岷江上游山地森林－干旱河谷交错带不同土地 利用类型土壤有机碳储量

生态交错带是全球气候变化的最敏感区域,因而对生态交错带不同土地利用类型土壤有机碳的研究,可为生态交错带土地利用和有效管理提供基础数据。岷江上游山地森林－干旱河谷交错带6种土地利用类型的土壤有机碳含量和有机碳储量均随土壤深度的增加而降低;土壤有机碳储量的大小顺序为天然川滇高山栎次生林（104.15±4.84t/hm²）>灌木林地（100.84±2.43t/hm²）>灌丛地（97.35±15.21t/hm²）>经济林（85.16±10.58t/hm²）>人工刺槐林（70.78±12.43t/hm²）>农耕地（56.56±7.21t/hm²）;农耕地转变为人工刺槐林和经济林后,其土壤有机碳储量分别增加了25.13%和50.56%;人为干扰以及交错带生态系统的脆弱性及其叠加效应是导致岷江上游山地森林－干旱河谷交错带不同土地利用类型土壤有机碳储量偏低的重要原因。     

岷江上游干旱河谷不同土地利用类型的土壤有机碳和易氧化态碳特征

生态交错带是全球变化敏感区,研究生态交错带不同土地利用类型土壤有机碳的变化,可为生态交错带因人类活动引起的土地利用和覆被变化对土壤碳汇功能的影响提供基础数据。该文研究了岷江上流干旱河谷/山地森林交错带具有代表性的高山栎地、灌丛地、灌木林地、花椒地、农耕地以及人工刺槐林地不同土层深度土壤中有机碳和易氧化态碳的含量和分布特征,以及易氧化态碳与有机碳的关系。结果表明:不同土地利用类型的有机碳含量和易氧化态碳含量随土层深度的增加而减少;易氧化态碳与有机碳间呈极显著的相关性;土壤易氧化态碳占有机碳的比例波动为3.57%～12.71%,表现为高山栎地＞农耕地＞灌木林地＞人工刺槐林地＞灌丛地＞花椒地。研究结果说明植被类型是导致岷江上游干旱河谷/山地森林交错带不同土地利用类型土壤中有机碳和易氧化态碳含量差异的重要原因。     

岷江干旱河谷-山地森林交错带根层土壤碳活性与储量特征

根层土受植物地下部分生命活动、代谢影响最直接和最强烈,其碳活性与储量特征对土壤质量改变乃至全球气候变化具有极高的灵敏性。以岷江干旱河谷-山地森林交错带及邻近生态系统为研究对象,研究根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性以及碳密度、碳储量特征,可为该区的生态系统管理提供重要科学依据。结果表明,不同生态类型根层土的土壤碳密度为(0.14±0.007)～(101.16±0.301)kgC/m2,碳储量为(30.2±1.51)～(21850.6±65.02)kg。相对于干旱河谷,交错带根层土壤易氧化碳、微生物量碳等碳活性更强,为沿交错带逐步向下改善土壤环境抑制干旱河谷区上延提供了较好的碳素环境。尽管交错带天然林植被面积较小,但其土壤碳密度和土壤有机碳丰度指数因物种优势和所在山地垂直带谱中所处的相对有利位置,显著高于干旱河谷。在交错带内部,以高山栎为优势种的根层土具有更强的储碳能力,是包括退耕还林地在内的自然或人工植被调控生态工程建设中重要造林树种和恢复模式。     

滇中尖山河小流域不同土地利用类型土壤活性有机碳分布特征

土壤活性有机碳对土地利用方式最为敏感,定量分析不同土地利用方式对土壤活性有机碳分布特征的影响对流域的土壤碳循环研究具有重要意义。从滇中尖山河小流域坡耕地、荒草地、林地、园地4种不同土地利用类型角度,系统地分析了0—10,10—20,20—30 cm土层土壤有机碳（SOC）、微生物有机碳（MBC）、易氧化有机碳（EOC）及可溶性有机碳（DOC）的分布特征及其相关性。结果表明:不同土地利用类型下土壤SOC,MBC,EOC,DOC整体均表现为园地 > 林地 > 坡耕地 > 荒草地;4种土地利用类型MBC,EOC,DOC整体上随着土层深度的增加而逐渐降低,且主要分布在0—20 cm土层,在20—30 cm土层含量较低（低于30%）;4种土地利用类型下SOC和MBC,EOC,DOC呈极显著正相关关系,MBC,EOC,DOC两两之间也表现出极显著正相关。综上,退耕还林以及在荒草地种植人工林可作为提高土壤有机碳及活性有机碳含量的有效措施,并将在减少流域水土流失和面源污染、改善土壤质量、恢复土壤肥力等方面起到重要作用。     

岷江上游干旱河谷区灌丛植被土壤有机碳稳定性特征

灌丛在岷江上游分布广泛,是干旱河谷区重要的物种,砍伐、开垦和过度放牧是导致其退化的根本驱动力。通过选取灌丛植被下土壤剖面,并以其被开垦后的农地（50a）及退耕荒坡（10a）为参照,对其土壤有机碳、重组有机碳及易氧化碳含量进行分析比较。结果表明：灌丛植被各层土壤总有机碳及重组有机碳均极显著大于对照的,对照间差异不显著,在0-100cm土壤剖面,对照1退耕荒坡及对照2农地土壤有机碳较灌丛植被的最高降幅分别达60.42%,70.92%,重组有机碳最高降幅则分别达76.54%,68.92%,并且灌丛及对照2农地土壤重组碳在0-100cm土层剖面上表现出先升高,然后再降低的分布特征,对照1退耕荒坡则在整个土壤剖面呈递减趋势;灌丛植被土壤易氧化碳均值高于对照的,与退耕荒坡的差异显著,但与农地的差异不显著,在0-100cm土层中,灌丛及对照土壤易氧化碳含量表现出先降低、升高、再降低的分布特征;相关分析表明,总有机碳与重组有机碳和易氧化碳达到极显著相关水平。综上表明灌丛植被保护土壤有机碳稳定能力极显著高于退耕荒坡和农地的,并且农地退耕也有利于土壤有机碳稳定性的提高。     

岷江上游干旱河谷海拔梯度上的土壤发生特征

了解岷江上游干旱河谷的土壤发生特征对区域植被恢复有着指导意义,为此选择不同海拔梯度上7个典型土壤剖面进行土壤发生特性分析。结果表明,受区域成土环境影响,土壤化学风化和成土作用弱;土壤质地较粗,土壤机械组成以粉砂为主,黏化作用不强。土壤全Fe含量和Fe游离度一般<50g/kg和<30%;交换性盐基组成在土壤剖面中无明显分异。随海拔升高,土壤黏粉比、全Fe含量、Fe游离度增加。土壤表土有机碳同位素δ13C值随海拔升高偏负,反映区域植被类型由低海拔半干旱气候条件下的C4型灌丛植被向高海拔凉润气候条件下C3型针阔叶林自然过渡。基于干旱河谷地区土壤特征,其植被恢复应以提高土壤质量为基础,并应遵循海拔梯度上自然植被分布特征进行植被恢复和生态重建。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分变化和微生物分布特征

通过实地调查与实验分析,对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带退耕还林后土壤养分状况和微生物数量特征进行研究.结果表明:土壤有机质、全N含量为交错带山地森林段>交错带山地森林下缘地段>干旱河谷地段;土壤全P含量为交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段>干旱河谷地段;土壤pH值为干旱河谷地段>交错带山地森林下缘地段>交错带山地森林段;土壤真菌、细菌、放线菌、氨化菌以及固氮菌的数量随海拔的升高先增多后减少,纤维素分解菌的数量随海拔的升高而增多.同时,通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加微生物的数量.土壤养分和微生物数量变化均具有明显的空间层次现象,即随土层的加深呈降低的趋势.本研究区域土壤微生物数量与土壤养分密切相关.     

不同土地利用类型对伊犁地区土壤活性有机碳库和碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数（CPMI）可以比较准确地发现人为因素对土地利用的干扰情况。以伊犁河谷不同土地利用类型（耕地、林地、草地和荒地）为研究对象,分析了不同土地利用类型土壤有机碳（SOC）含量、活性有机碳含量及其在SOC中的分配情况,各类有机碳含量之间的相关性、CPMI。研究表明:（1）不同土地利用类型SOC含量和水溶性有机碳（WSOC）含量有显著差异,SOC含量为草地 > 林地 > 耕地 > 荒地;WSOC含量为耕地（最高） > 荒地（最低）;易氧化碳（ROC）含量为草地最低;在0—20 cm和20—40 cm土层,微生物量碳（MBC）含量为草地（最高） > 林地（最低）;ROC含量为荒地高于草地。不同土地利用类型SOC含量均随土层深度增加而降低;ROC含量均随土层深度增加而升高;除林地外,其他样地MBC含量均随土层深度增加呈先升高后降低趋势,而WSOC含量均随土层深度增加而逐渐降低。（2）不同土地利用类型下ROC,MBC和WSOC所占SOC比例各不相同,且碳库的活度主要取决于ROC所占比例,ROC所占比例为荒地 > 耕地 > 林地 > 草地;MBC所占比例为荒地 > 耕地 > 草地 > 林地;WSOC所占比例为耕地 > 林地 > 荒地 > 草地。同一土地利用类型各活性有机碳所占比例情况为ROC > MBC > WSOC。（3）不考虑土层深度影响,耕地ROC含量与MBC含量呈极显著线性负相关;林地SOC含量与ROC含量呈显著线性负相关;荒地SOC含量与WSOC含量呈极显著线性正相关。不同土地利用类型下SOC,ROC,MBC,WSOC含量之间线性相关程度总体偏低。（4）同一土地利用类型,CPMI均随土层深度的加深先增大后减小;0—20 cm土层的CPMI为林地 > 荒地（100） > 耕地 > 草地。土地利用类型由荒地、草地、耕地转变为林地,有利于CPMI的提高,有利于土壤培肥,促进碳循环。     

放牧干扰对岷江上游山地森林/干旱河谷交错带土壤有机碳及其碳库管理指数的影响

研究了岷江上游理县山地森林–干旱河谷交错带地区人工刺槐林、人工杨柳林、草地和锥花小檗灌丛4种植被类型土壤有机碳和碳库管理指数对放牧干扰的响应,以距牧道距离远近的不同设置了3种放牧干扰强度,分别对各植被类型3种放牧干扰强度的土壤进行分析。结果表明:在各植被类型下,随放牧干扰强度增加土壤总有机碳(TOC)和易氧化碳(LOC)降低。在人工刺槐林和人工杨柳林,随放牧强度增加,TOC和LOC大致为梯度降低;草地和灌丛表现为随放牧强度增加先降低再升高,这取决于各植被下牲畜的可进入性和植被对牲畜的可利用性。植被类型下表层土壤碳库管理指数(CPMI)值随放牧强度增加先下降后升高,轻度干扰值最高,下层土壤CPMI值随放牧强度增加梯度下降,下降幅度介于6.2%~70.41%之间。     

岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影*响

为了解岷江上游山地森林/干旱河谷交错带植被恢复对土壤微生物量及酶活性的影响,以交错带森林段及其下缘地段为研究对象,选取干旱河谷段封禁造林地为参照,分析了植被恢复过程中土壤微生物量、土壤酶活性的特征及其相关关系。结果表明:在交错带中土壤微生物量碳、氮以及蛋白酶的活性均随着海拔的升高呈逐渐增加的趋势;而土壤脲酶、蔗糖酶和过氧化氢酶活性随海拔的升高先增多后减少。通过对交错带山地森林下缘3种植被恢复模式研究表明,恢复植被能显著提高土壤的养分,增加土壤的生物活性。同时,土壤微生物量碳、氮和酶活性变化均具有明显的空间层次现象,即随土层深度的增加而呈降低的趋势。相关性分析表明,土壤微生物量碳、氮和4种土壤酶活性均与土壤pH呈负相关关系,与土壤其他养分呈正相关关系,说明岷江上游山地森林/干旱河谷交错带土壤微生物量和酶活性受植被、pH值、土壤养分和含水量等因素的共同影响,可作为评价土壤肥力的指标。     

岷江流域不同土地利用方式下紫色土壤活性有机碳分布特征及其影响因子

作为土壤质量的重要指标,土壤活性有机碳（SLOC）在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。通过对不同土地利用方式土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了四川省岷江流域不同土地利用方式（次生林、人工林、灌草丛和坡耕地）SLOC分布特征及其影响因子。结果表明:岷江流域不同土地利用方式土壤机械组成不尽一致,土壤总孔隙度与土壤容重变化趋势相反。不同土地利用方式对土壤养分具有较大影响,土壤有机碳、全氮、全磷和全钾均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地,而不同土地利用方式土壤全磷差异并不显著（p > 0.05）。不同土地利用方式SLOC均呈现出一致性规律,大致表现为次生林和灌草丛高于人工林和坡耕地。不同土地利用方式SLOC垂直方向随土层深度的增加表现出递增趋势,并且降低幅度逐渐减小,坡耕地、灌草丛、次生林和人工林SLOC从表层至底层逐渐递减,呈“T”形分布,“表聚性”较为明显。人工林、灌草丛和坡耕地在10—20 cm SLOC/SOC比例最高,而次生林0—10 cm SLOC/SOC比例最高,不同土地利用方式SLOC/SOC比例均在30—40 cm最低。相关性分析表明,不同土地利用方式SLOC与SOC和全氮均呈极显著正相关性（p < 0.01）,与土壤容重均呈负相关。表明SLOC受土壤养分和机械组成影响较大,其中SOC和全氮是不同土地利用方式SLOC变化的重要影响因素。SLOC与土壤有机碳之间呈极显著正相关关系（R²=0.9961）,说明SLOC能够作为研究不同土地利用方式SOC动态变化的一个敏感性指标而提前反映土壤碳库的动态变化,其含量在很大程度上依赖于所处生境下SOC含量。     

不同土地利用方式对岷江流域土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

采用湿筛法测量了岷江流域不同土地利用方式下不同土层（0—10,10—20,20—30 cm）土壤大团聚体（> 2 mm）、中间团聚体（0.25~2 mm）、微团聚体（53 μm~0.25 mm）以及粉+黏团聚体（<53 μm）的质量分数及各粒径团聚体中的有机碳含量,并探讨了各粒径土壤团聚体的有机碳储量。结果表明,土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其有机碳具有重要影响;土壤养分均呈现出一致性规律,大致表现为撂荒地 > 次生林 > 人工林 > 灌草丛 > 坡耕地,土壤全磷差异并不显著（p>0.05）;林地的开垦行为会导致大团聚体的破碎化,灌草丛及坡耕地>0.25 mm的大团聚体含量较林地低,土壤结构趋于恶化;而坡耕地闲置为撂荒地后,则会促使粉+黏团聚体向粒径大的微团聚体及中间团聚体转化,使土壤结构趋于改善,在0—30 cm土层内,灌草丛及坡耕地土壤颗粒的MWD（平均质量直径）和GMD（几何平均直径）值均显著低于林地和撂荒地（p<0.05）,坡耕地撂荒后,MWD和GMD值均显著升高（p<0.05）,表明林地开垦为坡耕地导致土壤团聚体的稳定性降低,而坡耕地弃耕撂荒会增强团聚体的稳定性,提高土壤抵抗外力破坏的能力。不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳含量均随土层深度的增加而降低。在0—30 cm土层深度内,不同土地利用方式下各粒径土壤团聚体有机碳储量表现为:大团聚体有机碳储量为林地 > 撂荒地 > 灌草丛 > 坡耕地,中间团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地,微团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地;粉+黏团聚体有机碳储量为撂荒地 > 林地 > 灌草丛 > 坡耕地。各粒径土壤团聚体内有机碳储量均为林地和撂荒地高于果园和坡耕地,表明将林地开垦为坡耕地后,将导致各团聚体组分内有机碳的损失,而坡耕地撂荒则有助于土壤有机碳的恢复和截存;林地和撂荒地土壤有机碳主要蓄积在中间团聚体内,而坡耕地则主要蓄积在粉+黏团聚体内,表明在土地利用变化过程中,粒径较大的团聚体有机碳不稳定,更容易发生变化。     

塔里木盆地北缘绿洲不同土地利用方式下土壤有机碳含量及其碳矿化特征

[目的]探讨土地利用方式对土壤有机碳含量及碳矿化的影响,为塔里木盆地北缘绿洲土壤生态系统的保护和恢复建设提供理论依据。[方法]基于野外采样和室内培养试验,分析土壤有机碳含量的基本特征,利用回归分析法拟合出土壤有机碳矿化动态变化过程。[结果]矿化累积释放的CO2含量大小依次为:果园棉田人工林弃耕地荒草地盐碱地沙地。不同土地利用方式土壤有机碳矿化反应趋势相同,1~6d为快速分解阶段,日均矿化量高但反应时间短,6~28d为缓慢分解阶段,动态变化与前者相反。有机碳矿化率大小依次为:沙地荒草地盐碱地弃耕地人工林棉田果园,沙地最高,达(10.36±0.24)%,表明沙地土壤有机碳稳定性最差,而果园具有较强的固定有机碳能力。[结论]土地利用方式对土壤有机碳矿化及其固碳能力均有显著影响。     

不同利用方式黑钙土有机碳组分剖面分布特征

为研究土地利用方式对土壤碳库的影响,以东北黑钙土区的天然草地、人工林地和耕地为研究对象,采集0—100 cm土体中不同土层样品(A、AB、B_k、BC和C层),测定不同利用方式土壤有机碳(SOC)、水溶性有机碳(WSOC)、轻组有机碳(LFOC)和重组有机碳(HFOC)含量。结果表明:3种利用方式SOC、LFOC和HFOC主要分布在A层,但草地WSOC含量在B_k层最多(0.27 g/kg)。由A~C层,3种土地利用方式土壤有机碳及组分有机碳含量总体均呈减少趋势,但减少程度明显不同,天然草地缓慢减少,人工林地急剧减少,耕地逐渐减少。草地转换为林地和开垦为耕地后,均造成土壤有机碳及组分有机碳含量减少,WSOC减少34%和48%,LFOC减少20%和37%,HFOC减少7%和5%,SOC减少10%和16%。草地转换为林地和开垦为耕地后,WSOC/SOC、LFOC/SOC显著降低,但HFOC/SOC却提高,说明草地被开垦后活性有机碳含量快速下降。土地利用方式和土层对SOC、WSOC和LFOC具有显著影响,且对SOC和HFOC叠加效应较强。同时,土壤理化性质也在一定程度上影响着SOC、WSOC、LFOC和HFOC。应制定合理土地利用管理政策,保护自然草地免遭破坏,减少土壤有机碳流失,发挥草地生态系统碳固存的重要作用。     

不同土地利用方式下土壤有机碳分布特征

为研究不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)的分布特征和差异,对天然林地、花椒地、柑橘园、旱地和水田5种土地利用方式下的土壤进行分层取样,测定土壤有机碳(SOC)含量,并计算了土壤有机碳密度(DOC)。结果表明:随着土层厚度的增加,天然林地、花椒地和水田中SOC含量减少,而柑橘园和旱地中SOC含量先减少再增加。在0—20cm土层中,各土地利用方式下SOC含量差异最明显,均达到显著水平(P0.05),以天然林地SOC含量最高,达18.91g/kg;从0—20cm到20—40cm土层,各土地利用方式下SOC含量下降幅度顺序为柑橘园(64.30%)天然林地(59.97%)花椒地(45.28%)旱地(18.92%)水田(10.37%)。0—20cm土层中,DOC大小顺序为柑橘园(8.30kg/m~2)天然林地(4.39kg/m~2)水田(3.71kg/m~2)花椒地(2.56kg/m~2)旱地(2.26kg/m~2),除天然林地、花椒地和水田之间DOC无显著性差异外,其他土地利用方式之间DOC均存在显著性差异(P0.05);20—40cm土层中,水田中DOC最高,并与其他4种利用方式下DOC存在显著性差异(P0.05)。总体上天然林地和花椒地中DOC低于水田、柑橘园和旱地。对各土地利用方式SOC与相应容重进行相关性分析,发现土壤容重与SOC含量之间存在较好线性负相关关系(R~2=0.80~0.92)。分析土壤碳氮(C/N)比发现,随土层厚度的增加,天然林地和水田中土壤C/N比增加,花椒地中C/N比减少,柑橘园和旱地中C/N先减少再增加。对SOC和其他理化因子间进行相关性分析发现,各土地利用方式下,SOC与全氮、碱解氮之间的相关性最高,SOC分布与氮素密切相关。本研究结果可为重庆市农业产业结构调整提供科学依据。     

沱江流域不同土地利用方式紫色土有机碳储量特征

沱江流域是长江上游四川境内的重要支流，紫色土为其主要的耕地资源。由于长期人口过载和不合理利用，流域内紫色土退化普遍严重。以四川盆地沱江流域紫色土为研究对象，按流域各区段分上中下游三层选样，研究不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征，为紫色土退化评估及地力维护提供参考。结果显示，不同土地利用方式紫色土壤有机碳总量以林地（13．876g／kg）显著高于果园地（9．655g／kg）、菜园地（9．261g／kg）、草坡地（7．968g／kg），以玉米地（6．134g／kg）最低。水溶性有机碳的含量呈现林地〉果园地〉菜园地〉草坡地〉玉米地趋势。同时，流域上、中、下游紫色土有机碳总量总体上差异显著，且以上游区段紫色土壤有机碳总量最高。流域中下游紫色土有机碳总量变化较大。其中，林地以下游高于中游，果园及草坡地以中游高于下游。而且，菜园地、玉米地在3个区段上差异未达显著水平。沱江流域紫色土有机碳储量总体特征表现上游最高，中下游变化复杂，下游略高于中游区域。