不同树种对森林土壤可溶性有机碳空间异质性的影响

通过调查同一个森林生态系统不同样地中多个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量,分析和探讨影响森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间异质性的环境因素。本项目在云南哀牢山亚热带中山湿性常绿阔叶原生林生态系统中进行,选择3个山谷样地上游森林生态系统原生土区域中7个主要树种作为研究对象,调查0~10 cm表层土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的含量。研究结果表明：硬壳柯、变色锥、木果柯、多花山矾和南洋木荷等5个乔木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量显著高于云南连蕊茶和云南越桔2个灌木树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量;5个乔木树种中硬壳柯和南洋木荷2个树种根际范围内土壤可溶性有机碳和土壤有机碳含量明显大于另外3个乔木树种,说明不同树种对土壤可溶性有机碳和土壤有机碳的空间异质性有明显影响。7个不同树种根际范围内土壤可溶性有机碳含量、土壤有机碳含量和土壤可溶性有机碳含量占土壤有机碳含量的比例在老君山神山谷样地中达到最大值,在三棵树山谷样地中降低为最低值,说明不同山谷样地中的环境条件也可以显著影响土壤可溶性有机碳和有机碳含量及两者之间的比例。本项目研究结果充分证明森林生态系统土壤可溶性有机碳和土壤有机碳空间分布规律的复杂性和环境控制因子的多样性,可为全球各种类型森林生态系统土壤有机碳成分和碳贮量等方面的研究内容提供新的思路和方向。     

冻融次数和含水量对棕壤总有机碳和可溶性有机碳的影响

以东北地区棕壤为供试土样,采用人工控温,室内培养的方法,使土样经受不同冻融处理,研究了冻融次数和含水量对棕壤有机碳的影响.研究结果表明,冻融次数和含水量对棕壤总有机碳的影响不显著,冻融次数对可溶性有机碳的影响达到显著水平,随着冻融次数的增加土壤可溶性有机碳含量呈先降低后升高的趋势,在试验设计范围内表现为冻融降低了棕壤可溶性有机碳的含量,可溶性有机碳占总有机碳的比例随冻融作用的变化趋势与可溶性有机碳基本一致.土壤可溶性有机碳对冻融处理的反映较为敏感,可以作为反映不同冻融处理对土壤有机质影响的一个较好的指标.     

土壤有机质形态对有机污染物三氯乙烯（TCE）的吸附影响研究

[目的]研究有机质形态对有机污染物在环境中的迁移、转化等过程产生的影响。[方法]采用北京某地区3种土壤的三级样品,即原样土作为一级土壤,使用双氧水去除原样土中低聚合“软碳”的二级土壤和根据土壤样品测得的有机碳含量,使用高岭土代替无机矿物,利用腐殖质做“软碳”,按比例配制而成的三级土样;利用批试验的方法研究土壤样品对TCE的吸附行为。[结果]研究表明,土壤样品中,由于有机碳含量不同,有机污染物三氯乙烯的吸附量不同,样品吸附具有较好的线性行为,试验范围内不存在饱和吸附量;有杌质吸附量大于无机矿物吸附量,一级土样和二级土样吸附TCE的能力基本相同,即土样有机碳聚合形式的差异对TCE吸附能力影响较小。[结论]影响土样吸附TCE的主要因素是有机碳含量。     

冻融过程对土壤物理化学及生物学性质的影响研究及展望

冻融是我国北方地区常见的气候现象,其水热条件的反复变化会影响土壤等环境介质的物理化学及生物学性质。冻融过程产生的交替收缩与膨胀可改变土壤结构、水分分布特征,尤其会降低土壤团聚体的稳定性;由于温度、水分、氧化还原等条件的不断变化,冻融过程会促进土壤硝化作用和溶解性有机酸的释放,使土壤微生物量及其活性受到影响,导致土壤pH值、CEC和Ca CO_3含量等随之降低。在冻融过程中,土壤有机质的变化最为明显,反复冻融使有机碳不同程度地暴露和释放,加快了土壤有机碳矿化速率,使土壤可溶性有机碳量增加,最终加剧可溶性有机碳的流失。以往对冻融作用的研究主要集中在自然土壤介质,缺乏对其他环境介质如畜禽粪便等有机固体废弃物的相关报道。在综述冻融过程对土壤物理、化学及生物学性质影响的基础上,提出了未来在一定区域尺度上开展冻融过程对土壤理化性质影响研究,并结合探讨畜禽粪便等有机固体废弃物和土壤污染物的响应机制,为冻融气候条件下土壤污染控制和科学土地利用管理提供科学依据。     

土壤碳库对苹果幼树间作芳香植物的响应研究

【目的】为了研究苹果幼树间作芳香植物对土壤碳库的影响。【方法】空白(CK)、清耕(Tr1)、间作苜蓿(Tr2)、间作薄荷(Tr3)、间作薄荷与苜蓿(Tr4)共5个处理,测定土壤总有机碳、易氧化有机碳、可溶性有机碳等不同形态有机碳含量及碳库管理指数。【结果】间作芳香植物提高土壤中总有机碳、可溶性有机碳以及易氧化有机碳含量,相比清耕分别平均提高了3.83%,14.74%,8.43%,苹果幼树根际土中总有机碳含量提高了19.23%,可溶性有机碳含量提高了91.69%;碳库管理指数提高了24.78%。【结论】间作芳香植物可以有效提高土壤各形态有机碳含量,改变土壤碳库组分,加强碳储存。     

黄河三角洲土地利用方式对土壤可溶性有机碳、氮的影响

以黄河三角洲垦利县轻度盐渍化土壤为研究对象,选取菜地、果园、粮田和未利用地四种土地利用类型,通过实地采样分析,对土壤中可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)进行研究。结果表明:研究区不同土地利用类型土壤可溶性有机碳与可溶性有机氮含量呈现一定的差异,土壤可溶性有机碳和可溶性有机氮含量均值分别以粮田和菜地土壤最高,其含量分别为128.2 mg/kg与86.6 mg/kg,以未利用地土壤最低,分别为52.2 mg/kg和20.1mg/kg。土壤可溶性有机碳占总有机碳的比例(DOC/TOC)和可溶性有机氮占总氮的比例(DON/TN)均以菜地土壤最大,分别为1.45%和9.62%,远高于其他三种土地利用类型,不同土地利用类型间可溶性有机氮占可溶性总氮的比例(DON/TDN)差异不大。研究区土壤可溶性有机碳和可溶性有机氮与其他形态碳、氮之间的相关性分别达极显著或显著性水平,不同土地利用类型间土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮与其他形态碳、氮之间的相关性大小并不一致。     

森林土壤可溶性有机碳研究进展

通过综述森林土壤可溶性有机碳(DOC)的来源、测定方法、迁移过程,介绍了温度、土壤湿度、土壤pH、降水变化及氮沉降等非生物因素及生物因素(凋落物数量、质量)变化对森林土壤DOC的影响,探讨了森林土壤DOC的研究动态,提出有待进一步解决的问题。     

灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响

【目的】研究沟灌、渗灌、滴灌3种灌溉模式下,保护地土壤可溶性有机碳和微生物量碳在剖面中的分布特征。【方法】灌溉模式设沟灌、渗灌、滴灌3种,进行长达10年的长期定位灌溉试验。对长期定位灌溉试验保护地分层采集土壤样品,测定土壤总有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量,分析其剖面分布特征。【结果】土壤总有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量均呈表层土壤最高、随土层深度增加而降低的分布趋势;但灌溉模式间差异明显,土壤总有机碳含量在0—10cm、80—100cm土层为沟灌渗灌滴灌,10—80cm土层为渗灌沟灌滴灌;在0—100cm剖面各层,可溶性有机碳含量均为沟灌滴灌渗灌,微生物量碳为滴灌沟灌渗灌。可溶性有机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在4.98%—12.87%和1.48%—2.82%之间,其占总有机碳的比率均为滴灌沟灌渗灌。土壤可溶性有机碳、微生物量碳与土壤总有机碳含量呈显著的正相关关系。【结论】沟灌有利于土壤总有机碳、水溶性有机碳的积累,滴灌有利于微生物生物量碳的增加;渗灌相比较而言最不利于土壤有机质积累,不仅总有机碳含量低且水溶性含量占总有机碳的比例小。     

灌溉模式对保护地土壤可溶性有机碳与微生物量碳的影响#br#

 【目的】研究沟灌、渗灌、滴灌3种灌溉模式下,保护地土壤可溶性有机碳和微生物量碳在剖面中的分布特征。【方法】灌溉模式设沟灌、渗灌、滴灌3种,进行长达10年的长期定位灌溉试验。对长期定位灌溉试验保护地分层采集土壤样品,测定土壤总有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳含量,分析其剖面分布特征。【结果】土壤总有机碳、可溶性有机碳和微生物碳含量均呈表层土壤最高、随土层深度增加而降低的分布趋势;但灌溉模式间差异明显,土壤总有机碳含量在0—10 cm、80—100 cm土层为沟灌＞渗灌＞滴灌,10—80 cm土层为渗灌＞沟灌＞滴灌;在0—100 cm剖面各层,可溶性有机碳含量均为沟灌＞滴灌＞渗灌,微生物量碳为滴灌＞沟灌＞渗灌。可溶性有机碳、微生物量碳占总有机碳的比率分别在4.98%—12.87%和1.48%—2.82%之间,其占总有机碳的比率均为滴灌＞沟灌＞渗灌。土壤可溶性有机碳、微生物量碳与土壤总有机碳含量呈显著的正相关关系。【结论】沟灌有利于土壤总有机碳、水溶性有机碳的积累,滴灌有利于微生物生物量碳的增加;渗灌相比较而言最不利于土壤有机质积累,不仅总有机碳含量低且水溶性含量占总有机碳的比例小。     

不同生态系统土壤可溶性有机氮（SON）的研究

土壤可溶性有机氮在氮的生物地球化学循环和陆地生态系统氮循环中起着重要作用。对近年来国内外有关不同生态系统土壤可溶性有机氮的来源组成、含量、化学本质以及在氮循环、转化中的作用进行综述,并对今后的研究工作进行了展望,为进一步开展不同生态系统土壤可溶性有机氮研究提供依据。     

辽东山地水源林土壤的有机碳与植被生物多样性关系

以辽东山地蒙古栎山杨林、槭树蒙古栎林、落叶松人工林、山杨林和白桦山杨林5种水源林为研究对象,分析物种组成、多样性、丰富度等因素对土壤有机碳、微生物量碳和土壤可溶性有机碳含量特征的影响。结果显示:土壤有机碳和可溶性有机碳含量均表现为落叶松人工林最高,山杨林最低,微生物量碳含量表现为落叶松人工林最低;从土层上看,0~10 cm土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物量碳含量均显著高于10~30 cm土层的含量;土壤微生物量碳含量与多样性和丰富度呈正相关,并且乔木多样性和丰富度对土壤微生物量碳含量的影响大于灌木和草本;土壤有机碳和可溶性有机碳含量与灌木多样性和丰富度均呈显著负相关,并且影响随土层的加深逐渐减弱。     

不同品种小麦下土壤微生物量和可溶性有机物对不同施氮量的响应

【目的】辽春10号和辽春18号小麦是常见的两个小麦品种,但是关于这两个小麦品种在不同施氮量下对维持土壤肥力的差异性方面还未知,因此探讨土壤中活性有机库（微生物量碳氮和土壤可溶性有机碳氮）在各生育期的动态变化,以此来评价土壤活性有机库对不同施氮量的响应以及转化。【方法】以不同品种盆栽小麦为研究对象,在不同施氮量（N0:0 kg·hm^-2、N1:45 kg·hm^-2、N2:90 kg·hm^-2、N3:135 kg·hm^-2、N4:180 kg·hm^-2、N5:225 kg·hm^-2）的设定下,探究土壤活性有机库在小麦生育期内的动态变化及相互关系。【结果】小麦生育期以及氮水平对土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量有显著影响（P＜0.01）;除可溶性有机碳和有机碳外（P＞0.05）,小麦品种对土壤微生物量碳氮和可溶性有机氮均有显著影响（P＜0.01）。施用氮肥能够显著提高土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的含量（P＜0.05）,并且随施氮量的增加,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在N3处理达到最大,然后随施氮量的增加而降低,特别是在N5处理下,土壤可溶性有机碳氮的含量均低于不施氮肥处理（N0）;与微生物量氮和可溶性有机碳相比,施用氮肥对土壤微生物量碳和土壤可溶性有机氮含量的增幅更大;土壤微生物量碳/土壤微生物量氮在N5处理下最大（平均值分别为13.28和11.45）,而在N3处理下最低（平均值分别为7.94和7.83）。在小麦整个生育期内,土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮含量均在开花期最大,其次为收获期、拔节期和分蘖期,苗期最小,总的来说,在各个时期土壤可溶性有机碳与微生物量碳以及土壤可溶性有机氮与微生物量氮之间均有着显著的正相关关系（P＜0.01）;两个不同品种小麦之间,其地上生物量均没有显著差异（P＞0.05）,但随施氮量的增加,呈先增加后降低的趋势,并且随小麦生育期而增加;而土壤有机碳和土壤全氮也在N3处理达到最大,并且随生育期而增加,在收获期达到最大。【结论】适宜氮量（N3）能够更好地协调土壤中微生物量碳氮和可溶性有机碳氮在小麦生育期内的转化及维持土壤生产力。     

武功山草甸区植被小群落下土壤活性有机碳和总有机碳的分布及关系

在武功山主峰1600 m草甸森林过渡区草甸,采集了乔木,灌木,高草、地被植物4类群落下0~20和20~40 cm土层的土壤,每类2种典型小群落,分别代表混合乔木和杉木、箭竹和杜鹃、蹄盖蕨和狗尾巴草、珍珠菜和灰毛泡8个典型群落,分析了土壤总有机碳和活性有机碳中的可溶性有机碳、微生物量碳和易氧化态碳。结果表明:各群落下土壤除了可溶性有机碳,总有机碳、微生物量碳和易氧化态碳均达到显著差异性水平;总有机碳含量方面,灰毛泡群落下上下层土壤含量都是最高,而其3种活性有机碳含量显著偏少;可溶性有机碳方面,上下层土壤成分中狗尾巴草群落含量显著高于其他群落;微生物量碳以及易氧化态碳方面,箭竹群落下上下层土壤中含量均显著高于其他群落;不同群落类型土壤可溶性有机碳含量均随着土层加深而递减,而土壤微生物量碳、易氧化有机碳的分配比例随土壤层下降出现轻微聚集现象。     

石灰对土壤镉变迁的影响

土壤中的镉主要来源于成土母质、工业“三废”和含镉肥料的大量施用。近年来随着环境保护工作力度的加强，工业“三废”、农业面源污染得到有效控制，成土母质中的镉成为土壤中镉的主要来源。研究操作性强、效果明显的改变土壤镉在土壤中存在的形态和迁移方向，是提出解决土壤镉污染问题的依据。生石灰资源丰富、价廉物美，调节土壤酸碱度作用明显，对土壤镉变迁有比较明显的影响。     

煤矸充填复垦土壤可溶性镉的分布特征与运移模拟

在现场调查研究煤矸石充填复垦地上覆土壤可溶性镉含量的基础上,应用田间小区试验,模拟土壤可溶性镉的迁移特征。结果表明,土壤可溶性镉在时间和空间维度上都具有明显的分布特征:可溶性镉浓度沿剖面深度逐渐递增,即离煤矸石层越近,浓度越高;随时间推移,土壤下部接近煤矸石处,可溶性镉浓度的富集现象存在。模型模拟结果显示,由于土壤毛管力作用,接近煤矸石层的土壤可溶性镉浓度每年可增加10%左右,但表层土壤(0~40cm)增加速度缓慢或反而有所下降。尽管如此,由于植物根系活动,煤矸石中镉析出具有一定的生态环境风险。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示:直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示:土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实:营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示:土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮含量的变化

土壤微生物生物量虽然仅占土壤有机碳的5%,但在有机质分解与养分循环过程中扮演重要角色。采用空间替换时间的方法在我国亚热带地区选取杉木人工林5年、8年、21年、27年和40年等5个不同林龄,测定了土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮含量以及土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮含量,探究不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮组分的变化特征。结果表明:不同林龄杉木人工林中,5年生林分土壤铵态氮含量显著高于8年生和40年生林分。27年生和40年生林分土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著高于5年生和21年生林分。5年生杉木的微生物生物量碳(MBC)含量显著低于其他林龄,21年生林分土壤微生物生物量氮(MBN)含量最低。土壤硝态氮和全碳与土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮具有相关性,土壤微生物生物量碳与土壤全碳、全氮之间关系密切。研究结果表明,不同林龄杉木人工林土壤微生物碳氮库的大小可能与土壤养分有关。     

土壤可溶性有机态氮的释放动力学研究

本文研究了化学诱导下荷兰8个土样可溶性有机态氮的释放动力学。结果表明,土壤可溶性有机态氮的释放符合一级动力学方程 N_t=N_o(1-e~(-kt)),N_o 和土壤有机碳、全氮无明显相关性,但与0.01mol/L CaCl_2提取的可溶性有机氮相关密切。N_o 可能反映了土壤的本质属性,有助于评价土壤有效性氮素水平。     

不同惰性有机碳物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响

通过温室盆栽试验和土壤培养试验,研究镉污染土壤和模拟镉污染土壤中加入草炭、活性碳和风化煤3种物料对土壤镉赋存形态和生物有效性的影响,探讨其作为重金属镉污染土壤修复剂的可行性.研究结果表明:3种有机碳物料均降低了土壤pH值,镉污染土壤加入不同惰性有机碳修复剂后,土壤中醋酸铵提取态Cd含最和DTPA提取态Cd含量变化不明显...