西藏尼洋河流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】系统深入地研究本区域不同土地利用类型对土壤微生物量碳、氮的影响,为该地区土地资源地的合理利用和可持续管理提供科学依据.【方法】以西藏尼洋河流域3种土地利用方式(耕地、草地和林地)的土壤为研究对象,研究了0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm土壤有机碳、有机氮、微生物量碳、微生物量氮和易氧化有机碳含量、分布特征及相互之间的关系.【结果】不同土地利用方式下,林地的土壤有机碳含量高于草地和耕地,土壤有机碳含量垂直变化趋势均随着深度增加而降低的趋势(P0.05),且主要富集在0～20 cm深度的土壤中.土壤有机碳含量在林地、草地和耕地之间差异显著(P0.05),而在耕地和草地之间差异不显著(P0.05).土壤有机氮在耕地与草地和林地之间差异显著(P0.05),而在草地和林地之间差异不显著(P0.05).林地的土壤易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量均高于耕地和草地.土壤易氧化有机碳、微生物量碳和微生物量氮含量变化趋势与土壤有机碳含量变化相似,呈显著的正相关.土壤微生物量碳、氮含量除了受制于土地利用方式外,还受制土壤温度、湿度、pH值和植被类型等因子的交互作用.【结论】土地利用方式的变化显著影响了土壤有机碳和氮、易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量.     

黄土丘陵区不同土地类型表层土壤有机碳分布特征

探明黄土丘陵区不同土地类型土壤有机碳分布特征对该区土地与土壤资源管理具有重要意义。在黄土丘陵区园则沟小流域选择红枣林地、7年撂荒草地、农地、30年撂荒草地4种主要土地利用类型,研究0~100cm土壤有机碳含量分布特征。结果表明,不同土地利用类型土壤有机碳含量均随土层增加而减小。不同深度土壤有机碳含量均表现为7年撂荒草地农地红枣林地30年撂荒草地,且在0~20cm土层不同土地利用类型间差异显著(P0.05)。     

黄土台塬不同土地利用方式对土壤有机碳氧化稳定性及酶活性的影响

以黄土台塬乔木、灌木、乔灌混交、草和农田为对象,进行了不同土地利用方式土壤易氧化态碳、酶活性研究.结果表明:(1)与耕地相比,林地和草地土壤易氧化态碳含量及其分配比例分别提高了171％～218％、55％～71％,碳库指数、碳库活度指数和碳库管理指数(CPMI)分别提高了73％～ 116％、103％～163％和233％～330％,有机碳氧化稳定系数降低了15％～21％(0～5 cm土层).(2)草地和乔木林地土壤过氧化氢酶活性略高于其他;0～5 cm土层,草地和林地土壤碱性磷酸酶、蔗糖酶活性分别高于耕地98％～211％、88％～117％;灌木林地脲酶活性分别高于耕地、天然草地69％和144％.(3)0～5、5～20 cm和20～40 cm土层,CPMI敏感系数为其他参数的1.29～14.58倍;各酶活性相比较,土壤脲酶活性能更好地体现有机碳氧化稳定性强弱和碳库活度,碱性磷酸酶和蔗糖酶活性可较好体现土壤有机碳总体水平和转化程度;4种酶活性与CPMI达显著以上正相关水平.因此,土壤CPMI可作为土地利用方式对土壤影响和碳固定的评价因子.     

不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征

为探讨不同地力玉米田土壤有机碳矿化特征,通过为期196 d的土壤有机碳矿化培养试验,对高、中、低3种不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤进行了研究。结果表明:不同地力玉米田土壤有机碳矿化速率随时间的变化呈现相同的变化趋势,即随培养时间延长,呈现先高后低的变化趋势,最后趋于平稳;但随地力等级的降低,土壤有机碳矿化速率逐渐减小。培养结束时,不同地力玉米田0～20 cm和20～40 cm土层土壤有机碳累积矿化量之间均存在显著性差异(P0.05);低地力土壤有机碳稳定性最差,固存量最小。同一地力,20～40 cm土层土壤有机碳矿化速率和累积矿化量较0～20 cm显著降低(P0.05),表层土壤稳定性较差,不利于土壤有机碳固定。伴随土壤有机碳矿化过程,土壤微生物生物量碳(MBC)和土壤可溶性有机碳(DOC)含量均较初始含量显著降低(P0.05);土壤有机碳潜在矿化势(Cp)与土壤有机碳、全氮、铵态氮、硝态氮、MBC和DOC均呈极显著正相关。土壤有机碳矿化是陆地生态系统碳循环的重要过程,且当地力等级变化时,各土层土壤有机碳的稳定性均受到不同程度的影响。     

高寒灌丛与珠芽蓼草地土壤有机碳的稳定性

在高山草原带选择了以珠芽蓼为主要群落组成的草地、以金露梅为主要群落组成的灌丛和以柳+金露梅为主要群落组成的灌丛,研究土壤有机碳的生物稳定性.研究结果表明,在0~30 cm土层,金露梅灌丛平均土壤总有机碳含量显著低于珠芽蓼草地,但是与柳+金露梅灌丛之间差异不显著.金露梅灌丛和柳+金露梅灌丛土壤粗有机碳、热水溶性有机碳在土壤总有机碳中的比例以及矿化有机碳与微生物量有机碳的比值显著高于珠芽蓼草地.这些结果说明灌丛土壤有机碳的生物稳定性显著低于草本珠茅蓼草地,意味着在过度放牧、砍伐和开垦等人为干扰下灌丛土壤有机碳将更加容易降低.     

温度和土地利用变化对土壤有机碳矿化的影响

[目的]研究温度和土地利用变化对土壤有机碳矿化的影响。[方法]以水田和林地土壤为研究对象,采用室内培养试验,测定土壤有机碳矿化量。[结果]水田和林地土壤有机碳矿化速率变化趋势均为前期较快,后期稳定。土壤有机碳矿化所释放的CO2-C累积量随着培养温度的升高而显著增加（P〈0.05）,温度升高10℃,水田和林地土壤释放的CO2-C累积量分别增加157.8%和135.8%,但林地和水田土壤CO2-C累积量的差异并不明显。[结论]温度对土壤有机碳矿化有明显的影响,而土地利用变化对有机碳矿化没有影响。     

西双版纳热带森林恢复过程中土壤有机碳矿化速率的时空变化

为探究热带次生森林恢复对土壤有机碳矿化的影响,以西双版纳白背桐（恢复初期）和高檐蒲桃（恢复后期）次生热带森林群落为对象,通过室内需氧培养法研究热带森林土壤有机碳矿化速率的时空变化,并采用相关性和主成分分析方法揭示土壤微生物量碳及理化性质对有机碳矿化的影响特征。结果表明,随着次生热带森林的恢复,恢复后期的土壤有机碳矿化速率（4.29 mg·kg^-1·d^-1）显著高于恢复初期（3.50 mg·kg^-1·d^-1）;土壤有机碳矿化速率均呈单峰型季节变化,6月最高（4.78~5.60 mg·kg^-1·d^-1）,且随土层加深而降低,其中0~5 cm土层矿化速率是10~15 cm的1.8~1.9倍;高檐蒲桃群落土壤有机质、易氧化碳、微生物量碳、全N和含水量相较于白背桐群落分别增加了11.3%、30.8%、25.7%、14.3%和23.5%;群落土壤有机碳矿化速率与微生物量碳、有机质、易氧化碳、全N和铵态N呈极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)正相关,其中土壤有机质、微生物量碳和易氧化碳是有机碳矿化的主控因子。西双版纳热带次生森林恢复主要通过改变土壤有机质积累及活性有机碳库组分（如易氧化碳与微生物量碳）来调控土壤有机碳的矿化动态。     

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(英文)

[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60~100cm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30~100cm土层中有机碳、全氮含量变化差异不大。     

城市湿地周边不同土地利用方式下土壤有机碳及其活性组分特征

以安徽省蚌埠市龙子湖湿地周边林地、防护林带、水产养殖地、公园绿地、耕地5种土地利用类型为研究对象,探讨不同土地利用方式对土壤有机碳和活性有机碳组分的影响。结果表明,湿地转变为其他土地利用类型后,土壤有机碳呈现显著的土层表聚性,林地较其他土地利用类型有更强的碳截存能力。同种土地利用方式下,土壤易氧化有机碳质量分配比例随土层深度变化产生的变幅范围较小,公园绿地、防护林带和水产养殖地土壤表层颗粒有机碳质量分配比例出现集聚,然而在10 cm以下土层其变化范围较小。土壤有机碳、土壤易氧化有机碳、土壤颗粒有机碳质量分数之间存在极显著（P<0.01）的相关关系,三者在公园绿地与水产养殖地土壤表层质量分数的差异显著性分析结果显示,颗粒有机碳对土地利用方式变化的响应要比土壤有机碳和土壤易氧化有机碳更为敏感。     

不同土地利用方式对喀斯特峰丛洼地土壤团聚体碳、氮、磷分布特征的影响

以贵州茂兰喀斯特自然保护区耕地、退耕还草地、退耕还林地、灌丛和原生林为研究对象,研究不同土地利用方式对0~20 cm土层土壤团聚体有机碳、全氮、全磷的分布特征以及对团聚体中有机碳、全氮、全磷含量的影响。结果表明,与耕地相比,退耕还草地、退耕还林地、灌丛和原生林明显提高了原状土壤及各粒径团聚体土壤有机碳、全氮的含量,而全磷含量则相反;随着粒径的逐渐减小,有机碳、全氮含量在0.25~0.50 mm粒级团聚体中最高。相关分析表明,土壤有机碳、全氮含量均与5、2~5、1~2、0.25~0.50、≤0.25 mm粒级团聚体之间呈极显著相关关系,其中与5粒级团聚体呈极显著负相关,而与0.5~1.0 mm粒级团聚体不相关;全磷含量与有机碳、全氮含量及2~5、0.25~0.50 mm粒级呈极显著负相关,与5、2~5 mm粒级团聚体呈显著相关,而全磷含量与0.5~1.0 mm、≤0.25 mm粒级团聚体间不相关。     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤有机碳储量及其结构的影响

在围封、3个放牧梯度[0.50羊单位·hm~(-2)(G0.50)、0.94羊单位·hm~(-2)(G0.94)、1.25羊单位·hm~(-2)(G1.25)]和开垦5种处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤容重、土壤有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量的影响开展野外监测试验,并利用核磁共振波谱法测定0~20 cm土层土壤有机碳结构。结果表明:同一土层,不同利用方式下,放牧区和开垦区与围封区相比,土壤有机碳含量、有机碳密度有降低的趋势,土壤容重有增加的趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳含量、有机碳密度表现为逐渐降低的趋势。同一处理,随着土层的加深,小针茅荒漠草原土壤容重先降低后增加,而土壤有机碳含量和有机碳密度先增加后降低,在30~40 cm土层达到最大值。放牧和开垦与围封相比,土壤有机碳储量下降。其中,G1.25和开垦区的土壤有机碳储量显著(P0.05)低于围封区。随着放牧强度的增加,土壤有机碳储量逐渐降低。不同利用方式和放牧强度下小针茅荒漠草原土壤有机碳化学组分没有发生变化,各组分的相对比例出现差异。其中,烷氧碳(34.86%~37.85%)、烷基碳(26.05%~33.87%)、芳香碳(10.60%~17.69%)和羰基碳(14.57%~16.90%)是土壤有机碳结构的主要组成成分。放牧区和开垦区与围封区相比,烷基碳和羰基碳的相对比例减小,烷氧碳和芳香碳的相对比例增加,随着放牧强度的增加,烷基碳的相对比例逐渐降低,烷氧碳相对比例逐渐增加。围封草原土壤腐殖化指数最大(表现为围封区开垦区G0.50G0.94G1.25),而芳香性最小(表现为G1.25G0.94开垦区G0.50围封区),说明围封区土壤有机碳更趋稳定,在土壤固碳方面有一定的意义。     

茶园多植物覆盖种植对土壤酶活性和有机碳矿化特征的影响

为量化不同覆盖作物种植模式对茶园土壤酶活性及有机碳矿化特征的影响，以湖北省十堰市郧阳区谭家湾茶园为研究对象开展覆盖作物多样性试验，设置四种覆盖作物种植模式：无覆盖作物（A0）、2种覆盖作物（A1）、4种覆盖作物（A2）、8种覆盖作物（A3），测定茶园0~20 cm和20~40 cm土层的土壤酶活性、有机碳矿化速率以及累积矿化量，并对其进行一级动力学方程拟合，得出有机碳潜在矿化势（C_p）和矿化常数（k）。结果发现，覆盖作物种植小区的土壤酶活性均高于对照小区，0~20 cm土层的酶活性均高于20~40 cm，不同覆盖作物类型对土壤过氧化氢酶和脲酶活性的影响具有显著差异（P<0.05），但对土壤磷酸酶没有显著影响。与过氧化氢酶相比，土壤脲酶、磷酸酶是更重要的土壤碳循环参与者，其活性与有机碳矿化作用之间呈极显著正相关关系（P<0.01），在土壤有机碳分解转化过程中具有重要作用。各处理的土壤有机碳矿化速率均呈现先升高后降低最后趋于平稳的趋势，0~20 cm土层的土壤有机碳矿化速率和累积矿化量均高于20~40 cm土层。0~20 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A3 > A0，20~40 cm土层C_p/k表现为A1 > A2 > A0 > A3，两土层均以A1的土壤有机碳矿化作用最强。A1的微生物量碳和可溶性有机碳均高于其他处理，为作物生长发育提供了充足的养分，pH值也最高，有利于阻抗土壤酸化。     

不同盐渍化程度下滨海盐渍土有机碳矿化规律

为探明滨海盐渍土有机碳的矿化特征及控制因子，在黄河三角洲滨海地区距海由远及近的方向上，采集6种不同盐渍化程度的土壤（距海最近的盐渍土BZ1和BZ2为“光板地”盐渍土，BZ3~BZ6均为农田盐渍土）进行室内培养，测定土壤有机碳的矿化速率，分析土壤理化性质、微生物量、细菌真菌比值等指标与土壤有机碳矿化特征的关系。结果表明：滨海盐渍土的盐渍化程度在距海由远及近的方向上呈升高趋势，其中“光板地”盐渍土BZ2的盐渍化程度最大。在255 d的培养期内，各盐渍土有机碳矿化速率随时间的动态变化均为对数函数关系（P<0.01），表现为培养前期矿化速率较快、中期显著下降、后期趋于平缓，其中“光板地”盐渍土BZ1、BZ2有机碳矿化速率显著小于农田盐渍土BZ3~BZ6（P<0.05）。土壤有机碳累积矿化量随时间的动态变化可以用一级动力学方程拟合（P<0.01），拟合结果表明，不同盐渍化土壤的潜在可矿化碳（C₀）差异显著，“光板地”盐渍土的C₀值显著低于农田盐渍土（P<0.05）。相关性分析表明，土壤有机碳累积矿化量与土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、微生物总量呈显著正相关（相关系数分别为0.975、0.954、0.893），与全盐（TS）呈显著负相关（相关系数为-0.813）；土壤TS与SOC、TN和微生物总量呈显著负相关（相关系数分别为-0.838、-0.876和-0.843），而与细菌真菌比值的相关性不显著（相关系数为0.784）。研究表明，不同盐渍化程度下滨海盐渍土的有机碳矿化规律显著不同，土壤盐分可能是通过影响土壤微生物量、碳氮固持能力来控制滨海盐渍土有机碳的矿化特征，而土壤微生物群落结构的变化对土壤有机碳矿化的影响不显著。     

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。     

城市湿地转变为不同土地利用类型后土壤有机碳垂直分布特征

为阐明人为干扰对城市湿地土壤碳的影响,对由城市湿地转变来的林地、公园绿地、水产养殖地、耕地和防护林带5种土地利用类型不同层次土壤中有机碳(SOC)质量分数进行测定。结果显示:土壤0~10cm表层SOC质量分数为林地耕地防护林带公园绿地水产养殖地;除公园绿地、水产养殖地之外,表层土壤都表现出SOC富集的特征,并随土层深度增加,质量分数降低;其中生产措施的干扰导致水产养殖地50~100cm土壤SOC质量分数出现异常偏高的现象,公园绿地由于一致的高强度绿化管理措施,各土层SOC质量分数并没有表现出显著差异;通过分析5种土地利用类型在各土层SOC质量分数的变异系数,发现表层土壤SOC质量分数空间异质性最高,随土层深度增加,其空间异质性呈逐步降低的趋势。     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

潮棕壤不同利用方式有机碳剖面分布及碳储量

 对潮棕壤水稻田、玉米地、撂荒地和人工林地4种土地利用方式经过14年后在0～150 cm土体10个土层中土壤有机碳含量的剖面分布、C/N及有机碳储量进行比较研究。结果表明，不同利用方式下土壤有机碳含量产生明显的剖面分布差异。林地各土层有机碳含量较其它几种利用方式高，表明不同利用方式对土壤碳产生较大影响；土壤有机碳与全氮极显著相关，但自然生态系统中碳与氮的相关性略高于农田生态系统（林地R 2=0.990，撂荒地R 2=0.990，稻田R 2=0.976，玉米地R 2=0.980，P < 0.001，n =30）；剖面中C/N随深度而下降，林地C/N较高，稻田C/N较低，玉米地与撂荒地相应土层中C/N相近；在100 cm深度内，林地土壤分别比稻田、玉米地、撂荒地每年多截获4.25、2.87和 4.48 t·ha-1有机碳，年增幅分别为6.15%、3.26%和 5.09%；林地有机碳储量显著高于稻田、玉米地和撂荒地（P值分别达到0.001、0.008和0.008），其它3种利用方式间差异不显著。据此认为林地在增加碳储量及改善环境方面具有很大的潜力。     

不同利用方式下土壤矿物结合态有机碳特征与容量分析

【目的】土壤矿物结合态有机碳是土壤有机碳固持的重要机制之一。探讨不同利用方式下土壤有机碳及矿物结合态有机碳（＜53 µm）的含量、分配比例及其差异性特征,对于深刻认识土壤碳的固持状态、固碳潜力及其可持续管理均具有重要意义。【方法】通过从中国知网、万方、Science Direct和Springer link等4个文献数据库,设定检索条件“2000-2014年”、“中国土壤有机碳”和“＜53 µm团聚体分组”3个关键词,筛选出已发表的111篇目标文献,收集901组土壤有机碳和矿物结合态有机碳含量与比例的相关数据集。其中,土地利用方式分为4类：农田（n=580）、草地（n=98）、林地（n=193）和其他（果园、茶园等,n=31）。农田包括黑土、水稻土、棕壤、潮土、红壤和灰漠土等六大土壤类型。不同利用方式及土壤类型中有机碳含量与分配比例的差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验。【结果】不同利用方式下土壤总有机碳和矿物结合态有机碳含量的中值均存在显著差异（P＜0.05）。其中,林地土壤总有机碳含量的中值为18.2 g·kg^-1,显著高于草地（12.0 g·kg^-1）和农田（10.3 g·kg^-1）;且林地矿物结合态有机碳含量（12.0 g·kg^-1 soil）也显著高于农田和草地（8.0-7.6 g·kg^-1 soil）。3种利用方式下土壤矿物结合态有机碳与总有机碳之间均呈现极显著的正相关关系（P＜0.001）,农田土壤矿物结合态有机碳所占比例的中值为74.8%,显著高于林地（70.3%）和草地（67.8%）。农田中不同土壤类型的矿物结合态有机碳占总有机碳的比例也存在显著差异。其中,黑土中矿物结合态有机碳的比例最高,中值为87.4%,其次是水稻土（76.7%）和红壤（74.0%）,而灰漠土最低（62.5%）。相关分析表明,土壤有机碳水平相对较高的黑土、水稻土和棕壤,矿物结合态有机碳分配比例随着土壤有机碳含量的增加而显著降低（P＜0.05）。农田、草地和林地中土壤矿物结合态有机碳含量与土壤细颗粒（＜53 µm）含量均呈极显著的正相关关系,与Six等（2002）的估算结果相比,其饱和程度分别为68.4%、58.7%和91.5%。【结论】农田和草地中,土壤矿物结合态有机碳还未达到饱和,仍有一定的提升空间,土壤细颗粒（＜53 µm）仍具有一定的固碳潜力。