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。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.     

干旱区绿洲农田耕作层土壤有机碳空间变异特征分析

在新疆干旱区绿洲农田区的玛纳斯县选取了180个土壤调查点,测定了耕作层（0~30 cm）有机碳含量,并运用地理信息系统技术和地统计学方法绘制了主要农田区土壤有机碳的空间分布图.结果表明,指数模型可以较好的拟合研究区耕作层土壤有机碳的空间结构,其决定系数达到了显著水平（P ＜0．05）;有机碳主要分布在研究区的西北部和中部区域,东部区域含量相对较低,主要受灌溉及土壤质地等因素的影响,粘质土壤与有机碳含量的相关性达到极显著水平（P ＜0．01）.     

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

覆膜免耕对玉米间作豌豆农田土壤有机碳和氮的影响

借助2013年在河西绿洲灌区建立的不同耕作措施长期定位试验,通过探究耕作措施与种植模式对土壤有机碳和氮的变化特征,以期为构建试验区农田高效生产技术提供理论依据。试验设置耕作方式和种植模式两个因素,包括传统覆膜耕作（CT）和覆膜免耕（NT）2种耕作方式;单作玉米（M）、玉米间作豌豆（M/P）、单作豌豆（P）3种种植模式,共6个处理;通过分析不同种植模式下0~20 cm、20~40 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮、铵态氮和C/N,明确覆膜免耕对禾豆间作农田土壤碳氮的影响。结果表明：与传统覆膜耕作相比,覆膜免耕显著增加0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,2 a平均分别增加4.8%、  5.3%、11.1%、17.8%,同时也增加20~40 cm土壤的有机碳、硝态氮和铵态氮含量,但对全氮含量影响不显著。在覆膜免耕措施下,玉米间作豌豆较单作玉米显著提高0~20 cm土层土壤有机碳、全氮、硝态氮和铵态氮含量,分别提高4.6%、7.0%、14.5%和21.6%,而20~40 cm土层中仅土壤全氮含量无显著差异。覆膜免耕较传统覆膜耕作降低0~20 cm土层的C/N,而种植模式之间土壤C/N表现为玉米间作豌豆小于单作玉米。相对于其他处理,覆膜免耕玉米间作豌豆体系能有效提高土壤有机碳、全氮及其组分。因此,在河西绿洲灌区玉米间作豌豆体系中,覆膜免耕玉米间作豌豆为该区域高效、可持续种植模式。     

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】 研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】 在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园 > 枣麦间作 >小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作 > 枣园 >小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P< 0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P< 0.05)。【结论】 新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。     

茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征

 【目的】弄清茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征,以期反映退耕还茶模式对土壤团聚体及其养分循环的影响,为协调区域土地利用及退耕还林（茶）工程的实施提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,以撂荒地和桉树人工林为对照,就茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征进行了研究。【结果】（1）茶园和对照撂荒地、桉树人工林土壤团聚体中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于＜0.25 mm团聚体中;（2）茶园及对照地土壤微生物量碳、氮含量则基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮含量最大值分布于5—2 mm团聚体中,茶园土壤除了＜0.25 mm团聚体外,其微生物量碳、氮的含量均高于撂荒地和桉树人工林同直径团聚体;（3）茶园及对照地土壤团聚体微生物熵基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体微生物熵最大值分布于5—2 mm团聚体中,其分布规律与微生物量碳、氮基本一致。【结论】与撂荒地、桉树人工林相比,茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮较为丰富,大团聚体中的含量尤为突出,表明退耕还茶是研究区一种较为理想的退耕模式。     

崇明岛不同类型河岸带土壤碳氮分布特征简

研究了崇明岛4种不同类型河岸带土壤有机碳、氮素含量及其垂直分布特征,结果表明土壤有机碳和全氮含量的变化范围分别为3.13～ 21.34和0.40 ～ 1.97 g/kg.与参考断面相比,林地、灌木林地和草地河岸带土壤有机碳和全氮含量随土壤深度增加而降低,且垂直差异性明显大于菜地河岸带和参考断面.菜地河岸带土壤有机碳含量呈先上升后下降的趋势,最高值出现在10 ～ 20 cm土层,其有机碳和全氮含量的垂直差异性较小.有机碳与全氮呈显著正相关（P＜0.01）,与铵态氮和硝态氮呈显著正相关（P＜0.05）,表明有机质的分解是河岸带土壤氮素的重要来源.     

黄土丘陵区退耕植被土壤水分·可溶性碳氮的变化特征

[目的]研究黄土丘陵区植被恢复过程中土壤水分、可溶性碳氮的变化特征。[方法]选择刺槐(乔木)、柠条(灌木)、撂荒地(草地)3种退耕植被为研究对象,以坡耕地为对照,研究不同退耕植被下土壤水分、可溶性碳氮的季节和垂直分布。[结果]土壤水分、可溶性碳氮均受季节变化的影响,其中土壤水分表现为先降低后增加的趋势,可溶性碳氮的趋势相反;此外,与耕地相比,3种退耕植被土壤水分、可溶性碳氮均有较大的提高;随着土层的加深,土壤水分在表层(0~30 cm)整体表现为撂荒地较林地低,而30~200 cm土层,表现为撂荒地大于林地,深层土壤水分变化不显著。可溶性碳氮在0~30 cm土层也表现为随着土层的增加而递减趋势,且显著受土层变化的影响(P0.05)。另外,土壤水分、可溶性碳氮存在着显著相关性(P0.05)。[结论]该研究阐明了黄土丘陵区典型退耕植被的土壤水分、可溶性碳氮的动态变化规律,为进一步分析和评价黄土丘陵区土壤养分状况提供科学依据。     

膜下滴灌连作棉田土壤有机碳及其活性变化分析

【目的】研究不同连作年限膜下滴灌棉田土壤有机碳变化特征,为连作棉田有机碳储量估算、固碳潜力分析提供支撑。【方法】采用田间调查、取样测定方法,分析不同连作年限下(L₅、L₁₂、L₁₇、CK)0~40 cm土层土壤有机碳含量、易氧化有机碳、有机碳密度、土壤容重及碳库活度和碳库管理指数变化。【结果】随连作年限的延长,棉田土壤有机碳含量在时间尺度上表现为先增后降,连作1~5a时土壤总有机碳增加,连作5~17 a时总有机碳显著下降;在空间尺度上,有机碳含量表层0~20 cm大于20~40 cm土层含量;不同连作棉田土壤易氧化有机碳和土壤有机碳密度也表现出与总有机碳相同的变化趋势。随种植年限增加各土层土壤容重变化趋势总体为逐渐增大,L₁₇＞L₁₂＞L₅＞CK在空间尺度上,土壤容重随土层深度增加逐渐增大。在时间和空间尺度上,土壤碳库活度均表现为逐渐减小。【结论】长期膜下滴灌,短期连作可以提高土壤总有机碳、易氧化有机碳含量,随着连作年限延长,土壤有机碳和活性有机碳含量均显著下降,土壤碳库管理指数下降,土壤质量降低,土壤肥力受影响。     

塔里木盆地北缘绿洲不同土地利用方式土壤有机碳、无机碳变化及其土壤影响因子

以塔里木盆地北缘典型绿洲阿拉尔垦区为靶区,结合经典统计学和冗余分析技术,研究绿洲7种土地利用类型土壤有机碳、无机碳含量与土壤理化因子的分异规律及相关性。统计分析显示,研究区不同土地利用类型土壤有机碳、无机碳含量在各土层具有不同的分布格局,相同土层不同类型间的分布存在一定差异。0~20、20~50和50~80cm土层有机碳含量均值分别为6.97、2.95和2.45g/kg,无机碳含量为4.83、5.25和3.48g/kg;在0~20cm土层中,有机碳含量以天然林最高、沙地最低,无机碳表现为棉田、盐碱地、荒草地、沙地含量显著高于其他3种类型;20~50cm土层中,有机碳含量最高值出现在天然林、人工林中,且显著高于荒草地和沙地,无机碳分布与0~20cm土层保持一致;50~80cm土层中,果园、棉田有机碳含量显著高于沙地,各类型无机碳含量差异不显著。冗余分析结果表明:土壤有机碳含量与全氮、土壤含水量呈极显著正相关(P0.01),与容重极显著负相关(P0.01),无机碳含量与全盐呈极显著正相关(P0.01),与全氮、土壤含水量、速效钾呈极显著负相关(P0.01),pH、有效磷则与土壤有机碳和无机碳含量的相关性均未达显著水平(P0.05);各理化因子对土壤有机碳、无机碳含量影响的重要性排序为:全氮容重土壤含水量有效磷速效钾全盐pH。     

民勤绿洲弃耕地土壤活性有机碳和氮变化特征及影响因素

【目的】了解民勤绿洲弃耕地不同土层土壤活性有机碳、氮演变特征.【方法】以民勤绿洲区不同年限弃耕地为研究对象,以常规耕地为参照,通过野外调查取样和室内测试分析,测定土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)、颗粒有机碳(POC)、颗粒有机氮(PON)、易氧化碳(ROC)含量.【结果】弃耕后土壤活性有机碳、氮含量呈现明显的分层现象,短期弃耕(3a)后0~20cm土层土壤MBC、MBN、POC、PON和ROC分配比例高于常规耕地(0a),并和其他弃耕地构成显著差异(P0.05).20~40cm土层,弃耕地土壤POC、PON和ROC分配比例和常规耕地差异不显著,但是MBC和MBN的分配比例和常规耕地差异显著(P0.05).深层土壤氧化稳定系数(Kos)明显高于表层土壤,而且长期弃耕地Kos值显著高于常规耕地和短期弃耕地(3a).【结论】弃耕有利于土壤活性有机碳、氮在0~20cm土层中的形成和累积,而且该土层中活性有机质的分配比例也明显高于常规耕地,弃耕能提高土壤有机质的氧化稳定性,深层土壤表现的尤为突出.     

马尾松天然林土壤碳氮磷含量与碳密度的关系

基于江西中部马尾松天然林不同生长阶段土壤性质测定,探讨其不同林龄土壤碳密度及其垂直分布规律,分析不同土层土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间的关系。结果表明:各龄组土壤有机碳和全氮含量均随土层的加深而降低,且表层（0~10 cm）含量显著高于其他各层,各土层间全磷含量无显著性差异;土壤有机碳密度整体上呈随土层深度的增加而降低的趋势,平均有机碳密度为10.09 kg·m^-2,主要分布在0~50 cm;土壤有机碳密度与土壤碳氮磷含量之间相关性在表层均达显著水平（p<0.05）。     

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。     

科尔沁沙地樟子松疏林草地土壤有机碳及其稳定性特征

[目的]探讨科尔沁沙地半干旱区樟子松疏林草地土壤有机碳及其稳定性。[方法]通过分析林内0～5、5～10、10～20和20～30cm层土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)以及土壤易氧化有机碳(Clab)含量,揭示樟子松疏林草地SOC含量及其稳定性。[结果]樟子松疏林草地SOC含量随土层深度的增加而降低,由表层(0～5 cm)的6.77 g/kg降到深层(20～30 cm)的3.51 g/kg,下降了约48%;MBC在土壤空间分布上表现为先降低后增加,Clab含量呈相同的变化趋势。[结论]随着土层深度的增加,樟子松疏林草地Clab含量升高,表明樟子松疏林草地SOC的稳定性随土壤深度的增加而降低。     

耕地造林和撂荒2种植被恢复方式碳储量差异

为了解耕地在造林和撂荒这2种恢复方式下生态系统碳储量的差异和分配特征,并为估算森林碳汇提供基础数据支撑,在2016年7-8月,采用野外样地调查并结合室内测定对湖南会同恢复14 a的退耕还林地（即耕地造林）和农田撂荒地（即耕地撂荒）进行植被、凋落物以及土壤碳储量的调查。结果表明:①退耕还林地的生物量碳储量显著（P < 0.05）高于农田撂荒地。其中,退耕还林地的乔木层碳储量高于农田撂荒地,并且前者是后者的2.76倍,但灌木层和草本层正好相反。②耕地在2种恢复方式下土壤碳质量分数均随土壤深度的增加而依次减小。农田撂荒地土壤碳储量随土壤深度的增加也依次减小,但退耕还林地土壤碳储量的大小为20~40 cm > 0~10 cm > 40~60 cm > 10~20 cm > 60~80 cm。退耕还林地0~80 cm深土壤碳储量略高于农田撂荒地,但两者没有显著差异（P > 0.05）。③退耕还林地生态系统碳储量要高于农田撂荒地。2种恢复方式下各组分碳储量大小均为土壤层>乔木层>凋落物层>草本层>灌木层。研究显示,在试验时段内,耕地采用造林的方式其固碳能力要优于撂荒的方式。     

不同植茶年限土壤团聚体有机碳的分布特征

【目的】探索和了解茶园土壤有机碳的稳定性及碳固持能力。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,开展植茶年限为15 a、22 a、30 a和50 a土壤团聚体有机碳分布特征研究。【结果】随着土壤团聚体粒径的减小,团聚体总有机碳、活性有机碳、颗粒有机碳、水溶性有机碳和可矿化碳含量增加,最大值主要集中于＜0.25 mm、0.5—0.25 mm团聚体中,而团聚体微生物量碳含量则随粒径减小而先增加再减小,最大值分布于5—2 mm团聚体中,团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例随团聚体粒径减小而减小;随植茶年限的延长,团聚体中总有机碳含量增加,活性有机碳和颗粒有机碳先降低再增加,植茶22 a时含量最低,而水溶性有机碳、可矿化碳和微生物量碳则呈现先增加再降低的趋势,植茶30 a时含量最高,且团聚体中各组分有机碳占总有机碳比例均随着植茶年限的延长呈现下降的趋势;土壤团聚体总有机碳以及各个碳组分含量均为0—20 cm土层大于20—40 cm土层,而土壤团聚体各组分有机碳占总有机碳的比例均为20—40 cm土层大于0—20 cm土层。【结论】较小粒径团聚体有机碳稳定性较强,土壤有机碳固持能力存在临界植茶年限;0—20 cm土层碳汇效应较20—40 cm土层强。     

土地利用方式对荒漠土壤有机碳和养分含量的影响

以未开垦荒漠土壤为对照,研究土地利用方式对荒漠土壤有机碳、全氮和速效磷含量的影响.结果表明,与未开垦荒地相比较,玉米地和刺槐苗圃地土壤总有机碳含量在0-20 cm土层深度分别增加了32%-68%和27%-136%,但是苜蓿地仅在0-10 cm土层增加了48%.在0-20 cm土层深度,玉米地颗粒有机碳含量增加了143%-167%,而苜蓿地和刺槐苗圃地则仅在0-10 cm土层分别增加了217%和550%.在0-30 cm土层深度,玉米地和刺槐苗圃地矿物结合态土壤有机碳含量与未开垦荒地之间差异不显著,而苜蓿地则显著低于未开垦荒地.不同土地利用方式之间矿物结合态有机碳含量的这种变化主要是由于土壤粘粒含量的变化所引起(r=0.69,P<0.01).玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤全氮含量分别增加了61%和64%,而苜蓿地全氮含量变化不大;玉米地和刺槐苗圃地0-30 cm土层土壤速效磷含量变化不显著,而苜蓿地则降低了80%.     

黄土丘陵区几种退耕还林地土壤固存碳氮效应

探讨了黄土丘陵区退耕10a和30a的柠条、刺槐、油松及侧柏林地0～60cm不同土层有机碳、氮数量和分布的变化特征。结果表明:相比坡耕地,退耕还林10a后,仅侧柏与油松林地各土层有机碳、氮含量和密度显著提升。退耕还林30a与10a相比,各土层有机碳含量增幅表现为侧柏>油松>刺槐>柠条,总体0～60cm土层碳固存速率分别达到1.06、0.71、0.43、0.36mgC·hm-2·a-1;氮固存速率以刺槐最高,达到0.051mgN·hm-·2a-1,其他还林地固存氮速率接近,为0.014～0.026mgN·hm-·2a-1。30a还林有机碳的增加主要来自0～20cm土层,平均贡献达51.9%,而全氮增加除刺槐林地外,主要来自40～60cm土层,平均贡献达42.5%。各还林地C/N仅在0～20cm表层均有显著提高,但有机碳与氮均表现出显著的回归相关性。综上,长期退耕还林地能够固存碳氮,且以侧柏林地提升有机碳库较佳,而刺槐林地提升氮库较好。     

耕作方式与秸秆还田对麦田土壤有机碳积累的影响

通过大田定位试验,研究了稻麦两熟制下耕作方式与秸秆还田对麦田土壤总有机碳积累的影响。结果表明:秸秆还田可以显著提高土壤总有机碳和土壤微生物生物量碳的含量,其中旋耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤总有机碳含量提高了37.19%,翻耕+连续3季稻麦秸秆还田处理使土壤微生物生物量碳含量提高了62.88%;翻耕处理的15～25 cm土层土壤总有机碳和微生物生物量碳含量显著高于旋耕处理;在相同秸秆还田方式下,旋耕处理的0～7 cm和7～15 cm土层的微生物熵显著大于翻耕处理,而15～25 cm土层的则相反。