳和全氮含量表明:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+黑麦草>台湾桤木+自然草,全氮含量差异显著(P<0.05)。各模式有机碳和全氮含量均随土层增加而显著降低(P<0.05)。3种模式土壤剖面平均C/N表现出:台湾桤木+牛鞭草>台湾桤木+自然草>台湾桤木+黑麦草,各模式间C/N差异显著(P<0.05)。【结论】林草复合模式能较好地改善土壤肥力,这为区域退耕还林林草模式水肥管理提供了理论依据。     

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。     

不同温度及化肥绿肥施用比例对果园土壤有机碳矿化的影响

【目的】了解果园土壤有机碳矿化在不同温度下对不同绿肥施用量的响应关系,为构建果园生态系统的碳循环模型提供参数。【方法】采用室内培养模拟试验（培养期85 d）,在10、20、30℃等3个温度条件下,探讨化肥和绿肥不同比例（不施肥、100%氮肥、75%化学氮肥+25%绿肥、50%化学氮肥+50%绿肥、25%化学氮肥+75%绿肥、100%绿肥;各处理氮肥施用水平均为0.15 g N/kg风干土）还园量对果园土壤有机碳矿化特征的影响。【结果】各施肥处理土壤有机碳矿化速率均表现为培养前期保持较高水平,之后快速下降,培养后期保持相对稳定的趋势;土壤有机碳矿化累积排放量为1439.4~4732.8 mg/kg,全绿肥处理土壤CO2累积排放量最大;土壤有机碳矿化速率随温度升高而增长,不同的土壤绿肥还园处理土壤有机碳矿化的温度敏感性（Q10）不同,以不施肥处理土壤有机碳矿化的温度敏感性最低,25%氮肥+75%绿肥处理最高,各处理间差异显著（P＜0.05）。【结论】10~30℃温度条件下,果园土壤有机碳矿化速率表现为培养前期高,之后快速下降,培养后期相对稳定的趋势。不同比例化肥和绿肥施用显著提高了果园土壤有机碳累计矿化量。氮肥、绿肥还田和温度的共同作用可使果园向大气中排放的CO2增加。     

克拉玛依人工杨树碳汇林对土壤有机碳储量的影响

[目的]造林作为一种土地利用变化,可以增加陆地碳汇,减缓大气中CO2的积累.以克拉玛依人工杨树碳汇林及原生荒漠灌木林为研究对象,分析人工造林对土壤碳储量的影响.[方法]通过合理的样方设置分别于林区和荒漠灌木林区进行土壤分层取样,并采用重铬酸钾容量法对碳汇林下及原生荒漠植被下土壤有机碳储量进行了估算和分析.[结果]原生荒漠植被条件下土壤平均碳密度仅为0.3 ～0.6 kg/m2,而建造碳汇林后,该区域土壤平均碳密度有大幅提高,为0.47 ～1.44 kg/m2;土壤有机碳含量随土体深度的加深而减少;碳汇林对土壤有机碳储量的提高在浅层土壤中表现得更为明显.[结论]克拉玛依人工杨树碳汇林有效地提升了土壤有机碳储量,对改善当地土壤环境质量有明显的作用.     

桂林新寨花岗岩地区4种植被下土壤有机碳分解速率研究

【目的】研究花岗岩地区不同植被下土壤有机碳分解速率特征,为土壤碳汇效应提供科学依据。【方法】通过室内土壤培养法,选择桂林新寨花岗岩地区林地、旱地、果园和灌丛4种植被下0~20、20~40和40~60 cm三个深度的土壤,测定土壤有机碳在25℃和70%田间持水量条件下培养100 d分解释放的CO2-C含量。【结果】4种植被下土壤有机碳分解速率总体上随着土层加深而递减,分解速率在前期比较快,后期缓慢,最后达到平衡;累积释放的CO2-C含量均是0~20 cm>20~40 cm>40~60 cm。土壤有机碳分解释放的CO2-C占各自总有机碳的比值以旱地最高,达3.34%~4.84%,其次为林地和果园,分别为1.82%~2.88%和1.91%~2.16%,最低的是灌丛,为1.77%~1.98%。4种植被下土壤有机碳库与土壤全氮、有机质、脲酶呈显著正相关,灌丛的活性碳平均周转时间最长,旱地的缓效性碳平均周转时间最短。【结论】林地、果园和灌丛有机碳库所含难分解物相对较多,土壤有机碳相对较稳定,具有碳汇效应。     

阿克苏地区不同土地利用方式对土壤有机碳的影响

【目的】 研究新疆阿克苏地区农田或荒地改建为果园亦或果农间作后对土壤有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集单作小麦、枣麦间作、单作枣园、荒地单作枣园、撂荒地等5种典型土地利用方式的土壤,测定有机碳含量并估算其碳储量。【结果】 由农田更替为果园及果农间作后,提高了各层土壤有机碳含量,其中0~40 cm土层各层土壤有机碳均显著提高(P<0.05)。由荒地改建为果园后,0~10、10~20、20~30和60~80 cm土层土壤有机碳均有显著提高(P<0.05)。0~100 cm土层土壤有机碳储量范围2.21~14.31 t/hm²,垂直分布看,0~40 cm土层是有机碳储存的主要土层(份额比＞56.9%),随深度增加而减少。不同土地利用方式下各土层土壤有机碳含量及碳储量均表现为枣麦间作>单作枣园>单作小麦>荒地单作枣园>撂荒地。【结论】 阿克苏地区农田或荒地改建为果园或果农间后,均有利于土壤有机碳的提高。枣麦间作系统与其他土地利用方式相比具有较高的固碳潜力。     

不同树龄库尔勒香梨园土壤有机碳储量及其对树体生长的影响

[目的]调查库尔勒香梨园土壤有机碳存储情况及不同林龄果林的碳储量差异,检定土壤理化性质及其与果树生长参数之间的相关性,追踪分析土壤有机碳的沉积过程及其对果树的影响.[方法]以新疆巴音郭楞州(以下简称巴州)沙依东园艺场不同树龄库尔勒香梨果园为调查地,分层取样并测定土壤有机碳等理化指标和树高、胸径、冠幅、株距等主要果树生长参数.通过方差分析法(S -N -K&Duncan,P=0.05)和相关分析法( Spearman,P=0.05)分析不同树龄库尔勒香梨园土壤有机碳储量差异及其对树体生长的影响.[结果]成熟林和过熟林土壤有机碳储量远高于幼龄林;土壤有机碳与冠幅和株距之间呈显著正相关;土壤含水量与胸径和冠幅之间呈显著负相关.[结论]香梨园土壤有机碳储量随树龄增加而沉积增多并对树体生长产生影响,经济林建设可能对农业生态系统服务功能的改善发挥重要作用.     

麻栎人工林生态系统碳储量分配格局

【目的】探讨广西南宁良风江32年生麻栎人工纯林生态系统的生物量、碳密度、碳储量及其空间分配特征,为提高广西地区碳储量提供参考依据。【方法】在麻栎人工林内选择标准样地,用收获法测定生态系统的生物量,用重铬酸钾—外热法测定麻栎各器官的碳素含量,并用环刀法测定土壤碳密度。【结果】麻栎人工林各器官的碳素含量为：干材〉叶〉皮〉根兜〉枝〉细根〉中根〉粗根。土壤碳含量以0-20 cm土层最高,且随土层深度的增加而降低。麻栎人工林生态系统的总生物量为241.08 t/ha,其中乔木层占97.90%,林下植被层占0.54%,凋落物层占1.56%。【结论】麻栎人工林的碳储量主要分布在乔木层和土壤层,且乔木层生物量占麻栎人工林生物量的主要部分。麻栎土壤固碳能力较强,可作为广西发展固碳林的优良树种。