侵蚀红壤区不同人工植被恢复下的土壤肥力比较

人工重建植被是土壤侵蚀区植被恢复、提高土壤质量的主要途径之一。选择适宜的人工植被对快速恢复侵蚀土壤质量具有重要参考意义。主要研究了侵蚀红壤人工栽植马尾松林、胡枝子林和樟树林近20年后不同土层养分含量和土壤酶活性，综合评价了这3种不同植被类型对侵蚀红壤肥力重建的效果。结果表明，3种植被恢复的侵蚀红壤养分含量都显著增加，胡枝子林土壤养分含量显著高于马尾松和樟树林土壤；从以养分含量和土壤酶权重计算的土壤肥力综合指标值（IFI）来看，胡枝子和马尾松林土壤IFI值都显著高于樟树林地；在土壤剖面构造上，胡枝子林地表层和亚表层厚度显著大于马尾松和樟树林地。综合来看，对侵蚀红壤肥力重建效果最好的为胡枝子，其次为马尾松，再次为樟树。     

植灌促林过程中碳贮存的变化

在长汀河田八十里河流域,以采取植灌促林生态恢复措施后严重侵蚀地生态系统为研究对象,分析讨论严重侵蚀退化生态系统在实施恢复措施后的固碳功能和土壤质量的变化。研究表明:经过恢复措施,土壤的碳贮量为54.14 t/hm2,为光板地的3.23倍;其中土壤表层的可溶性有机碳(DOC)含量为0.65 g/kg,为光板地的1.1倍;土壤微生物碳(MBC)含量为1.46 g/kg,分别为光板地和风水林的18.25、4.56倍。表明经实施生态恢复,土壤吸存了更多的碳,表现出碳贮存增加的趋势。     

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。     

福建省土壤有机碳密度和储量的估算

根据福建省第2次土壤普查的基本数据对福建省土壤有机碳储量和密度进行估算,结果表明福建省土壤有机碳总储量为1 575 661×106 t,平均有机碳密度为145 23 t·hm-2,高于全国平均水平.红壤、黄壤和水稻土作为福建省面积分布最广的土壤类型,其有机碳储量占福建省土壤有机碳总储量的93 81%;其有机碳密度分别为146 107 t·hm-2、257 675 t·hm-2和111 633 t·hm-2,均高于全国平均水平.     

江西省4种主要森林类型土壤有机碳特征比较

利用64个样地实测数据,运用SPSS软件,以江西省杉木林、马尾松林、阔叶林、针阔混交林4种主要森林类型为研究对象,比较分析了土壤有机碳分布特征及其与土壤容重的关系。结果表明:江西省4种主要森林类型的土壤有机碳含量在1 m土壤剖面分布均表现为:表层>亚表层>底层,森林土壤有机碳主要分布在土壤表层,在同一土壤层次均表现为阔叶林>针阔混交林>杉木林>马尾松林,不同森林类型和土壤层次有机碳含量差异性明显;4种森林类型在不同土壤层次土壤有机碳含量均与容重呈显著负相关;森林土壤有机碳密度阔叶林(13.2265±1.18197 kg/m2)>针阔混交林(11.1804±1.78677 kg/m2)>杉木林(9.1065±1.18197 kg/m2)>马尾松林(6.2019±0.94853 kg/m2),不同森林类型的土壤有机碳密度差异性显著,江西省主要森林类型的土壤有机碳密度为10.1740±0.6935 kg/m2。     

江西省4种主要森林类型土壤有机碳特征比较

利用64个样地实测数据,运用SPSS软件,以江西省杉木林、马尾松林、阔叶林、针阔混交林4种主要森林类型为研究对象,比较分析了土壤有机碳分布特征及其与土壤容重的关系。结果表明:江西省4种主要森林类型的土壤有机碳含量在1 m土壤剖面分布均表现为:表层>亚表层>底层,森林土壤有机碳主要分布在土壤表层,在同一土壤层次均表现为阔叶林>针阔混交林>杉木林>马尾松林,不同森林类型和土壤层次有机碳含量差异性明显;4种森林类型在不同土壤层次土壤有机碳含量均与容重呈显著负相关;森林土壤有机碳密度阔叶林(13.2265±1.18197 kg/m2)>针阔混交林(11.1804±1.78677 kg/m2)>杉木林(9.1065±1.18197 kg/m2)>马尾松林(6.2019±0.94853 kg/m2),不同森林类型的土壤有机碳密度差异性显著,江西省主要森林类型的土壤有机碳密度为10.1740±0.6935 kg/m2。     

侵蚀红壤植被恢复过程中土壤呼吸与土壤性质的关系

土壤性质是影响土壤呼吸的重要因素。研究了植被恢复对红壤侵蚀裸地土壤呼吸的影响,并探讨了土壤呼吸速率与土壤性质的关系。红壤侵蚀裸地土壤呼吸年平均速率仅0.43μmo.lm-.2s-1,恢复为百喜草地、板栗园和马尾松林后土壤呼吸速率增加了3.3-6.1倍,但仍显著低于次生林的土壤呼吸速率。土壤呼吸速率与土壤表层0-20 cm内有机C、全N、有效性N、C/N均有显著的正相关关系,但除C/N外,其相关性均随取样深度增加而下降。而土壤呼吸速率与土壤全P、有效P、全K、速效K没有显著相关关系,与土壤容重和土壤表层团聚体破坏率则呈显著负相关。因此,在红壤严重侵蚀地恢复过程中,土壤性质的恢复尤其是C、N和表层土壤结构是决定土壤呼吸速率大小的重要因素。     

鄱阳湖地区长期施肥双季稻稻田生态系统净碳汇效应变化特征

以江西省红壤所长期施肥红壤水稻土双季稻农田生态系统为研究对象,利用不同施肥年限作物的产量及土壤有机质含量等测定数据,结合调查获得的生态系统物质和管理投入资料,估算了不同施肥处理双季稻生态系统的碳汇效应和经济效益,并比较了不同施肥年限农田生态系统碳汇效应的变化特征.结果表明:有机肥与无机肥配施处理的净碳汇效应最强为-8.78tC·hm-2·a-1,不施肥处理的净碳汇效应最弱为-4.86tC·hm-2·a-1,加倍施加化肥虽提高了系统的净碳汇效应,但是作用不显著;不同施肥年限,相同施肥条件农田的作物固碳量和净碳汇效应没有显著性差异,但是土壤固碳量变化显著,施加有机肥可以维持和提高土壤的同碳能力平均达到0.41 tC·hm-2·a-1,在追求更高作物固碳量同时,提高和维持土壤的固碳能力也是提高农田碳汇效应的有效途径.有机肥与无机肥配施处理的平均经济效益为17 568 CNY·hm-2·a-1,也高于其他施肥处理.因此,适当施加有机肥不仅可以大幅提高农田生态系统的碳汇效应,还可以显著提高农业生产的经济效益,是实现低碳、高值农业的最有效措施之一.     

梅江区不同森林类型土壤物理性质研究

采用区域调查和定位试验方法,系统研究梅江区不同森林类型土壤物理性质及其对水源涵养功能的影响。结果表明,在4种林地中,表层土壤砂粒含量以马尾松林地为最高,天然常绿阔叶林地最低;黏粒含量大小为马尾松林地<人工桉树林地<灌木林地<天然常绿阔叶林地。表层土壤容重和比重马尾松林地为最大,灌木林地次之,天然常绿阔叶林地最小;孔隙度与自然含水量则为天然常绿阔叶林地>人工桉树林地>灌木林地>马尾松林地。在土层垂直方向上,阔叶林地的物理性质变化差异较大,针叶林相对较小。     

不同森林类型土壤肥力状况及水源涵养功能的研究

从不同森林类型土壤肥力状况及涵养水源的角度,对巢湖低丘3种森林类型和1个新造未成林地的土壤肥力和涵养水源功能进行了分析研究.结果表明:阔叶林、毛竹林能增加土壤有机质含量,改善土壤养分状况;马尾松林能提高土壤有效P含量;各森林类型林地枯落物贮水量大小依次是:阔叶林(16.91 t·hm-2)＞毛竹林(7.653 t·hm-2)＞马尾松林(2.83 t·hm-2)＞新造未成林地(2.721 t·hm-2);土壤持水量大小依次是:毛竹林＞阔叶林＞马尾松林＞新造未成林地;阔叶林和毛竹林较马尾松针叶林有更好的涵养水源功能,是退耕还林的首选.     

我国南亚热带几种人工林生态系统碳氮储量

以我国南亚热带格木(Erythrophleumfordii)、红椎(Castnopsis hystrix)和马尾松(Pinus massoniana)人工林为研究对象,对其碳氮储量及分配格局进行研究.结果表明,不同树种体内碳的分布与器官年龄的关系不明显,而氮的分布与年龄的关系则较为密切,表现为幼嫩器官中的氮含量大于老化器官,而老化器官的C/N比值大于幼嫩器官.格木人工林生态系统内各组分的氮含量均高于其他两种人工林生态系统,并且3种人工林生态系统碳氮在土壤表层具有明显的富集作用.格木、红椎和马尾松人工林碳储量分别为236.22、267.84、200.57 t/hm2,氮储量分别为17.91、12.38、10.59 t/hm2.乔木层碳储量分别占42.57％、36.31％和40.28％,0-100 cm土壤碳储量分别占55.77％、62.52％和57.83％;氮储量则是土壤占绝对优势,分别为92.00％、93.72％和95.53％.说明3种人工林生态系统碳氮储量主要分布在土壤中,且红椎人工林生态系统具有较高的固碳能力.     

Long-term spatial and temporal variations of soil organic carbon in the Handan region in Northern China

We carried out a long-term study and a systematic analysis on the spatial and temporal variations of the soil organic carbon contents in the counties of Handan Prefecture in Hebei Province, on the North China Plains. The analysis was based on the data collected in soil surveys conducted in 1980, 1993 and 2003, as well as the data from specific investigations using GIS and GPS receivers. The soil organic carbon content was higher in the western mountainous region than in the eastern plain region in 1980, and the difference in the average values was 17.745 t·hm⁻². The soil organic carbon content was influenced by natural factors, such as climate and rainfall. In 1993, the soil organic carbon content showed an upward trend in the eastern plain region and a downward trend in the western mountainous region. The difference in the average values was 16.641 t·hm⁻². The changing trend reflected the changes in farming practices where traditional farming was changed into modern farming gradually by increasing farming investment and output of grains. In 2003, the soil organic carbon content was high on the whole, and the difference in the average values was 16.984 t·hm⁻², where the influence of human factors played an important role. In Cixian, Linzhang, Wuan and Handan counties, the increased value of soil organic carbon in the cultivated land exceeded 3.915 t·hm⁻² due to the advocated application of straw and farmyard manure in these counties, but in Weixian, Jize and Quzhou counties, the soil organic carbon content was maintained or showed a slight decrease (−0.008-−1.727 t·hm⁻²). To increase carbon sequestration in soil, adoption of conservation tillage to increase soil organic carbon storage in the soil is recommended.     

陕北黄土区不同林地土壤有机碳含量研究

为探究黄土高原植被恢复对深层土壤碳库的影响,选取退耕还林第一县陕北吴起县金佛坪流域5种植被恢复类型（山杏林（Armeniaca sibrica）,油松林（Pinus tabulaeformis）、沙棘林（Hippophae rhamnoides）、刺槐林（Robinia pseudoacacia）、小叶杨林（Populus simonii））和以自然恢复为主的荒草地为研究对象,通过调查0～1 000 cm土层土壤有机碳含量,并计算土壤有机碳储量,分析不同植被类型的土壤有机碳剖面分布和差异。结果表明：在总体上,土壤有机碳在0～60 cm出现快速下降,60～1 000 cm出现不明显的波动变化,其中40～260 cm土层,小叶杨林地土壤有机碳含量明显最高。不同植被恢复都具有固碳效益,且不同植被土壤有机碳含量差异显著（P＜0.05）。不同植被土壤有机碳储量：小叶杨（18年）（301.51 t·hm^-2）＞刺槐（19 年）（249.86 t·hm^-2）＞沙棘（18年）（242.14 t·hm^-2）＞山杏（8年）（226.08 t·hm^-2）＞油松（5年）（182.91 t·hm^-2）＞荒草地（160.45 t·hm^-2）,这可能是由于不同树龄和植被类型导致的结果。深层（100～1 000 cm）土壤有机碳储量占0～1 000 cm剖面有机碳储量的73%～84%。深层土壤有机碳含量颇丰,在今后碳汇评估中不容忽视。     

水氮管理对麦后复播大豆土壤固碳效应和产量的影响

为探求伊犁河谷地区复播大豆高产低碳的水氮管理组合,为建立高产固碳农业技术提供一定理论依据,2012—2014年于伊宁县开展了不同水氮管理对复播大豆土壤总有机碳、碳库管理指数及产量影响的田间试验。采用水、氮二因素裂区试验设计,设置4个灌水量处理:3000(W1)、3600(W2)、4200(W3)、4800(W4)m~3·hm~(-2);设置3个施氮量处理:0(N0)、150(N1)、300(N2)kg·hm~(-2)。结果表明,随着施氮量或灌水量的增加,土壤有机碳、活性有机碳和非活性有机碳含量均呈现"先增后降"的趋势,且均在W3N1组合处理下达到最大,且其碳库管理指数和产量均达到最大。大豆产量与土壤有机碳、活性有机碳、碳库管理指数均存在正相关关系,且与活性有机碳的相关系数最大,达0.898,说明W3N1组合处理不仅更有利于土壤有机碳的固定,而且有利于复播大豆产量的提高。     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

城市森林碳汇及其抵消能源碳排放效果——以广州为例

城市森林及其管理相关政策作为减少CO₂排放的有效策略得到了较为广泛的关注。采用材积源生物量方程与净初级生产力方法来定量分析了广州市城市森林碳储量和碳固定量,根据化石能源使用量及其碳排放因子核算了广州城市能源碳排放,最后评估了城市森林碳抵消效果。结果显示广州市城市森林碳储量为654.42×10⁴t,平均碳密度为28.81 t/hm²,而森林碳固定量为658732 t/a,平均固碳率为2.90 t·hm^-2·a^-1。2005-2010年广州市年均能源碳排放则达到2907.41×10⁴t。广州城市森林碳储量约为城市年均能源碳排放的22.51%,其通过碳固定年均能够抵消年均碳排放的2.27%,不过从城市森林综合效益来看其仍是城市低碳发展重要举措之一。分析了林型组成和林龄结构对于广州森林碳储量和碳固定量的影响,并从森林管理角度为城市森林碳汇提升提出建议。这些结果和讨论有助于评估城市森林碳汇在抵消碳排放中所起的效果。     

施用生物炭后塿土土壤有机碳、氮及碳库管理指数的变化

通过2年4季的田间小区试验,研究了添加0~80 t·hm~(-2)果树枝条生物炭后,土壤总有机碳(TOC)、全氮(TN)、p H、土壤活性有机碳(AOC)、土壤中活性有机碳(MAOC)、土壤高活性有机碳(HAOC)、土壤水溶性有机碳(WSOC)、碳库管理指数(CPMI)的变化及各指标之间的相关性。结果表明:在第四季作物收获后,随生物炭施用量的增加,TOC增加59.80%~180.52%、TN增加13.22%~20.92%、p H增加0.76%~1.28%;HAOC和CPMI均在生物炭用量为60 t·hm~(-2)时达到最大,分别较对照增加70.36%和52.43%;AOC前两季在生物炭用量为40 t·hm~(-2)时达到最大,后两季在生物炭用量为60 t·hm~(-2)时达到最大,而整个试验期内各施炭处理分别比对照增加18.46%~73.42%;WSOC在前三季随生物炭用量的增加而降低,且各施炭处理分别比对照低8.00%~42.77%。相关性分析表明,除MAOC外,上述各指标均与生物炭用量呈显著相关关系(P0.05)。研究认为,施用生物炭能提高土壤总有机碳、全氮含量和土壤碳库管理指数,有利于改善土壤质量,提高土壤肥力,为农田土壤可持续利用和生物炭作为土壤改良剂的应用提供科学依据和参考价值。     

活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的研究

为了解活性铁铝矿物对农田土壤有机碳固定的贡献，量化了重庆西部地区不同土壤类型与耕作制度下61个典型农田土壤的表层（0~30 cm）、中层（30~60 cm）、底层（60~100 cm） 3层的活性铁铝矿物所固定的有机碳量（OC_Fe-Al）。结果表明：OC_Fe-Al表现为表层（均值2.02 g·kg^-1） > 中层（均值1.37 g·kg^-1） > 底层（均值1.19 g·kg^-1）；OC_Fe-Al占土壤总有机碳的范围为12.8%~83.6%。3层土壤的活性铁铝矿物平均固碳量，在不同土壤类型中，石灰岩土最高（1.83 g·kg^-1），紫色土最低（1.40 g·kg^-1）；在不同耕作制度中，水旱轮作用地最高（1.65 g·kg^-1），旱作用地最低（1.50 g·kg^-1）；在不同地形中，陡坡地最低（0.97 g·kg^-1），平地（1.53 g·kg^-1）与缓坡地（1.54 g·kg^-1）较高；OC_Fe-Al与土壤Fe、Al及TOC含量呈显著正相关（P<0.01），与土壤pH呈显著负相关（P<0.01）。总体而言，活性铁铝矿物固碳是土壤固碳的重要机制且对底层土壤碳库的贡献率更大；而土壤类型、耕作制度、土壤pH等均会影响活性铁铝矿物对土壤有机碳的固定。     

秸秆还田与氮肥配施对中南地区稻田土壤固碳和温室气体排放的影响

秸秆还田和氮肥施用是影响稻田土壤固碳潜力和温室气体排放的重要农作措施。通过研究油菜秸秆全量还田并配合施入不同量氮肥（150、225、300 kg·hm^-2和375 kg·hm^-2）对稻田土壤固碳量和温室气体排放的影响,评估综合增温潜势,对分析秸秆还田配施氮肥对稻田固碳效果有重要作用。结果表明,与单施氮肥和单施秸秆处理相比,秸秆还田配施氮肥显著增加土壤固碳量,秸秆配施氮肥处理固碳量最高值为147.74 kg·hm^-2,比单施氮肥处理平均高出38%。在降低温室效应方面,与单施氮肥相比,秸秆配施氮肥处理显著降低N₂O的累积排放量;与单一秸秆还田处理相比,秸秆配施氮肥处理显著提高水稻产量,降低CO₂的累积排放量,但在一定程度上增加了CH₄的排放。秸秆配施氮肥处理的温室气体强度和综合温室效应分别为0.372、5 394.22 kg CO₂-eq·hm^-2,显著低于单施氮肥处理的0.630、9 339.94 kg CO₂-eq·hm^-2,以及单一秸秆还田处理的0.816、9 872.2 kg CO₂-eq·hm^-2,因此,秸秆还田配施氮肥是降低温室气体排放强度、减缓净温室效应的有效措施。     

有机物料输入对土壤及玉米籽粒重金属来源解析及风险评估

在黄泛冲积区添加不同有机物料可以提升土壤肥力,但是否对土壤环境及作物带来潜在的重金属污染风险尚未知。本研究开展了连续2 a的大田环境监测试验,在玉麦轮作条件下采用随机区组设计,分别为CK(对照,不施有机物料)、M1(有机肥用量6 t·hm~(-2))、M2(有机肥用量12 t·hm~(-2))、M3(有机肥用量18 t·hm~(-2))、S1(秸秆质菇渣用量6 t·hm~(-2))、S2(秸秆质菇渣用量12 t·hm~(-2))、S3(秸秆质菇渣用量18 t·hm~(-2))、B1(木质菇渣用量6 t·hm~(-2))、B2(木质菇渣用量12 t·hm~(-2))、B3(木质菇渣用量18 t·hm~(-2))。通过测定各处理0～20 cm土层土壤以及玉米籽粒重金属含量变化,运用Pearson相关分析和聚类分析探究土壤重金属来源和作物品质与不同有机物料的关系,应用潜在生态风险评价法以及污染负荷指数法对土壤进行污染评价。结果表明:以上不同有机物料投入的综合潜在生态风险危害程度均为中等风险,重金属Cd为主要生态危害贡献因子。等量不同有机物中,施用有机肥处理对玉米产量的影响最显著,但对土壤重金属含量的影响也最大;施用木质菇渣处理提升土壤有机质含量的效果最好,且对籽粒重金属含量影响效果最小。同种物料添加下,土壤及籽粒重金属的含量随着施用量的增加而增加,其中M2、M3、S3处理下玉米籽粒中重金属Pb含量超标(0.2～0.295 mg·kg-1),其超标率为35%。应用污染负荷指数法分析结果表明所有处理土壤单因子Cd污染等级属于重污染等级,但除Cd以外的其他重金属含量都远低于我国农用地土壤污染风险管控最低标准,因此土壤重金属含量整体而言仍属于安全等级。研究表明,目前所有处理的土壤重金属含量属于安全等级,但存在潜在的中等生态风险,部分处理玉米籽粒出现轻微Pb超标现象,从快速提高土壤肥力及最大限度减少土壤重金属和农产品污染风险角度,应减少商品有机肥及秸秆质菇渣的高量施入,提倡施用木质菇渣更有利于土壤环境和农产品健康的可持续发展。