海南岛东部地区不同类型农用地土壤有机碳分布特征及影响因素

【目的】对不同农用地土壤有机碳分布特征及影响因素进行研究,有利于提高土壤质量和农业可持续发展,也对减缓温室效应有重要影响。【方法】以海南岛东部地区抛荒地和耕地表层土壤为研究对象,对比分析了抛荒地和耕地中土壤有机碳以及团聚体在水平和垂直方向的含量差异,探究了团聚体和粒度对土壤有机碳的影响。【结果】土壤有机碳含量的大小在水平方向上呈现出水田抛荒地菜地的趋势,在垂直方向上随着土层深度的增加呈逐渐降低的趋势。水田、抛荒地和菜地土壤中0.25 mm的团聚体含量分别为93.33%、89.85%、87.57%。3种类型农用地土壤中较大粒径团聚体含量在土壤剖面上呈现的趋势为深层表层,而较小粒径团聚体含量表现为表层深层。【结论】海南省独特的气候条件和土壤质地对于有机碳的分布具有特殊影响。不合理的耕作方式会导致团聚体破碎化,进而影响有机碳的累积。土壤粒度的变化对有机碳含量的影响较弱。     

土地利用方式对紫色丘陵区土壤有机碳储藏特征的影响

采取野外调查与室内分析相结合方法,对紫色丘陵区林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面有机碳储藏特征进行了研究.结果表明,有机碳含量均随土层深度的增加而逐渐减小,但林地、旱地、撂荒地的降低速度明显高于水田,说明黏土颗粒对控制土壤有机碳含量起着重要的作用.水田、林地相比撂荒地、旱地更利于有机碳的积累,林地有机碳含量和密度在0～5 cm土层表现出绝对的优势.随着土层深度的增加,与水田、撂荒地和旱地的差异逐渐减小,且水田有机碳含量和密度在大于10 cm土层达最大值,而撂荒地有机碳含量和密度在0 ～20 cm土层高于旱地,说明深层土壤有机碳含量和密度的增加需要一个过程,只有当表层土壤的碳含量或密度达到饱和后才能逐渐对土壤深层的碳含量有所提高.     

喀斯特高原典型小流域土壤有机碳及其组分的分布特征

以贵州省清镇王家寨为喀斯特高原典型样区,采用网格布点法,调查研究了土壤总有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)的分布特征.研究结果表明:灌木林地表层土壤SOC、DOC和MBC含量分别为56.86、68.74 mg· kg-1和264.12 mg· kg-1,均显著高于旱地与水田(P＜0.05);各土地利用方式表层土壤微生物熵(MBC/SOC)值处于0.45％～0.55％之间,土地利用方式对土壤SOC及其组分均有显著影响.协方差分析表明,土壤MBC受土地利用方式和pH的影响较大,土壤SOC和DOC受海拔高度的影响较大.不同土地利用方式下土壤SOC与MBC无相关性,而DOC与MBC的相关性正负各异.3种土地利用方式剖面土壤中,灌木林地0～30 cm各土层MBC含量差异显著(P＜0.05),水田20～30 cm土层DOC含量显著低于0～20 cm各土层.表层(0～10 cm)土壤SOC密度以灌木林地最大,但旱地(155.97 t·hm-2)和水田(107.92 t·hm-2)1 m以内土体的有机碳密度显著高于(P＜0.05)灌木林地(76.14 t·hm-2),结合土层厚度,水田与旱地有机碳储量高于灌木林地.研究表明加强保护灌木林地,对农耕地实行秸秆还田,将有利于区域土壤有机碳的积累和区域生态的恢复,维持区域的可持续发展.     

水田和旱地土壤有机碳周转对水分的响应

【目的】研究土壤含水量对水田和旱地土壤中可溶性有机碳和微生物量碳含量以及有机碳矿化的影响,以探明水田和旱地有机碳周转差异的来源。【方法】在标准培养条件下（25℃,100%空气湿度）培养100 d,研究了5个水分梯度下（45%、60%、75%、90%、105%WHC,WHC为土壤饱和持水量）水田和旱地土壤有机碳的矿化特征,并测定了培养期内3个水分梯度下（45%、75%、105%WHC）土壤的可溶性有机碳（DOC）和微生物量碳（MBC）含量。【结果】土壤含水量、土地利用方式（水田和旱地）及两者的交互作用对土壤有机碳的矿化、DOC和MBC均有显著影响。水田（45%-90%WHC）和旱地（45%-75%WHC）土壤有机碳的累积矿化率（量）随含水量增高而增高,有机碳的周转半衰期随含水量的增高而缩短（水田为5.23-7.57 a,旱地为6.79-12.87 a）。100 d的培养期内,水田和旱地土壤分别有2.33%-3.94%和1.66%-3.33%的有机碳参与了矿化。淹水条件下,水田和旱地土壤的有机碳矿化速率均高于好气条件。同时,淹水条件还使水田土壤的DOC、MBC含量显著降低,对旱地则无影响。【结论】在一定水分范围内（水田：45%-90%WHC;旱地：45%-75%WHC）,提高含水量可以促进水田和旱地土壤有机碳的矿化,有利于养分的释放,但对土壤活性有机碳（DOC和MBC）无促进甚至有抑制作用。土壤有机碳的矿化速率和累积矿化率（量）,在淹水条件下和水田土壤中比在好气条件和旱地土壤中高,其原因之一可能是取样制样过程中土样经历的干湿交替过程促进了有机碳的降解。     

土壤有机碳对土地利用方式变化的响应

以重庆市北碚区5种土地利用方式为研究对象,研究了土壤剖面有机碳和有机碳密度对土地利用方式变化的响应.结果表明:(1)土壤有机碳平均含量的多少顺序表现为水田变菜地,旱地变菜地,水田变果园,水田变旱地,旱地变果园;(2)水田变旱地、旱地变为果园后有机碳含量呈降低趋势,而旱地变为菜地后有机碳含量呈增加的趋势;(3)表层(020cm)土壤有机碳密度大小顺序表现为旱地变菜地,水田变菜地,水田变果园,旱地变果园,水田变旱地;而2060cm厚度土壤有机碳密度表现为变化前为水田的土壤有机碳密度大于变化前为旱地的土壤有机碳密度.     

利用方式对珠江三角洲耕层土壤团聚体分布及碳氮磷化学计量特征的影响

为探明利用方式对珠江三角洲农田耕层土壤团聚体特征和碳氮磷的影响,采集长期水田、旱地和水旱轮作的耕层土壤,对土壤团聚体组成、碳氮磷分布及其化学计量特征进行研究。结果表明,水田土壤以>2 mm团聚体为主,其含量占比显著高于旱地和水旱轮作两种利用方式,旱地和水旱轮作土壤则以<0.25 mm微团聚体为主。各粒级团聚体有机碳和全氮含量均表现为水田显著高于旱地、水旱轮作,而全磷含量变化规律不明显。水田土壤团聚体有机碳和全氮含量随粒径减小呈先升高后降低趋势,旱地、水旱轮作土壤的有机碳、全氮和全磷含量均随粒径减小呈降低趋势,三种利用方式碳氮磷主要集中在>2 mm和2~0.5 mm团聚体中。各粒级团聚体C：P和N：P表现为水田土壤显著高于旱地、水旱轮作,而C：N差异不显著（P>0.05）。水田和旱地土壤团聚体C：N、C：P和N：P随粒径变化规律与其团聚体养分表现出一致性,而水旱轮作则表现出相反规律。土壤碳氮磷与团聚体碳氮磷总体上呈显著正相关（P<0.05）,表明团聚体碳氮磷对土壤养分具有良好的指示性,且随粒径减小指示作用增强。土壤团聚体C：P对利用方式变化最敏感,可作为反映该区域耕层土壤团聚体碳氮磷含量及化学计量特征的敏感性指标。水田土壤大团聚体及其碳氮磷含量较高,土壤结构良好,有利于团聚体对土壤养分的物理保护和土壤碳氮磷的积累。     

南方红壤稻田与旱地土壤有机碳及其组分的特征差异

大量研究证明稻田土壤比旱地土壤更具同碳潜力,但至今对稻田土壤同碳机制的认识尚不甚清楚.本研究于2007年利用两个开垦年代相似,近20多年分别一直种植双季稻和双季玉米的长期定位试验,来比较不同种植模式下土壤有机碳及其组分的差异.结果表明,水田土壤总有机碳和总氮的浓度分别是旱地的2.2倍和2.5倍.与试验前相比.水稻种植显著提高了土壤有机碳的含量,增幅达到30.8%,而旱地的前后差异不显著.在所有团聚体粒径水平上,水田有机碳的浓度均显著高于旱地.其中53-250 μm微团聚体相差最大,水田是早地的近3倍.水田微团聚体保护碳(iPOM-m)在土壤中的浓度是旱地的4.2倍,微团聚体保护碳在总有机碳中的比重也显著高于旱地,达到25.5%.是旱地的2倍.水田和旱地iPOM-m组分碳的差异能够解释其总有机碳差异的42.8%.上述结果可以增强我们对稻田土壤同碳机制的了解.为稻田土壤碳管理提供理论依据.     

耕作方式对Brookston粘壤土耕层不同深度有机碳分布及稳定性影响

以加拿大安大略省西南部的Brookston粘壤土为研究对象,测定免耕和秋翻管理下耕层土壤不同深度(0～5,5～10,10～20 cm)中土壤有机碳的分布与动态变化,探索耕作方式对耕层不同深度中有机碳数量与稳定性的影响.结果表明:表层(O～5 cm)中,长期免耕土壤有机碳含量高于长期秋翻和短期免耕土壤,且有机碳较容易矿化,更加活跃.下层(10～20 cm)中,长期免耕土壤有机碳含量低干长期秋翻和短期免耕土壤,有机碳稳定性高于长期秋翻和短期免耕土壤.     

长期地膜覆盖与不同施肥处理对棕壤活性有机碳的影响

[目的]研究长期地膜覆盖与不同施肥处理对土壤活性有机碳的影响。[方法]采用KMnO4氧化法对沈阳农业大学棕壤长期定位实验站2003年玉米整个生长季内土壤活性有机碳含量的剖面变化进行了研究。试验设覆膜与裸地2种土壤。每种土壤设4个施肥水平,分别为CK、N、M、MNP。其中,CK为对照。N为单施氮肥处理,年施尿素N 270.0 kg/hm2。M为单施有机肥处理,施用的有机肥为厩肥,其有机肥含量为100.0 kg/g左右,全氮含量为10.0 kg/g左右,折合年施N量为270.0 kg/hm2。MNP为有机肥化肥配施处理,年施有机肥N 270.0 kg/hm2,化肥N 135.0 kg/hm2,P2O567.5 kg/hm2。[结果]土壤活性有机碳含量随着季节的变化而变化,剖面分布随深度的增加而下降。长期地膜覆盖使表层土壤活性有机碳显著增加,而对深层影响不显著。无论覆膜与否,不同施肥处理土壤活性有机碳含量变化趋势为:M>MNP>CK>N。有机肥化肥配施和单施有机肥处理都能显著提高土壤表层活性有机碳含量,而单施氮肥则对土壤活性有机碳影响不显著。[结论]地膜覆盖与施用有机肥是提高土壤活性有机碳含量的有效途径。     

杭州湾南岸围垦区土壤有机碳空间分布 特征及其影响因素

在杭州湾南岸慈溪围垦区采集不同围垦年代的土壤样品,研究围垦区土壤表层有机碳空间分布规律及其影响因素。结果表明：围垦区不同年代土壤表层有机碳含量为041～1045 g·kg-1,平均含量为4515 g·kg-1;随着围垦时间延长,土壤表层有机碳含量表现出增加的趋势;土壤中全氮含量及碳氮比与有机质含量呈现出显著的相关性（P<001）。围垦年限和土地利用方式对土壤表层有机碳含量具有显著影响,并且存在显著的交互作用。     

辽东山区天然次生林转化为人工林对土壤有机碳的影响

通过对辽东山区天然次生林、30年生和45年生长白落叶松(Larix olgensis)人工林及红松(Pinus koaiensis)人工林土壤活性有机碳的比较,分析森林类型转化对该地区土壤质量的影响。结果表明:天然次生林转化为红松人工林30 a后,土壤表层有机碳、热水浸提有机碳质量分数显著降低(p0.05),45年生人工林土壤表层有机碳质量分数逐渐恢复,且水溶性有机碳显著升高(p0.05);天然次生林转化为长白落叶松人工林30 a后,土壤表层有机碳、微生物量碳显著降低(p0.05),45年生人工林土壤表层有机碳、水溶性有机碳质量分数逐渐恢复,但土壤热水浸提有机碳、微生物量碳和微生物熵与30年生林分相比显著降低(p0.05)。经相关分析,土壤热水浸提有机碳与土壤N质量分数,土壤微生物熵与土壤碳氮比间极显著相关(p0.01)。土壤N质量分数下降是该地区天然次生林转化为长白落叶松人工林后土壤质量下降的重要原因之一。     

不同经营年限柑橘果园土壤稳定性有机碳比较

利用时空替代和物理、化学分组的方法比较研究不同经营年限对柑橘果园土壤稳定性有机碳组分的影响,旨为果园土壤固碳增汇技术的研究提供科学依据。结果表明,1954年建植的柑橘园表层土壤总有机碳比1980年建植的柑橘果园土壤提高27.16%,大团聚体内有机碳提高13.59%,微团聚体内有机碳提高80.19%,重组有机碳含量提高29.25%,惰性有机碳含量提高32.00豫,黑碳含量提高4.01%。说明随着经营年限的增加,与粘粒相复合的和难降解的稳定性有机碳组分在土壤中逐渐富集下来,有利于提高柑橘园土壤的长期碳汇。     

浙江省几种人为土壤中黑碳的含量

为了解人为活动对土壤黑碳积累的影响,从浙江省采集251个受人为活动影响的表层土样,样点涉及城市绿地土壤、城市道路附近土壤、工厂厂区土壤、城郊蔬菜地土壤、农村旱地土壤和农村水田土壤,用化学分析方法测定土壤中黑碳含量.结果表明:土壤黑碳含量在0~15.22 g·kg-1之间,平均为3.83 g·kg-1,变异系数达51.96%;土壤黑碳含量主要集中分布在1~5 g·kg-1之间,占样品数的70.92%;各类土壤黑碳平均含量由高至低依次为:工厂厂区土壤城郊蔬菜地土壤城市道路附近土壤农村旱地土壤城市绿地土壤农村水田土壤;黑碳占土壤有机碳的比例在0%~53.20%之间,平均为24.83%,变异系数为38.06%,该比例由高至低为:工厂厂区土壤城市道路附近土壤城郊蔬菜地土壤城市绿地土壤农村旱地土壤农村水田土壤.相关分析表明:土壤中黑碳含量与土壤有机碳积累成正比;黑碳占土壤有机碳的比例与土壤黑碳含量成正比,但与有机碳积累无明显相关.     

保护性耕作对四川紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量与分布的影响

通过18年田间定位试验,研究了保护性耕作对四川盆地紫色水稻土团聚体组成和有机碳含量的影响。结果表明:保护性耕作影响紫色水稻土团聚体组成及有机碳含量,土壤有机碳含量随着深度增加而降低。各种耕作处理的不同土层均以0.02~0.25 mm团聚体所占的比例最大;垄作免耕和畦作免耕土壤表层(0~10 cm)>0.25 mm的团聚体占比增加,尤其畦作免耕表现得更加明显;垄作免耕使表层(0~20 cm)中各粒径团聚体中有机碳含量显著增加,0.25~2 mm团聚体占比与土壤有机碳含量呈显著线性正相关;长期保护性耕作导致有机碳在土壤剖面的层次分异以及土壤表层大团聚体的相对富集。通过研究保护性耕作对紫色水稻土剖面团聚体有机碳分布的影响,有利于揭示农业管理措施对土壤碳库变化的影响。     

长期定位施肥31年后紫色水稻土碳、氮含量及储量变化

【目的】了解长期施肥对紫色土碳、氮的影响,为该区合理施肥提供依据。【方法】以31年长期定位施肥试验为基础,研究了中国西南紫色水稻土表层(0~20 cm)及亚表层(20~40 cm)土壤碳、氮的含量与积累对长期不同施肥模式的响应特征。【结果】不施肥土壤有机碳含量年下降速率为0.033 g/kg,单施化肥(N、NP、NPK)和化肥配施有机肥(MN、MNP、MNPK)土壤有机碳含量年增加速率为0.047和0.085 g/kg,不施肥、单施化肥和有机肥配施化肥土壤氮含量年增加速率分别为0.0058、0.011和0.018g/kg。肥料的施入显著提高了表层和亚表层土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)含量及储量,其中有机无机肥配施效果优于单施化肥。与不施肥相比,单施化肥和有机无机肥配施分别增加了表层和亚表层SOC含量30.40%、44.69%、11.83%和19.29%,分别增加了SOC储量32.30%、42.87%、19.09%和24.96%;表层和亚表层土壤TN含量分别增加了13.39%、29.92%、8.33%和1.04%,土壤TN储量分别增加了15.43%、28.29%、15.22%和5.07%。且土壤碳、氮间存在着极显著线性关系。【结论】紫色水稻土区有机无机肥配合施用对土壤培肥效果较好。     

辽河保护区不同土地利用方式下土壤的有机碳含量特征

基于野外调查采样和室内分析,研究辽河保护区3种土壤类型(草甸土、潮土和沼泽土)、4种土地利用方式(旱田、水田、林地和草地)下土壤总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳的含量特征。结果表明,辽河保护区不同土地利用方式下土壤的总有机碳、溶解性有机碳和微生物生物量碳含量差异显著(P0.05),旱田和水田土壤的总有机碳和微生物生物量碳含量均显著高于林地和草地的,草地土壤溶解性有机碳含量显著高于旱田、水田和林地的。草甸土不同土地利用方式下土壤的总有机碳含量、溶解性有机碳含量和微生物生物量碳含量均随剖面深度(0~60 cm)的增加呈逐渐降低的趋势。相关性分析结果表明,土壤总有机碳含量与微生物生物量碳含量呈极显著正相关(P0.01),二者与土壤溶解性有机碳含量的相关性无统计学意义。结果表明土地利用方式的改变将影响到辽河流域土壤有机碳的存在形态和含量。     

农艺措施与土地利用方式转变对土壤碳库管理指数的影响

土壤碳库管理指数是一项表征农田土壤有机碳积累与质量的综合指标,可有效地反映人类活动对土壤质量的影响。试验共采集了90组不同管理方式或利用方式的成对农田表层土壤样本,研究了农艺措施(施肥、耕作、土地平整、土壤改良)和土地利用方式转变等对土壤碳库管理指数的影响。结果表明,施用有机肥、推行秸秆还田及种植绿肥可显著提高土壤碳库管理指数;单施化肥对有机碳水平为中下的土壤碳库管理指数有一定的提高作用,但对有机碳水平较高的土壤影响不明显。深耕和平整土地及施用石灰可引起土壤碳库管理指数的下降。水田改旱种植蔬菜可导致土壤碳库管理指数的显著下降,其中以大棚蔬菜地的下降更为明显;水田改旱种植经济林(苗木、果树、茶叶)在初期(3~5年)可引起土壤碳库管理指数的明显下降,但随种植时间增加(10~20年),其土壤碳库管理指数可逐渐反弹;林地开垦种植旱作可引起土壤碳库管理指数的明显下降;滨海盐土围垦后随种植农作物年限的增加其土壤碳库管理指数逐渐增加。     

水田土壤中氮素含量对活性有机碳变化的影响

通过培育试验研究水田土壤对外加无机氮和有机碳的响应机制,考查不同形态和含量的无机氮和定量的葡萄糖对水田土壤的施肥效应.水田土中施加氮肥消耗土壤中的有机碳,硝态氮对热水提取有机碳(HWC)损耗更多,土壤主要进行异养硝化作用和反硝化作用,从而使HWC下降,外源葡萄糖的加入激发了土壤中原有的顽固态碳,使得表现HWC升高,这可能存在有机碳的起爆效应.     

吉林省耕层土壤有机碳储量及影响因素

为了了解最易受人类活动影响的耕地表层土壤有机碳库对土壤碳库变化及土壤固碳的潜力,以吉林省为研究区域,基于吉林省土肥站提供的2010年耕地地力评价数据(5742个耕地表层土壤采样点数据)以及1∶500 000土壤图等用于分析的基础图件资料,结合ArcGIS技术及统计分析软件SPSS,分析计算了研究区耕地表层土壤有机碳密度、储量及其空间分布特征,并且对吉林省耕地表层土壤有机碳与影响因素之间的关系进行研究。结果表明:吉林省耕地表层有机碳平均密度为3.95kg·m-2,土壤有机碳总储量约为0.206Pg;吉林省东部、中部和西部三大自然地理区域的耕地表层有机碳平均密度分别为4.94、3.66kg·m-2和3.22kg·m-2,自东向西有递减的趋势。各土壤类型中,暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土5种土壤类型的耕地表层有机碳储量约占耕地表层土壤有机碳总储量的75.37%,高于其他土壤类型。土壤有机碳含量与年积温呈不显著负相关关系,与年降雨量、土壤阳离子交换量呈显著正相关关系,与pH呈显著负相关关系,在对土壤有机碳进行空间预测和碳库估算时,需要考虑以上四个重要因子。总之,吉林省耕地表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,整体上呈现自东向西逐渐减小的趋势,年降雨量、年积温、土壤pH及CEC与耕地表层土壤有机碳含量密切相关。     

农田土壤碳氮及其与气象因子的关系

为揭示土壤碳氮受外界环境因子的影响,基于辽宁省51个农业气象站的代表性,分析了土壤有机碳和全氮的剖面分布及其与气象因子、地理因子的关系.结果表明,土壤表层(0～20 cm)有机碳和全氮含量总体高于土壤下层(20～40 cm);不同土层土壤有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的影响程度不同.土壤表层有机碳和全氮受年降水量、年平均气温的显著或极显著影响(P<0.05,P<0.01);土壤下层有机碳和全氮均与年平均气温呈显著负相关(P<0.01),而与年降水量不成显著相关.经度与土壤表层有机碳和土壤下层全氮呈显著正相关(P<0.05),而纬度和海拔不影响土壤有机碳和全氮.不同土层有机碳、全氮与气象因子的回归方程为农田生态系统的碳收支评估及养分循环提供基础资料.