新疆北疆不同土壤类型有机碳含量变化特征及其影响因素分析

【目的】 研究新疆北疆耕地土壤有机碳含量变化特征及其影响因素分析。【方法】 收集1980年新疆第二次土壤普查和2014年土系调查数据汇总,运用方差分析、相关性分析和回归分析等方法,结合土壤全氮、全磷、pH、气候和农用化肥施肥量等影响因子,对比分析2个时期不同土壤类型有机碳含量变化的总体趋势和垂直变化特征,研究影响这种变化的自然因素和人为驱动因素。【结果】 (1)2014年新疆北疆不同耕地土壤类型有机碳平均含量总体上比1980年上升1.61 g/kg,变化率4.73%,其中上升最为显著的是灰漠土和棕钙土,变化率分别为20.27%和15.75%。沼泽土的有机碳含量损失显著(27.74 g/kg),变化率81.58%。(2)大部分土壤类型有机碳含量呈现随土层深度加深而降低的趋势;不同土壤类型同一土层相比较,2014年黑钙土、栗钙土、草甸土和沼泽土耕地表层(0 ~ 20 cm)土壤有机碳含量比1980年有机碳含量的平均值降低,降幅达24.57%、6.76%、18.15%和121.174%。而2014年棕钙土和灰漠土有机碳含量平均值则比1980年平均值增加,增幅为15.95%和16.12%。(3)1980年和2014年土壤有机碳与全氮呈显著正相关,相关系数分别为R²=0.722 1,R²=0.116 1,与全磷呈正相关,但与pH呈微弱相关。(4)近40年来新疆北疆土壤有机碳含量呈上升趋势,影响有机碳含量变化的主要因素为土壤类型、气候因子、土壤理化性质、化肥施用量及人类活动。【结论】 近40年来新疆北疆耕地土壤有机碳含量总体上升高,不同土壤类型土壤有机碳含量差异较大,土壤有机碳与全氮呈显著相关,受多因素影响。     

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。     

模拟氮沉降对油松林土壤有机碳和全氮的影响

本文通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林土壤有机碳和全氮对外源氮添加的响应过程与机制。从2009至2011年,氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2·a),N0),低氮(50 kg/(hm2·a),N1),中氮(100 kg/(hm2·a),N2)和高氮(150 kg/(hm2·a),N3)。利用土钻法研究油松人工林和天然林不同土壤深度土壤有机碳和全氮对模拟氮沉降的响应。结果表明,氮沉降降低了人工林和天然林不同土层深度有机碳含量,有机碳含量下降幅度随氮沉降量的增加而增大,且表层土壤(0~20 cm)下降幅度大于深层土壤(20~40 cm,40~60 cm)。天然林表层土壤有机碳下降幅度大于人工林。氮沉降显著增加了人工林表层土壤全氮含量(P0.05),但对天然林表层土壤全氮含量无显著影响(P0.05)。      

长期施肥下黑土碳氮和土壤pH的空间变化

试验研究了长期不同施肥下剖面(0~100 cm)土壤有机碳、全氮、硝态氮、微生物碳氮以及土壤pH的空间变化。结果表明:与单施化肥相比,长期有机肥和化肥配施显著提高了0~20 cm表层土壤有机碳、全氮、硝态氮和微生物碳氮含量,并且土壤有机碳和微生物碳氮的增加主要集中在0~40 cm土层。在0~20 cm和20~40 cm土层,等氮量有机无机肥配施(M1NPK和SNPK)处理土壤有机碳含量显著高于化肥NPK处理(P0.05),同时二处理土壤全氮含量没有由于化肥氮施用量减少而下降。与不施肥ck相比,单施化肥显著降低了土壤微生物量碳氮含量。在40 cm土层以下,与NPK处理相比,M2NPK、NP和N处理硝态氮累积量明显增加,而M1NPK和SNPK处理硝态氮累积量明显减少。长期不同施肥对土壤酸化的影响主要集中在0~40 cm土层,单施化肥处理土壤pH显著低于不施肥(ck)和有机无机肥配施处理(P0.05),其中2012年秸秆还田(SNPK)处理0~20 cm土壤pH比NPK处理高2.17。表明有机无机肥配施不仅能提高和维持土壤碳氮水平,还能防止土壤酸化的发生,尤其施用有机肥氮替代部分化肥氮的有机无机肥配施模式是东北黑土区最有效的施肥措施之一。     

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）。     

更新方式对天山云杉林土壤碳氮的影响

【目的】 研究天山云杉林不同更新方式对土壤碳氮的影响,了解碳、氮的生物地球化学循环。【方法】 采用典型样方法,研究新疆天山云杉林不同更新方式对土壤碳氮含量的影响。【结果】 不同更新方式下林地土壤有机碳、全氮含量均随着土层加深呈逐渐下降的趋势。不同更新方式间土壤有机碳含量的差异主要在0~25 cm土层。与老龄云杉林相比,更新后,天然更新林、人促更新林和人工更新林0~10 cm土层土壤有机碳含量分别下降21.08、27.83 和53.2 g/kg, 10~25 cm土层分别比老龄云杉林下降9.09、13.88和13.83 g/kg,且与老龄云杉林差异均达到显著水平(P < 0.05);而不同更新方式间全氮含量的差异主要在0~10 cm土层,分别比老龄云杉林下降0.44、0.71和0.98 g/kg,且与老龄云杉林差异均达到显著水平(P < 0.05)。不同更新方式对林地土壤有机碳及全氮储量的影响不同,75 cm深土壤有机碳及全氮储量的大小顺序依次为,天然更新林＞人促更新林＞人工更新林。【结论】 不同更新方式对林地土壤碳氮影响程度不同,人工更新林土壤碳氮含量比天然更新林土壤下降的更为明显,其中表层土壤反映最为敏感,下降最快。     

雷州半岛不同林龄桉树人工林土壤化学计量特征

【目的】理解尾巨桉人工林土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量及其化学计量学特征随林龄(1、2、3、5、7年生)的变化,为研究尾巨桉人工林可持续发展提供理论基础。【方法】运用空间代时间的研究方法,选取立地条件相近的5个林龄的林分,在各林分内设置3块样地,采用5点法分层取样,测定土壤有机碳、全氮、全磷和全钾含量,并计算不同元素之间的计量比。【结果】尾巨桉人工林表层土壤(0～20 cm)的有机碳含量随着林龄增加而增加,但不同林龄表层土壤的全氮含量差异不显著。5年生林地全磷与全钾含量均低于或显著低于(P0.05)其他各林龄;不同林龄林下土壤有机碳和全氮含量均随土层深度增加而下降,土壤全磷及全钾含量随土层深度变化未产生显著差异;随林龄增加,表层土壤碳氮比、碳磷比有增加趋势,土壤磷钾比、碳钾比、氮钾比随着林龄的增加呈现先降低后升高的变化趋势,不同林龄间土壤氮磷比未产生显著差异;相关分析表明:土壤有机碳与土壤全氮、全磷含量呈极显著正相关(P0.01),土壤全氮、全磷及全钾含量间相关性均不显著(P0.05)。【结论】研究区尾巨桉中幼龄期林下土壤碳氮循环速率较低,随林龄增加,土壤有机质矿化速率有所下降。5个林龄土壤磷元素含量较充足,氮元素成为主要限制因子。     

围封年限对草原土壤养分及球囊霉素相关土壤蛋白含量的影响

[目的]通过分析不同围封年限的草原土壤养分与球囊霉素相关土壤蛋白(GRSP)的动态变化及相互关系,研究围封育草措施恢复退化草原的合理年限。[方法]以锡林郭勒不同围封年限(围封0 a、围封13 a、围封33 a)的羊草草原为研究对象,测定不同土层土壤有机碳、全氮、全磷及GRSP含量。[结果]随着围封年限的增加,土壤有机碳含量呈显著增加趋势;围封13 a土壤全氮含量在0~20 cm土层中显著增加,但随围封年限增加有降低趋势,全磷含量不受围封影响;表层土壤(0~5 cm)中GRSP含量受围封年限影响显著;GRSP、有机碳、全氮含量相互之间呈极显著相关。[结论]围封年限虽能增加有机碳含量、GRSP的产生量,但年限过长易造成土壤中氮的匮乏,不应无限期围封。     

不同类型土壤有机碳含量的对比研究（摘要）

[目的]研究不同类型土壤有机碳含量及影响因素。[方法]以武夷山不同类型土壤为研究对象,进行土壤有机碳含量及基本理化性质的测定,分析不同类型土壤有机碳含量与土壤基本理化性质、海拔高度、年均气温等因素之间的关系。[结果]武夷山不同类型土壤的有机碳含量在14.91～112.34g/kg;土壤有机碳与速效养分（速效氮、速效磷和速效钾）和全氮呈正相关,与全氮呈正相关关系和土壤有机碳与海拔高度、年均气温呈显著指数关系。[结论]武夷山不同类型土壤有机碳含量受土壤理化性质、海拔高度及年均气温影响显著。     

保护性耕作对潮土碳、氮含量的影响

为了探明保护性耕作条件下有机碳循环与农田地力提升机制,为保护性耕作技术的推广应用提供科学理论支撑,笔者以保护性耕作长期试验地为平台,研究不同耕作处理对总有机碳、全氮及其不同组分在潮土中含量的影响.笔者通过研究不同耕作处理下土壤总有机碳、全氮、溶解性有机碳、溶解性有机氮、微生生物量碳、易氧化有机碳在不同土层深度中的分布情况,揭示保护性耕作措施对潮土碳、氮含量的影响.结果表明:相比于常规翻耕,2年或4年翻耕1次的间歇性翻耕和全免耕处理0～5 cm土层土壤总有机碳含量分别提高了1.81％、6.43％、14.04％,全氮含量分别提高了0.80％、10.04％ 、7.93％,免耕处理下10～20cm土层中总有机碳、全氮含量显著低于其它处理;秸秆还田条件下,实施间歇性翻耕和免耕能显著提升0～5、5～10 cm土层中土壤溶解性有机碳、氮含量;相比于常规翻耕,间歇性翻耕、免耕处理下0～5 cm土层土壤微生物量碳与易氧化有机碳含量均有不同程度地升高,免耕处理下10～20 cm土层中微生物量碳含量显著低于其它处理;秸秆还田对0～10 cm土层土壤总有机碳、全氮、溶解性有机氮及其它活性有机碳组分含量均有不同程度的提升作用.总体来看,保护性耕作措施有利于表层0～5 cm土层中碳、氮储量的增加,免耕条件下“养分表聚”的负面效应可通过间歇性翻耕得到改善.