不同种植年限红壤柑橘园土壤腐殖质化学组成和结构特征差异

【目的】长时间序列尺度上监测果园土壤有机碳化学组成和分子结构,深入了解果园土壤固碳增汇功能对人类种植活动的响应规律,可以为农业固碳减排提供理论依据,助力双碳目标实现。【方法】以长期种植的红壤柑橘园为研究区,采集不同种植年限(10年、30年、50年)土壤(0～20 cm)样品,分离纯化得到胡敏酸(HA)馏分(F₁～F₁₀)、低碳胡敏素(HuL)和高碳胡敏素(HuH)等腐殖质组分,利用元素分析、红外光谱、核磁共振3种手段,综合分析HA、HuL、HuH化学组成及结构变化。【结果】(1)化学组成：胡敏酸馏分与胡敏素元素组成以C、O为主,随种植年限延长C含量增大(除F₉～F₁₀),种植年限为50年的F₁～F₂、F₃～F₈、HuL、HuH C含量较种植年限为10年的增大36.1%、38.34%、61.69%、72.25%;HA的F₁～F₂、F₃～F_8...     

不同林分类型对土壤团聚体稳定性及有机碳特征的影响

基于野外调查和室内分析,对人工杉木林、马尾松林、桉树林、毛竹林、天然林5种不同林分下0~20cm、20~40cm土层土壤水稳性团聚体稳定性及各粒级土壤团聚体有机碳分布特征进行研究。结果表明:1)0~20cm土层,土壤水稳性团聚体质量百分含量随粒级的减小先下降后上升,主要以0.5~0.25mm粒级最低;5种林分条件下各土层均以>0.25mm的大团聚体为主,随土层加深,大团聚体含量减少。2)各林分土壤平均质量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)值变化趋势相似,均呈现为0~20cm土层大于20~40cm土层;林分间土壤MWD、GMD值则表现为天然林最大,桉树林最小;分形维数(D)在2个土层均以桉树最大,杉木林最小;3)5种林分各粒级团聚体中有机碳的含量均随土层的加深而减少;0~20cm土层,各林分有机碳含量随着团聚体粒级减小呈现先增大后减小再增大的趋势,最大值主要出现在5~2mm粒级,而有机碳贡献率则表现为先减小后增大的趋势。不同林分MWD、GMD差异分析结果表明,天然林土壤结构优于其他4种人工林,团聚体稳定性更高,而桉树林最低。随着土层深度变大,土壤水稳性团聚体稳定性下降;土壤团聚体有机碳含量表现为天然林最大、桉树林最小。      

秦岭辛家山不同林分土壤活性有机碳的季节性分布特征

为森林土壤碳库动态和调控机理提供依据,比较分析秦岭辛家山林区云杉(Picea asperata Mast.)、红桦(Betula albosinensis)和灌木林3种典型林分土壤0～60cm剖面(0～10cm、10～20cm、20～40cm和40～60cm)和不同季节有机碳(SOC)[微生物量碳(MBC)、易氧化碳(EOC)和可溶性碳(DOC)]的分布特征。结果表明:1)红桦林土壤EOC、DOC和MBC含量显著高于云杉林和灌木林;2)3种林分土壤EOC、DOC和MBC含量均在土壤剖面0～10cm达最大值,且随着土层的加深而减少;3)森林土壤MBC、EOC和DOC含量具有明显的季节动态,3种林分的EOC均在秋季最高,冬季最低;DOC在秋季最高,春季最低;MBC在夏季最高,冬季最低;4)3种林分中土壤有机碳与EOC、DOC和MBC呈极显著正相关,云杉林的DOC和MBC,红桦林的EOC和MBC,灌木林的MBC与土壤温度呈显著正相关;除红桦林MBC与SWC不相关外,3种林分的EOC、DOC、MBC和SWC呈显著正相关。林区土壤活性有机碳的季节性变化不仅与林分类型相关,同时受土壤温度和含水量的影响。     

黄土丘陵区小流域表层土壤的有机碳密度及其空间分布

通过野外调查和室内分析,采用多元线性逐步回归和地理信息系统(GIS)相结合的方法,研究了黄土丘陵区燕沟流域表层(0~20 cm)土壤的有机碳密度、空间分布及其与土地利用类型和地形因子等的关系。结果表明,流域表层土壤有机碳密度平均为1.72 kg/m2,变幅为0.97~2.93 kg/m2;土地利用类型是影响土壤有机碳密度变化的首要因子;流域土壤有机碳密度呈镶嵌的树枝状和条带状空间分布格局,其高值斑块区与乔木林地和灌木林地的分布一致,中值斑块区与草地和川坝地的分布一致,低值斑块区与梯田、果园、坡耕地、疏林地和未成林地的分布一致。流域表层土壤有机碳总储量为76.81×103t。     

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。     

山西太岳山不同林龄油松林土壤有机碳稳定性的变化特征

【目的】分析不同林龄油松林土壤有机碳及其组分的变化特征,为揭示维持油松林土壤有机碳稳定性的生物学机理提供理论依据。【方法】以山西太岳山林区40,80和110年生的油松林为研究对象,测定不同林龄油松林土壤有机碳及其组分（高氧化活性有机碳（F1）、中氧化活性有机碳（F2）、低氧化活性有机碳（F3）、稳定有机碳（F4））含量、pH、全氮含量、全磷含量、阳离子交换量、土壤酶活性和土壤粒径分布,分析不同林龄油松林土壤有机碳的稳定性和土壤理化性质的变化特征。【结果】土壤有机碳含量随林龄的增加而增大。难被氧化分解的有机碳组分（F3和F4）占总有机碳的70%以上,且所占比例随林龄的增大而增高;易被氧化分解的有机碳组分（F1和F2）占总有机碳的30%以下,随林龄的增大占比总体降低。40,80和110年生油松林在0~10 cm土层土壤有机碳的稳定系数分别为2.69,5.77和6.60,在10~20 cm土层分别为3.42,5.90和6.36。随着林龄的增加,土壤全氮含量、阳离子交换量、β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性呈增大趋势;在0~10 cm土层,土壤黏粒和粉粒含量呈降低趋势,土壤砂粒含量呈增大趋势。地表凋落物现存量与土壤有机碳含量呈显著的正相关关系,与F4呈极显著正相关关系,影响土壤总有机碳的积累与稳定。逐步回归分析结果显示,F1主要受全氮、阳离子交换量、粉粒含量、砂粒含量和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F2主要受pH和β-1,4-葡萄糖苷酶活性的综合影响;F3主要受粉粒含量、β-1,4-葡萄糖苷酶活性和纤维二糖水解酶活性的综合影响;F4主要受pH、全氮、黏粒含量、粉粒含量和砂粒含量的综合影响;总有机碳主要受pH、全氮、全磷和阳离子交换量的综合影响。【结论】当油松林林龄为40~110年时,随林龄的增加,土壤理化性状和生物学性状均得到改善,林龄越高,土壤有机碳固持能力越强,土壤有机碳库越稳定。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

不同利用方式土壤有机碳及其组分研究进展

概述了湿地、林地、草地、耕地等不同利用方式下土壤有机碳及其组分的研究进展,指出了不同土地利用方式下有机碳含量随深度增加而降低,原生植被有利于土壤有机碳的保持;热量充足、湿度适宜、物种丰富地区的土壤有机碳含量最高,高寒草地的有机碳库最为稳定。人类活动对有机碳组分变动的贡献率远大于自然因素。耕地土壤有机碳及其组分的研究对解释土壤有机碳的周转机理有重要意义,未来应重视长期施肥管理措施改变对土壤有机碳及组分的影响研究。     

宜居山地土壤机械组成对有机碳含量的影响

 以位于适合人类居住黄海沿岸的大连市金州区大黑山松树林和玉米田为研究对象，分层采集土样，测定粘棕壤有机碳含量和机械组成。研究不同土地利用方式下土壤机械组成对有机碳含量的影响。结果表明：土壤有机碳含量的空间垂直分布总体上随着土壤深度增加而降低。松树林和玉米田土壤有机碳平均含量分别为7.619g/kg和5.971g/kg。土壤有机碳含量不同层次间差异极显著(P＜0.01)。土壤机械组成与有机碳含量呈现显著的相关关系。松树林土壤粉粒平均含量与有机碳平均含量的相关性最大(R²=0.8822)，玉米田土壤砂粒平均含量与有机碳平均含量的相关性最大(R²=0.9786)；松树林、玉米田土壤粘粒含量与有机碳平均含量的相关性最小（分别为R²=0.8186、0.6145）。粉粒在各层土壤中所占的平均含量(＞32%)最大。松树林土壤的粉粒和玉米田土壤的砂粒含量可以作为有机碳含量的一个预测因子，用来估计土壤有机碳的含量。     

江西省典型森林类型土壤碳贮量 及碳汇能力研究

基于全国林业碳汇监测与计量体系的建立袁采用野外调查尧取样和室内实验分析相结合的方法袁研究了江西省4 种森林类型土壤碳贮量及碳汇能力分布特征袁结果表明院4种森林类型土壤有机碳含量与有机碳密度表现出 相似的规律袁从大到小依次为阔叶林跃杉木林跃针阔混交林跃松木林袁森林土壤平均有机碳密度15.69渊依10.28冤kg/m2袁低于我国森林土壤有机碳密度19.36 kg/m2的平均水平袁其中阔叶林的土壤有机碳密度最大袁其平均碳密度分别是另外3 种森林类型的1.2耀1.8 倍曰4 种森林类型土壤有机碳密度尧土壤有机碳含量及其差异程度均随土壤深度的增加而减少袁0耀30 cm 土层土壤有机碳密度分别占整个剖面的50%左右袁0耀10 cm 土层土壤有机碳含量为10耀30 cm 土层的 1.7~2.3 倍袁为30耀100 cm 土层的3~4 倍曰森林土壤碳贮量占整个森林生态系统总碳贮量的73.72%~79.08%袁在森林生态系统碳循环中具有重要的地位和作用遥     

海南岛文昌市不同森林类型土壤有机碳分布特征及其影响因素

土壤有机碳分布对于生态系统碳循环过程有重要意义,热带森林土壤存在高度空间异质性,不同森林类型下土壤有机碳的分布仍存在很大不确定性。因此,以海南岛文昌市五种森林类型的表层土壤为研究对象,探究其有机碳分布特征,并通过相关性分析、逐步回归分析和冗余分析阐明影响土壤有机碳分布的主要影响因子,结果表明:文昌市五种森林类型土壤有机碳含量范围在6.18－35.71k/kg,木麻黄人工林土壤有机碳含量最低,不利于土壤碳固存,有机碳分布表现为桉树人工林>人工混交林>次生林>相思人工林>木麻黄人工林;不同森林类型中有机碳含量变化与土壤中全氮含量、碳氮比变化一致;影响有机碳分布的主要因素为土壤全氮含量和碳氮磷化学计量比。研究结果可以为热带地区土壤碳固存及森林生态系统管理保护提供理论依据。     

不同林分类型下土壤活性有机碳含量和分布特征

为了明晰不同林分类型下土壤活性有机碳含量和分布特征,以杨树纯林(Populus euramericana)、杨树-石楠(Photinia serrulata)混交林及杨树-女贞(Ligustrum lucidum)混交林3种林分类型为研究对象,测定了不同土层中(0～20cm、20～40 cm、40～60 cm和60～80 cm)土壤有机碳(SOC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)和微生物生物量碳(MBC)的含量,分析其与土壤基本性质间的关系.结果表明:3种林分类型的不同土层中活性有机碳含量均存在显著性差异(P＜0.05),杨树-女贞混交林的DOC含量最高,其次为杨树纯林,杨树-石楠混交林最低;ROC含量在杨树纯林中最高,其次是杨树-女贞混交林和杨树-石楠混交林;杨树-石楠的MBC＞杨树纯林＞杨树-女贞混交林.不同活性碳组分含量均表现出随着土层增加而降低的趋势.其中,各林分类型0～20 cm层中DOC含量与其他各土层均存在显著性差异(P＜0.05);4个土层中的ROC均存在显著性差异(P＜0.05),且随着土层的增加,不同林分类型间的差异减小;3种林分类型的MBC含量在不同土层中显著性差异不一致.3种活性碳组分均与pH、蔗糖酶活性呈显著相关性(P＜0.05),其中DOC还受含水率、土壤团聚体平均粒径的影响,SOC和C/N也是ROC的重要影响因素,MBC亦与SOC呈显著正相关.研究发现,林分类型是影响土壤活性有机碳含量的重要因素,混交林改变了活性有机碳的分布特征.总体上,混交林活性有机碳含量占SOC的比例低于纯林,对土壤碳库稳定性具有积极影响.     

经营干扰对森林土壤有机碳的影响研究概述

陆地碳循环与全球气候变化之间的相互关系是当前环境问题研究的核心内容之一.森林是陆地生态系统中最大的有机碳的贮库,是陆地生态系统中重要的碳汇和碳源,且和人类的活动息息相关.结合国内外农、林业研究成果,就施肥、耕作、栽培方式、森林采伐和森林火灾等因素对森林土壤有机碳的影响进行了评述.初步认为:施用有机肥和矿质肥料,对土壤有机碳储量有很大的提高作用;对耕作土壤应该采取保护性措施,降低耕作强度或采取免耕覆盖、作物残留物管理、降低夏季休闲等措施使农业土壤由碳源转变为碳汇;由于土地开垦引起土壤有机碳的损失,因此对不适宜长期持续性耕作的土地和因植被破坏退化严重的土地,采取改变土地利用方式,植树种草,恢复和保护多年生植被.通过人为管理措施,科学地利用和保护有限的土地资源,减缓土壤中温室气体排放,增加土壤有机碳的截存,提高土壤质量.参41     

不同土壤微生物量碳与有机碳矿化的关系研究

采集洞庭湖区稻田土壤、林地土壤和荒地土壤,在实验室进行培养试验,分析3种不同利用方式下的土壤微生物量碳含量与有机碳矿化的关系。通过试验分析得到:3种土壤的微生物量碳含量随着土层的加深而减少,土壤中微生物量碳含量由高到低为稻田土壤﹥林地土壤﹥荒地土壤,3种土样中微生物量碳含量和有机碳含量的正相关关系均达到显著水平。在矿化培养试验中,荒地土壤在培养后28 d微生物量碳含量达到最大值,而稻田土壤和林地土壤在培养后21 d到达最大值,之后随着试验的进行土壤中微生物量碳含量而减少。3种不同利用方式的土壤在随着培养时间的进行,有机碳的矿化速率出现了下降的趋势;不同利用方式土壤的有机碳矿化量与培养前土壤微生物量呈极显著正相关。     

不同利用方式对小针茅荒漠草原土壤有机碳储量及其结构的影响

在围封、3个放牧梯度[0.50羊单位·hm~(-2)(G0.50)、0.94羊单位·hm~(-2)(G0.94)、1.25羊单位·hm~(-2)(G1.25)]和开垦5种处理条件下,对内蒙古小针茅荒漠草原土壤容重、土壤有机碳含量、有机碳密度和有机碳储量的影响开展野外监测试验,并利用核磁共振波谱法测定0~20 cm土层土壤有机碳结构。结果表明:同一土层,不同利用方式下,放牧区和开垦区与围封区相比,土壤有机碳含量、有机碳密度有降低的趋势,土壤容重有增加的趋势。随着放牧强度的增加,土壤有机碳含量、有机碳密度表现为逐渐降低的趋势。同一处理,随着土层的加深,小针茅荒漠草原土壤容重先降低后增加,而土壤有机碳含量和有机碳密度先增加后降低,在30~40 cm土层达到最大值。放牧和开垦与围封相比,土壤有机碳储量下降。其中,G1.25和开垦区的土壤有机碳储量显著(P0.05)低于围封区。随着放牧强度的增加,土壤有机碳储量逐渐降低。不同利用方式和放牧强度下小针茅荒漠草原土壤有机碳化学组分没有发生变化,各组分的相对比例出现差异。其中,烷氧碳(34.86%~37.85%)、烷基碳(26.05%~33.87%)、芳香碳(10.60%~17.69%)和羰基碳(14.57%~16.90%)是土壤有机碳结构的主要组成成分。放牧区和开垦区与围封区相比,烷基碳和羰基碳的相对比例减小,烷氧碳和芳香碳的相对比例增加,随着放牧强度的增加,烷基碳的相对比例逐渐降低,烷氧碳相对比例逐渐增加。围封草原土壤腐殖化指数最大(表现为围封区开垦区G0.50G0.94G1.25),而芳香性最小(表现为G1.25G0.94开垦区G0.50围封区),说明围封区土壤有机碳更趋稳定,在土壤固碳方面有一定的意义。     

秸秆碳对不同施肥水平低肥力土壤碳组分的影响

为探明不同施肥水平下秸秆碳对低肥力土壤溶解性有机碳（DOC）、微生物量碳（MBC）和颗粒有机碳（POC）含量的影响,采用碳化硅管原位法,向不同施肥水平（0、120、240 kg·hm^-2,以纯氮计）的低肥力土壤添加¹³C标记小麦秸秆,定期取土样测定不同有机碳组分的含量及其δ¹³C值,并计算秸秆碳在各有机碳库中的转化及贡献比例。研究结果显示,秸秆添加后7 d是快速转化阶段,此后秸秆碳转化渐缓,以向POC转化为主。相较于DOC,秸秆碳更倾向转化为MBC和POC,秸秆添加60 d后的转化比例分别为0.12%~0.38%、4.01%~6.25%和4.74%~9.54%。秸秆添加后,土壤DOC、MBC和POC含量均显著增加,来自于秸秆碳的贡献分别为0.29%~15.01%、13.20%~32.85%和33.62%~59.69%。相较于0、240 kg·hm^-2的施氮处理,施氮量为120 kg·hm^-2时,秸秆添加能同时大幅提高试验土壤的活性和缓效性有机碳库含量。由此表明,秸秆还田条件下,适量施加氮肥更有利于低肥力土壤的培肥与固碳。     

南方森林土壤溶解有机碳与土壤因子的关系

采用TOC-5000A总有机碳仪测定了福建主要森林类型土壤溶解有机碳(DOC)的含量，分析了土壤溶解有机碳与土壤因子的关系。结果表明：南方酸性森林土壤中，DOC与有机碳总量、全氮、全磷、碱解氮、有效磷和速效钾等养分因子之间呈极显著或显著的正相关关系，因而可以作为评价土壤肥力性状的生物学指标。土壤DOC与土壤中有机络合态铁、有机络合态铝和活性轻基铝之间呈权显著或显著的正相关。土壤中有机碳是影响土壤中铝和铁的溶出及迁移的一个重要因子。土壤DOC与pH值之间在一定的范围内呈权显著的负相关关系，因而土壤中铝的吸附、保持及溶解铝的排出受到溶液中DOC的强烈控制。土壤DOC与交换性铝之间无显著相关性。表2参14     

添加作物秸秆对土壤有机碳组分和酶活性的影响

【目的】研究小麦和玉米秸秆以不同方式还田对土壤有机碳及其组分和酶活性的影响,为寻求最佳秸秆还田方式提供依据。【方法】采用室内恒温培养法,以连续7季秸秆均还田土及不还田土为供试土壤,研究培养60d后,小麦、玉米秸秆与土壤混匀还田和覆盖于表层还田对土壤总有机碳(TOC)、活性有机碳(LOC)、微生物量碳(MBC)含量,LOC/TOC、MBC/TOC和土壤蛋白酶(PROT)、脱氢酶(DHA)活性的影响。【结果】与不添加作物秸秆相比,无论以何种方式还田,添加小麦或玉米秸秆均明显增加了还田土与不还田土的TOC、LOC、MBC含量,LOC/TOC、MBC/TOC和PROT、DHA活性。还田土的TOC、LOC、MBC含量和PROT、DHA活性均明显高于不还田土;添加小麦秸秆处理土壤的TOC、LOC含量明显高于添加玉米秸秆处理;秸秆与土壤混匀还田处理的TOC、LOC含量和PROT、DHA活性均明显高于秸秆覆盖于表层还田处理;秸秆类型和还田方式对MBC含量、MBC/TOC无显著影响。作物秸秆腐解过程中LOC含量和PROT活性可较为敏感地反映土壤有机碳和微生物活性的变化。【结论】无论是在还田土还是不还田土中,作物秸秆与土壤混匀还田均有利于提高土壤有机碳各组分含量和土壤酶活性。