大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力

稳定性土壤有机碳(SSOC)决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC:矿物结合态有机碳(MOC)与黑碳(BC),并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法,BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明:粒级分组方法过高估计了MOC,矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳(SOC)的比例约为25.4%,其中,颗粒有机质(POM)中BC所占比例约为26.3%,说明颗粒有机碳(POC)并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%,而深层仅有21.2%,表明深层土壤的固碳潜力巨大,为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础,然而,BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。     

长白山森林土壤有机碳及其在团聚体密度组分中的分布

森林土壤碳库的稳定性对全球碳循环至关重要。为探究土壤有机碳的周转和固定机制,本文利用干筛法分析了长白山原始红松针阔混交林和杨桦次生林表层土壤有机碳于不同径级团聚体中的分布,并结合密度分组方法进一步探究团聚体有机碳的密度分组情况。结果表明:土壤有机碳在团聚体中的分配比例由高到低依次为1~0.25、2、1~2、0.25 mm;原始红松林土壤重组有机碳(HF-C)比例达到77.0%,显著高于杨桦次生林,前者土壤有机碳更稳定。与游离态有机碳(FLF-C)和闭蓄态有机碳(OLF-C)相比,HF-C在不同粒级团聚体中分配相对稳定,说明其在稳定性土壤有机碳固持中起着主导作用;大团聚体中,FLF-C约占67.4%,表明新鲜有机质直接参与大团聚体形成。     

退耕还林后黑土表层土壤可蚀性动态变化1）

以不同退耕年限林地表层土壤（0～10 cm）为研究对象,对土壤水稳性团聚体特征及可蚀性因子（ K）测定与分析,探讨东北典型黑土区退耕还林过程中表层土壤可蚀性的动态变化。结果表明：随退耕年限的增加,表层土壤水稳性团聚体粒径＞0．25 mm团聚体质量分数（团聚体比例）、粒径＞1．00 mm团聚体质量分数和平均质量直径逐渐增大,团聚体破坏率、平均质量比表面积和土壤可蚀性因子K值逐渐降低,且在前11 a内变化最显著,退耕36 a后呈不明显波动。退耕还林过程中,表层土壤团聚度逐渐增强,土壤可蚀性降低。退耕36 a后,土壤抗侵蚀能力达到一定水平,土壤质量得到改善,并维持相对稳定的状态。水稳性团聚体平均质量比表面积、分形维数、平均质量直径和粒径＞0．25、＞1．00 mm团聚体质量分数,均与土壤可蚀性因子K值呈显著相关（ p＜0．05）;其中,水稳性团聚体粒径＞1．00 mm团聚体质量分数比粒径＞0．25 mm团聚体质量分数与K值的相关性更为密切（p＜0．01）,是反映黑土土壤可蚀性的敏感指标。     

土壤有机碳稳定性影响因素的研究进展

增加土壤碳汇是应对全球气候变化的有效措施,作为土壤碳汇来源之一的有机碳在其中发挥重要作用。过去几十年,土壤有机碳的分子结构性质被认为是预测有机碳在土壤中循环的主要标准。然而最近的研究结果表明有机碳的分子结构并非绝对地控制着土壤有机碳的稳定,而土壤环境因子与有机碳的相互作用显著降低了土壤有机碳被降解的可能性。土壤微生物不仅参与有机碳的降解,其产物本身也是土壤有机碳的重要组成成分。非生物因子直接或间接地控制着土壤有机碳的稳定,包括土壤中的无机颗粒、无机环境以及养分状况等。其中,有机碳与土壤矿物的吸附作用和土壤团聚体的闭蓄作用被普遍认为高效地保护了有机碳。土壤矿物的吸附作用取决于其自身的矿物学性质和有机碳的化学性质。土壤团聚体在保护有机碳的同时也促进了有机碳与矿物的吸附,而有机-矿物络合物同样可以参与形成团聚体。此外,土壤无机环境也影响着有机碳循环。总之,土壤有机碳的稳定取决于有机碳与周围环境的相互作用。同时,有机碳的结构性质也受控于环境因素。然而,无论有机碳的结构性质,还是其所处的生物与非生物环境,都是生态系统的基本属性,且各属性间相互影响、相互作用。因此,土壤有机碳的稳定是生态系统的一种特有性质。     

小兴安岭地区典型红松林下不同形态土壤氮的动态变化

以小兴安岭地区典型人工红松林和原始阔叶红松林为研究对象,于2016年对红松林下的土壤进行了连续5个月的分层次采样,测量了0~5 cm、5~15 cm和15~30 cm 3个层次土壤中的游离氨基酸态氮、硝态氮、铵态氮和可溶性有机氮的含量,以及0~5 cm层土壤中的含水量、pH、有机碳、全氮、微生物碳和微生物氮等因素的水平。通过对不同形态氮动态变化规律进行探讨,并整合土壤中所测量的生物化学因子,以揭示小兴安岭地区典型林型下不同形态氮库的大小及有效氮循环的季节性变化规律,并通过主成分分析探讨季节性变化规律潜在的驱动因素。结果表明,在小兴安岭地区的典型人工红松林和原始阔叶红松林下,氨基酸的组成是相似的,天冬氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、精氨酸和亮氨酸的含量较高,但不同月份中的优势氨基酸略有不同。3种有效氮库中,氨基酸态氮库同样是土壤可溶性氮库中的重要组成部分,铵态氮库>硝态氮库>游离氨基酸态氮库。在0~30 cm范围内,不同形态氮的含量随着土层的加深而下降,且这种规律不随时间的变化而波动。在温度和水文因子大环境的驱动下,冻融交替、微生物因子、pH以及复杂的生物化学过程随着时间在改变,从而导致土壤有效氮的动态变化;但由于土壤中潜在的物理、生物和化学因子的多变性及其综合作用的结果,导致有效氮动态变化趋势的差异性。