土壤碳库及其变化研究进展

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响,土地利用方式变化而致的土壤碳库亏缺是大气CO2浓度升高的主要原因之一,发挥土壤碳汇效应已成为降低大气温室气体浓度、减缓全球温室效应的简便有效方法.综述了土壤碳库变化与全球温室效应的关系,详细介绍了当前国内外土壤碳库储量与分布以及土壤有机碳库变化动态与潜力研究的现状,并重点分析国内已有研究中存在的问题,最后提出开展土壤碳库及其变化研究的必要性与可能性,指出未来研究方向.     

土壤有机碳库与其影响因素研究进展

土壤有机碳库是陆地生态系统重要的碳库,对全球温室效应及生态环境有重要的影响,是国内外碳循环的研究焦点.土壤有机碳库的研究在陆地碳循环机制和全球碳收支平衡研究中具有重要意义.综述了国内外对土壤有机碳库储量和研究方法的研究,并从气候、土壤性质等自然因素与土地利用/覆盖、农业管理等人为因素综述土壤有机碳库的影响因素,展望了土壤有机碳库的研究方向.     

土壤有机碳库的影响因素及调控措施研究进展

对土壤有机碳储量的变化和影响土壤有机碳库的主要因素进行了分析,提出了增加土壤有机碳储量的调控措施,并对土壤有机碳库今后的研究方向进行了展望。     

退耕植茶对川西低山丘陵区土壤有机碳库的影响

【目的】土壤有机碳库能够有效地表征土壤的固碳容量,研究川西低山丘陵典型退耕植茶区土壤有机碳库的变化对认识退耕植茶地在生态恢复过程中土壤质量的演变及其效果评价具有重要意义。【方法】以雅安市名山区中峰乡不同退耕年限的茶园（2-3年、9-10年、16-17年）为研究对象,选取邻近耕地为对照,分析退耕植茶对土壤总有机碳、活性有机碳和非活性有机碳质量分数、密度的影响,并对土壤碳库管理指数进行计算,分析土壤有机碳库、碳库管理指数与退耕年限的关系。【结果】退耕植茶地土壤总有机碳质量分数呈先降低后升高的趋势,与对照相比,退耕植茶16年后,0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层有机碳质量分数分别增加了5.67%、5.67%和0.78%,土壤总有机碳密度亦在该年限显著增加。退耕植茶地土壤活性有机碳质量分数显著增加,平均增幅是总有机碳的23倍,土壤活性有机碳密度在0-40 cm土层的增幅表现为退耕植茶16-17年（平均182.26%）＞9-10年（平均177.74%）＞2-3年（平均132.74%）。0-10 cm和0-20 cm土层土壤活性有机碳密度分别占0-40 cm剖面的30%和50%以上。退耕植茶地土壤非活性有机碳质量分数及密度的变化趋势与总有机碳较为一致。与对照相比,退耕植茶2-3年土壤活性有机碳有效率最高,且表现出一定的表聚现象,但差异不显著,表明活性有机碳的有效率对土层的变化不敏感。随着退耕植茶年限的延长,土壤碳库管理指数先下降后上升,但均显著高于对照,且在退耕植茶16-17年达到最大值。0-10 cm和20-40 cm土层土壤碳库管理指数较大,说明表层和深层碳库均具有一定的固碳效应,且退耕植茶对表层碳库的影响尤为明显。【结论】随着退耕植茶年限的延长,土壤总有机碳、活性有机碳和非活性有机碳的质量分数均有所增加。退耕植茶16年后,土壤0-40 cm剖面上总有机碳、活性有机碳及非活性有机碳密度均显著高于对照,0-10 cm土层有机碳累积效果最佳。土壤活性有机碳的有效率在退耕植茶后显著增加,碳库管理指数在退耕植茶16-17年0-10 cm土层上最高,表明退耕植茶工程增强了土壤的碳汇效应,土壤质量向着良性方向发展。     

城市绿地碳库研究进展

城市作为主要的人为碳排放源受得广泛关注,然而涉及城市绿地的碳排放和固碳功能未得到充分的重视.文章对近年来城市绿地研究现状进行了综述,主要从城市绿地碳库及通量的概念模型植被碳库、土壤有机碳库、微生物量碳和黑碳碳库几个方面展开论述,认为高大的乔木是城市绿地植被碳库的主体,而群落类型、城市功能区和绿地年龄强烈地影响着城市植被碳库的大小;城市绿地土壤有机碳储量一般高出植被碳储量数倍,而市区的土壤碳密度一般高出郊区和乡村;城市绿地土壤有机碳、微生物量碳和黑碳的数量受植被类型、城市功能区、土地利用和土层的影响明显.建议今后应加强城市绿地植被的碳库动态的长期定位监测;深入研究城市各种人为干扰活动对土壤碳库的影响机理;建立高度空间异质性的城市环境下植物和土壤取样的方法体系.     

灌木林与阔叶林土壤有机碳库的比较研究

为了解灌木林生长对土壤质量的影响，采样分析了灌木林表层（0～20 cm）土壤的有机碳含量，并与相同生境的阔叶林进行了比较. 结果表明，灌木林土壤微生物量碳(0.623 g/kg)、水溶性有机碳(0.189 g/kg)及它们占总有机碳的比率(分别为3.94%和2.27% )显著高于（P0.05）阔叶林土壤, 其相应的含量分别为0.338 g/kg和 0.148 g/kg、百分比为 2.27%和1.12 %，而灌木林土壤总有机碳（17.84 g/kg ）、易氧化态碳（9.50 g/kg），特别是易氧化态碳占总有机碳的比率（53.41%）与阔叶林（15.51 g/kg、8.26 g/kg、 53.26%）无显著差别， 2种土壤的全氮、水解氮、有效磷含量及所测酶的活性也无显著差异. 2种林分土壤的微生物量碳、易氧化态碳与土壤总有机碳含量间相关性均达显著水平，而水溶性有机碳与土壤总有机碳的相关性只有灌木林土壤达极显著水平. 土壤有机碳与土壤氮素含量都有较好的相关性. 阔叶林土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶及磷酸酶活性与土壤总有机碳、微生物量碳及易氧化态碳含量间均存在显著相关性，而灌木林土壤只有蔗糖酶活性与各类碳有机碳有显著相关性，其余各类酶与土壤有机碳之间相关性均不显著.      

不同密度长白落叶松天然林土壤有机碳及养分特征

以吉林省金仓林场不同密度的长白落叶松(Larix olgensis)天然林为对象,运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,结合实验室测定结果探讨土壤有机碳的分布特征及其与其他土壤性质的关系。结果表明:长白落叶松天然林土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随土壤深度增加而显著减少,土壤有机碳平均质量分数为26.46 g.kg-1;0<土壤深度(h)≤60 cm土层中有机碳密度为18.63 kg.m-2;0相似文献   

土壤有机碳储量的估算研究进展

就土壤碳循环与全球变化,人类活动对土壤有机碳库的影响,土壤有机碳库的估算等主要研究进展进行了分析综述,并基于空间尺度对相关估算方法进行了分析和评价。     

辽东山区原始红松林土壤理化性质及其与土壤有机碳的相关性分析

【目的】分析我国辽东山区原始红松林土壤理化性质的空间分布格局,揭示原始红松林土壤有机碳与土壤理化性质的相互关系。【方法】采用剖面法和经典的土壤理化性质测定方法,以辽东山区白石砬子森林生态站原始红松林作为对象,按照原始红松林内红松、其他针叶树种以及阔叶树种组成比例的不同,将其划分为原始红松林Ⅰ(6红松4阔叶)、原始红松林Ⅱ(3红松2其他针叶5阔叶)和原始红松林Ⅲ(3红松7阔叶)3种类型,测定了3种原始红松林土壤理化性质的垂直分布特征,并分析红松林土壤有机碳与其他土壤理化性质(土壤体积质量、全氮、水解性氮、全磷、速效磷、全钾和pH值)的相关性。【结果】不同树种组成的原始红松林的土壤理化性质之间存在明显差异,其中原始红松林Ⅲ土壤的有机碳、全磷和速效磷平均含量最高,原始红松林Ⅰ土壤的全氮和全钾平均含量最高,原始红松林Ⅱ土壤的水解性氮、体积质量和pH值平均值最高。不同树种组成的原始红松林土壤有机碳与全氮、水解性氮、全磷、速效磷等4个土壤养分因子均呈显著正相关关系,与全钾呈显著负相关关系,其中相关性最高的是土壤全氮。另外,土壤有机碳还与土壤体积质量和pH值呈显著负相关关系。【结论】辽东山区不同树种组成的原始红松林土壤理化性质存在明显差异,但均与土壤有机碳表现出较高的相关性。     

长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳与土壤理化性质的相关性

以长白山地区汪清林业局金沟岭林场3种不同针阔比的云冷杉混交林为研究对象,采用野外调查、样品采集、室内分析等相结合的方法,揭示了土壤有机碳以及土壤理化性质的剖面分布特征,探讨了有机碳与理化性质间的相关性。结果表明,长白山云冷杉针阔混交林土壤有机碳质量分数均值为38.84g·kg^-1、有机碳密度均值为13.89kg·m^-2;两者的剖面分布特征一致,均具有表聚性,即表层含量最高,随着土层加深逐渐下降;土壤含水率以及土壤全氮、全磷、全钾质量分数也均呈现逐渐降低趋势,而土壤密度和土壤pH值呈增加趋势;土壤有机碳与土壤密度呈极显著负相关,与土壤含水量、土壤全氮、全磷质量分数呈极显著正相关,与土壤pH值、全钾质量分数相关性不显著。     

不同农田管理措施下土壤有机碳及其组分研究进展

概述了农田生态系统下土壤有机碳的分组方法,包括物理、化学和生物分组,并分别从施肥、耕作、覆盖、秸秆还田、降水和灌溉以及轮作等农田管理措施方面探讨了不同管理措施对土壤有机碳及其组分的影响.     

土壤团聚体与有机碳固定关系研究进展

土壤固碳是目前认可的固碳措施之一,对稳定土壤生产力和应对全球气候变化具有积极效应。土壤团聚体是土壤的重要组成部分,也是一种特殊的有机-无机复合体,影响着土壤的各种物理和化学性质,因此土壤团聚体和有机碳是不可分割的,目前土壤团聚体中有机碳方面已经积累了大量的研究,随着现代研究方法的发展,已经深入到不同方式下的固碳机理研究。本研究通过大量阅读文献和查阅资料,在综合各方面研究的基础上,探讨了团聚体中有机碳的分离方法、团聚体与有机碳的关系、团聚体有机碳固定的途径和方法,并进行了相关展望,以期为团聚体中有机碳的研究提供理论和方法上的支持,促进农业和固碳减排技术可持续发展。     

土壤有机碳分类研究进展

阐述了土壤有机碳的概念,按土壤有机碳的化学组成、化学性质及其与不同大小的土壤颗粒结合的情况及比重等,主要从化学和物理两个方面综述了土壤有机碳的分类方法.认为土壤活性有机碳能够灵敏、准确、真实地反映土壤有机碳的存在状况以及土壤质量变化,提高土壤活性碳库有利于提高土壤肥力从而增加作物产量;而缓效性碳和惰性碳可能有利于土壤物理性质改善,土壤固碳增加可提高土壤应对气候变化的能力.     

南方水田土壤有机碳动态研究的重要意义及其前沿领域

研究农田土壤有机碳库动态特征及其过程机制,不仅可降低人类对未来气候预测的不确定性,而且可为农田土壤固碳和生产力保育的技术选择和政策制定提供理论依据。南方农区是我国粮食主产区,该区80%的耕地是水田,因此,研究南方水田土壤有机碳动态具有重要的科学价值和现实意义。通过大量文献的综述分析,对农田土壤有机碳库分组、稳定机制和试验方法的研究现状和发展趋势进行了系统总结,在此基础上,结合实践经验,提出了南方水田土壤有机碳研究的关键问题和重点领域。     

全球气候变化下中国农田土壤碳库未来变化

农田土壤碳库对缓解气候变化、保证粮食安全具有重要作用。日益加剧的气候变化对农田土壤有机碳库演变的潜在影响受到广泛关注。全球气候变化所带来的温度、降雨和大气二氧化碳（CO₂）浓度的改变,会通过影响净初级生产力（NPP）、外源碳投入和有机碳分解速率等因素改变生态系统碳循环过程。另外,气候变化也会通过改变土地利用方式和种植制度等农业措施改变生态系统碳循环。综述国内外农田土壤碳库演变对气候变化影响的研究成果表明,到21世纪末,中国气温将会升高3.9-6.0℃,降水有望增加9%-11%。至2050年,气温和降水的变化会造成中国农田系统碳投入相比1980年降低2.3%-10%（小麦、玉米和水稻平均值）。相反,在综合考虑CO₂浓度升高的协同作用后,2050年中国农田系统碳投入相比1990年前将会增加13%-22%（平均年增长率0.2%-0.4%）。模型预测显示,至2020、2050和2080年,中国旱地0-30 cm土层有机碳在CO₂低排放情景下分别会损失2.7、6.0和 7.8 tC·hm^-2,在CO₂高排放情景下分别会损失2.9、6.8和8.2 tC·hm^-2,大概占1980年农田土壤碳的4.5%、10.5%和12.7%。综合碳投入和排放对农田土壤碳库的整体影响来看,21世纪末期中国农田土壤有机碳库含量较1980年会下降10%左右,但如果采取相应的管理措施,可有效抑制农田土壤碳库的降低甚至提高,如农田系统碳投入以每年1%的速度增加时,土壤碳库会在21世纪末增加两倍。目前的研究结果显示,气候变化是否会强烈影响农田土壤碳库依然有很大的不确定因素,其对固碳效应正面和负面影响相互抵消后成为碳源还是碳汇说法不一。因此,在采取缓解气候变化、增加农田土壤固碳的措施的同时,还需加强农田土壤碳库未来变化趋势的研究和探索,为中国政策框架的决定以及未来气候变化谈判提供可靠的科学依据。     

免耕对农田土壤持水特性和有机碳储量影响的区域差异

【目的】分析耕作对土壤碳储量的影响,明确我国东北、华北地区的科学耕作方式,为区域优化耕作模式、改善土壤提供依据。【方法】基于吉林公主岭（GZL）、山西寿阳（SSY）、河北廊坊（HLF）、山西临汾（SLF）4个长期定位试验,选择传统耕作（CT）、免耕（NT）两个耕作处理,分析耕作对有机碳影响的区域差异。【结果】（1）免耕对土壤容重和紧实度影响存在区域性差异,显著提高了东北冷凉区黏质黑土（公主岭）和华北砂质潮土（廊坊）的土壤容重和紧实度,土壤容重分别增加了12.1%、0.7%,但降低了黄土高原东部粉砂壤质黄土（临汾）和砂壤质褐土（寿阳）的土壤容重和紧实度,土壤容重分别降低了1.5%、8.2%。（2）公主岭试验点0、10 kPa土壤体积含水量处理间差异显著,免耕较传统耕作分别提高了40.4%、30.1%;寿阳试验点0、10、500 kPa下免耕较传统耕作土壤体积含水量分别降低了6.4%、4.3%、5.9%,350 kPa下提高了2.1%;廊坊试验点10、350、500 kPa免耕下土壤体积含水量分别提高了0.6%、5.6%、2.6%;临汾试验点0和10 kPa免耕下土壤体积含水量分别降低了7.1%、5.5%,350 和500 kPa土壤体积含水量分别提高了2.9%、8.9%。（3）在4个区域,免耕显著提高了0—10 cm表层土壤有机碳储量,其中公主岭增加最显著,提高了45.4%;但免耕对0—80 cm土层总有机碳储量影响存在区域性差异,公主岭提高了7.2%,寿阳、廊坊、临汾分别降低了26.8%、31.3%、23.5%。（4）土壤有机碳与饱和含水量呈极显著正相关关系,而与年均温、年降水、紧实度具有显著负相关关系,有机碳储量受气候因子、持水能力、紧实度的影响显著。【结论】由于我国东北和华北地区气候、作物类型、土壤性质等不同,免耕对土壤有机碳储量影响存在区域性差异,可以显著提高各区域表层土壤有机碳储量,但仅提高了东北冷凉区黏质黑土（公主岭）土壤总有机碳储量。总体来说,免耕保护性耕作技术是提高表层有机碳储量的有效途径。     

外源有机碳对植烟土壤活性有机碳及酶活性的影响

试验设置2%木本泥炭(M1)、2%草本泥炭(M2)和2%褐煤(M3)3个处理,对植烟土壤的活性有机碳、碳库管理指数和酶活性进行了考察。结果表明:施用外源有机碳可以提高土壤活性有机碳(LOC)、高活性有机碳(HLOC)和碳库管理指数(CMI),提升幅度为木本泥炭褐煤草木泥炭;施用外源有机碳后,植烟土壤的过氧化氢酶活性均无显著变化,施用木本泥炭12个月后,土壤蔗糖酶活性降低了54.6%,脲酶活性升高了25.9%,而草本泥炭和褐煤处理的土壤蔗糖酶和脲酶活性变化不大。     

长期不同植被覆盖和施肥管理对黑土活性有机碳的影响

【目的】阐明长期不同植被覆盖与施肥管理后,同一地块的黑土的总有机碳(TOC)、活性有机碳的变化。探讨黑土可持续利用的土地管理模式。【方法】第一个田间试验开始于1985年,研究不同植被覆盖(裸地、草地、耕地)下的黑土活性有机碳的含量和分布变化。第二个田间试验开始于1993年,研究了不同施肥处理(无肥对照(CK)、氮磷(NP)、氮磷配施有机肥(NPOM))对活性有机碳变化的影响。【结果】不同植被凋落物和根系分泌物及长期不同施肥管理均对黑土活性有机碳的形成产生明显的影响。与1985年相比,裸地TOC和全氮(TN)分别下降11.2%和15.3%,草地TOC和TN分别增长13.2%和5.8%,耕地TOC增长1.1%,而TN下降15.5%。与裸地相比,耕地和草地轻组有机氮分别增长13.9%和46.2%,轻组有机碳增长36.48%和62.0%。不同植被下热水浸提有机碳和高锰酸钾氧化碳总量的顺序为草地耕地裸地。在第二个试验中,施加有机肥能使TOC和TN分别增加了25.5%和18.6%。与对照相比,有机肥和氮磷肥的配施,使轻组有机氮分别增加了126.7%和12.17%,轻组有机碳增加了125.14%和17.14%。与对照和施氮磷肥相比,施加有机肥使颗粒有机氮分别增加了49.8%和23.2%,颗粒有机碳增加了6.5%和29.9%。高锰酸钾氧化有机碳和热水浸提有机碳含量的顺序为CKNPNPOM。【结论】草地与氮磷配施有机肥处理均有利于土壤TOC及活性有机碳的积累。     

生物有机肥对中度盐碱土理化性质影响的研究

将不同用量生物有机肥施入中度盐碱土中,研究其对土壤理化性质的影响。结果表明,生物有机肥可以改善中度盐碱土的pH值,有效缓解由于植物生长所造成的土壤养分的消耗。生物有机肥可在中度盐碱土中广泛使用,但在施用时应根据不同地区的土壤气候条件确定最佳的施肥量。     

沸石在土壤改良及污染治理中的应用研究进展

沸石因具有良好的吸附性和稳定性,被广泛应用于土壤改良及污染治理等方面.对沸石在土壤改良及污染治理中应用的研究进展,从添加沸石对土壤物理化学性质和土壤养分释放的影响,以及污染土壤改良等几个方面进行了概述,并对其应用前景作了进一步的展望.