黄土高原不同土壤类型有机碳密度与储量特征

土壤有机质的理化特性是黄土高原地区水土保持及生态修复的重要物质基础,充分了解黄土高原区不同土壤类型的有机碳密度与储量,对生态建设具有重要的实际意义。利用第二次全国土壤普查数据,对黄土高原不同土壤类型0～20 cm表层土体有机碳密度及储量进行估算,并分析两者的空间特征。结果表明：黄土高原区土壤有机碳密度加权平均值为2.00 kg·m-2,棕壤碳密度值最高,为15.56 kg·m-2,风沙土最低,仅为0.24 kg· m-2,空间上呈中间低四周高的分布格局。黄土高原地区总碳储量为1 239.85 Tg（1 Tg=1012 g）,灰褐土及黄绵土碳储量较高,两者占总体的46.86%,灰漠土、冻漠土、碱土较低,总量仅占0.17%,空间上呈由西北向东南递增的分布规律。黄绵土、风沙土在黄土高原区分布较广,但两者碳密度较低。因此,在今后的生态修复措施中,提高两者有机碳含量十分关键。     

陕北固沙林恢复过程中土壤碳氮组分库特征与固存效应

选取陕北毛乌素沙地从半固定沙地到恢复2354a的灌木和乔木固沙林地,采用密度分组法分析表层土壤轻、重组分碳氮含量、C/N的演变及累积速率、固定碳氮贡献率特征。结果表明:固沙林从恢复2354a,乔木和灌木林土壤轻组碳分别增加了14.040.6倍和8.819.2倍,显著高于对应重组碳3.27.7倍和3.58.1倍的增幅;对应轻组氮分别增加了14.540.9倍和11.829.1倍,也显著高于重组氮4.68.5倍和4.412.6倍的增幅,说明轻组碳氮相对重组碳氮对固沙林恢复更加敏感。土壤轻重组碳氮含量增加使得乔木和灌木林轻组碳密度增速分别达0.57mg·hm^-2·a^-1和0.26mg·hm^-2·a^-1,重组碳密度增速则仅为0.18mg·hm^-2·a^-1和0.20mg·hm^-2·a^-1;同时,轻组氮密度增速分别达0.03mg·hm^-2·a^-1和0.02mg·hm^-2·a^-1,重组氮密度增速则分别达0.02mg·hm^-2·a^-1和0.04mg·hm^-2·a^-1。按此碳氮组分增速,到固沙林恢复54a时,乔木林和灌木林土壤轻组碳可分别贡献75.9%和59.4%的全有机碳增量;土壤重组氮则可贡献44.6%和63.9%的全氮增量。另外,恢复54a两种林地土壤重组C/N分别比半固定沙地降低11.4%和38.5%。但轻组C/N在乔木林并无显著变化,在灌木林恢复2354a土壤轻组C/N降低了21.7%31.0%,显著改变了土壤碳库性质。表明陕北固沙林恢复土壤表现出显著的固定碳氮效应,并且乔木林有更好的固碳能力,灌木林则有较好的固氮效应。     

水肥调控下土壤碳氮含量、酶活性和三七产量的响应特征研究

为揭示水肥对三七田土壤碳氮含量、酶活性和产量调控效应，明确三七不同生育时期最适水肥调控模式，于2018—2021年在云南省红河州泸西县三七种植基地开展田间试验，设3个灌水水平（5 mm，W1；10 mm，W2；15 mm，W3）和4个不同生育时期（根增期、苗期、花期、果期）施肥配比水平（25%∶25%∶25%∶25%，F1；20%∶25%∶30%∶25%，F2；15%∶30%∶30%∶25%，F3；10%∶40%∶20%∶30%，F4），以全生育期不灌溉施肥处理为对照（CK），研究不同水肥调控模式对土壤碳氮含量、酶活性、三七产量、总皂苷含量及各指标间相互关系的影响，同时采用CRITIC-VIKOR法对最适水肥调控模式综合评价。结果表明：灌水量和生育时期施肥配比对三七根增期、苗期、花期和果期土壤全氮、有机碳含量和脲酶、酸性磷酸酶、蔗糖酶、过氧化氢酶活性以及产量、总皂苷含量有显著影响（P<0.05），与CK相比，花期W2F3处理土壤全氮含量较其他处理显著提高7.69%~92.50%，W1F1处理土壤有机碳含量较其他处理显著提高5.11%~7.11%；根增期各灌水施肥处理土壤脲酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶活性分别平均较CK增加7.20%、19.82%和47.44%，过氧化氢酶活性降低19.16%。与CK相比，收获后水肥调控处理三七水分利用效率平均提高53.83%，肥料偏生产力平均提高66.30%，W2F4处理产量最高（2 797.25 kg·hm^-2），W2F3处理总皂苷含量最高（176.34 mg·g^-1）。综合评分法结果表明，三七根增期W3F1处理Q值为0.03，苗期W2F3处理Q值为0.02，花期W2F3处理的Q值为0.01，果期W3F2处理的Q值为0.02；根增期和果期最佳灌溉施肥方案为W3F1和W3F2，苗期和花期最佳灌溉施肥方案为W2F3。     

东北地区土壤碳、氮含量空间分布特征及其主控因素辨析

基于我国第二次土壤普查数据,利用ArcGIS和GS+地统计软件,分析东北地区土壤有机碳含量(SOCC)和土壤全氮含量(STNC)空间分布特征,并从8个自然因子和土地利用方式(LUT)中辨析主控因素及人类活动和自然因素影响的相对重要性.结果表明:东北地区SOCC、STNC属于养分分级的中等偏上水平;SOCC、STNC的最优半方差函数模型均为高斯模型,块金效应分别为36.56％和43.76％,具有中等强度空间自相关性;SOCC、STNC空间分布为从东北向西南方向逐渐降低.SOCC、STNC与土壤阳离子交换量(CEC)、经度(L0)、纬度(La)、海拔高度(H)呈显著正相关,与年均温(MAT)、pH、土层厚度(d)均呈显著负相关,而与年均降水量(MAP)相关性均不显著(P＞0.01);东北地区影响SOCC、STNC的主控因素为CEC、L0、LUT、pH和MAT;所有相关性因子共同解释SOCC、STNC变异性的30.10％和29.20％,其中LUT解释部分分别占总解释程度的10.96％和5.82％.自然因素特别是土壤性质对该区土壤碳氮空间分布的影响仍然起到主导作用,但耕地条件下农业生产活动可能在一定程度上削弱自然因子对土壤碳氮的影响.     

干旱区盐渍化荒地不同开垦年限土壤碳氮储量研究

在天山北坡绿洲区分别选取连续开垦3 a、8 a、15 a盐渍化棉田和未开垦的盐渍化荒地,采集0~10、10~20、20~40、40~60、60~100 cm土层土壤样品,测定土壤有机碳、全氮含量。结果表明:盐荒地开垦后棉田0~100 cm土层土壤有机碳含量随开垦年限呈逐渐增加的趋势;开垦后棉田土壤全N含量随开垦年限的增加而增加,但处理间无显著差异;盐荒地与开垦棉田土壤有机碳、全N含量随土层深度增加而降低,其中盐荒地不同土层间土壤有机碳含量差异显著,0~40 cm土层土壤有机碳、全N含量明显高于40 cm以下土层;开垦棉田土壤C/N随开垦年限的增加呈现增加的趋势,盐荒地和开垦棉田土壤C/N随土壤深度的增加而降低,二者之间差异不显著;开垦棉田土壤有机碳储量随开垦年限的增加呈先减少后增加的趋势。结论:干旱区盐荒地开垦后,棉田土壤有机碳、全N含量均随开垦年限的增加而增加,而土壤有机碳储量随开垦年限的增加先减小后增加。盐荒地与开垦棉田土壤有机碳和全N含量随土层深度增加而减少。     

贝加尔针茅草原土壤原位矿化过程中碳氮转化耦合特征

依托在贝加尔针茅草原建立的长期模拟氮沉降试验平台(始于2010年),运用PVC顶盖埋管法进行原位培养试验,研究不同氮添加下贝加尔针茅草原土壤碳氮组分、净硝化速率、净氨化速率、有机碳转化速率的变化特征及碳氮耦合关系。试验处理包括:对照N0,低氮添加(15、30、50 kg·hm^-2·a^-1)记为N15、N30和N50,高氮添加(100、150、200、300 kg·hm^-2·a^-1)记为N100、N150、N200和N300。结果表明:培养期间,N15、N30、N50和N100处理的净硝化速率显著高于对照N0(P<0.05),分别增加了40.80%、110.31%、206.83%和202.04%;N30、N50和N100净氨化速率显著低于对照N0(P<0.05),分别降低了16.88%、169.60%和150.67%;N15和N30处理的净矿化速率高于对照N0,分别增加了150%和50%;N50、N100、N150和N200处理的净矿化速率低于对照N0,分别降低了254.52%、161.5...     

不同荒漠生态系统下有机碳和微生物碳的分布特征

基于新疆古尔班通古特沙漠南缘原始盐生旱生荒漠的3种建群灌木琵琶柴(Reaumuria soongori-ca)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)和梭梭(Haloxylon ammodendron)生态系统下土壤剖面实测数据,分析了土壤有机碳(SOC)和土壤微生物量碳(Mc)的垂直分布特征及其与土壤理化因子的关系。结果表明:3个生态系统类型之间土壤剖面SOC分布状况和含量不存在显著差别,但每个生态系统土壤剖面土层之间存在显著差别。各生态系统土壤上层均存在着一定厚度的SOC富集层,中部(10～30cm)SOC含量迅速下降,下部有机碳含量低而稳定。Mc分布与含量与SOC存在相似的规律。Mc对90cm以上的土壤碳循环起着重要的作用,而对深层次的碳库影响不大,不会对全球变化做出响应,但意义更重要,它们可以更长期保留于土壤中而不释放回大气圈。     

我国三种种植制度下农田土壤有机碳、氮关系的演变特征

对34个国家级耕地质量监测点20余年连续监测数据进行了统计分析,旨在探讨常规施肥下我国旱作、水旱轮作和稻田系统土壤碳、氮关系的演变特征.结果表明,1985～2006年.我国常规施肥方式下旱地、水旱轮作和稻田系统表层土壤有机碳和全氮均显著增加,三种种植制度下土壤C/N演变存在一定差异.土壤C/N均值从1985～1990年...     

耕作方式对旱地麦田土壤团聚体及其碳氮组分分布的影响

为明确蓄水保墒耕作方式下旱地麦田土壤团聚体稳定性、有机碳及碳组分和全氮及氮组分在不同粒径团聚体组分中的分布特征,深入了解不同耕作方式下土壤碳氮固持机制,以连续3 a(2017—2020年)实施不同耕作方式(免耕、深松、深翻)后冬小麦收获期0～20 cm土壤为研究对象,采用湿筛法测算土壤团聚体的构成与稳定性(R_0.25,>0.25 mm团聚体含量;MWD,平均重量直径;GMD,几何平均直径),并测定各粒径团聚体有机碳(SOC)和碳组分(重组有机碳,HFOC;轻组有机碳,LFOC;易氧化有机碳,EOC;可溶性有机碳,DOC;颗粒有机碳,POC)含量、全氮(TN)和氮组分(硝态氮,NO^-₃-N;铵态氮,NH⁺₄-N;可溶性有机氮,SON)含量,分析了碳氮组分的相关关系。结果显示：(1)免耕和深松处理>2 mm团聚体土壤比例较深翻处理分别提高8.8%和22.1%,免耕有利于增加<0.053 mm粉黏粒比例,较深松和深翻处理分别提高46.4%和27.7%。深松处理较深翻...     

青海湖环湖区表土有机碳氮储量估算

分析了沿青海湖湖岸采集的81个表土样品的总有机碳和氮含量得出：环湖区表土有机碳储量为27.81×10^6t,总氮储量为30.24×10^5t。占研究区面积最大的栗钙土,其表层土壤有机碳密度（8.19kg/m^2）显著高于同类研究,氮含量（3.63mg/g）亦高于青海省同类土壤的平均值,说明环湖区表土碳氮储量都是相当大的...     

30 a耕作对高寒草地土壤碳氮与颗粒组成的影响

根据青海湖流域1987—2010年5期遥感图像解译,在青海湖北部区域存在毗邻的30 a未曾变动草地和耕地。以这两类土壤为研究对象,对其0~60 cm土层的土壤总碳、土壤全氮、土壤粒度组分进行对比研究。结果表明:草地和耕地土壤总碳和全氮含量以30 cm为界,分异明显,界上草地总碳和全氮含量大于耕地,而界下两者之间差异较小。另外,草地总碳和全氮含量最大值出现在0~10 cm,耕地总碳和全氮含量最大值出现在10~20 cm。草地和耕地粒度组成上都属于砂黏壤级,其中草地粉砂和黏粒大于耕地,而砂含量小于耕地。30 cm以上,草地和耕地间土壤粒度组分差异大,30 cm以下差异小。草地土壤黏粒和粉砂组分与总碳(P0.05)、全氮(P0.01)呈显著相关,而土壤砂粒组分与其相关性不显著;耕地总碳和全氮与各土壤粒级组分之间均无显著相关性。     

连作对砂田土壤微生物碳源利用和微生物量碳、氮的影响

以宁夏香山乡红圈子村连作1年、3年、5年、7年、9年、11年、20年的压砂瓜田为研究对象,以未压砂的原始荒地为对照,研究连作砂田土壤微生物群落对碳源利用率的影响和微生物量碳、氮的变化规律,分析微生物碳源与微生物量碳、氮的相关性,探讨研究结果形成的原因.结果表明:与对照相比,压砂明显提高了土壤微生物对碳源的利用率,不同连作年限砂田土壤微生物对碳源利用率随培养时间的延长而增强;试验区土壤中微生物主要利用的碳源均为多聚化合物;砂田土壤微生物量碳、氮随连作年限的延长整体呈下降趋势;微生物量氮与多聚化合物、氨基酸、胺类化合物和平均颜色变化率呈显著负相关关系(p＜0.05),微生物量碳与碳源之间无相关关系.     

麦豆长期轮作下秸秆还田对土壤碳氮组分及作物产量的影响

通过在陕西杨凌开展的田间长期定位试验,研究冬小麦-夏大豆长期轮作模式下秸秆还田量（不还田、半量还田、全量还田）对土壤碳氮养分及麦豆产量的影响。结果表明：土壤全氮、矿物质氮、硝态氮、微生物量氮含量随着秸秆还田量的增加而增加,与不还田相比,半量还田处理0～40 cm土壤全氮、矿物质氮、硝态氮、微生物量氮含量比不还田处理平均增加10.51%、11.58%、15.71%、35.68%,全量还田处理比不还田处理平均增加19.61%、21.84%、26.50%、40.77%。秸秆半量还田、全量还田处理土壤有机碳含量比不还田处理分别增加4.10%、14.58%,水溶性有机碳含量分别增加2.01%、6.68%,微生物量碳含量分别增加6.71%、7.67%。土壤全氮、硝态氮、矿物质氮含量表现为9—12月份较高,3—5月份较低,微生物量碳、氮变化趋势与之相反。0~20 cm土壤中碳、氮各组分含量均高于20~40 cm土层。秸秆还田处理增产显著,与不还田处理相比,半量还田处理大豆、小麦产量分别增加3.63%、5.44%,全量还田处理分别增产19.69%、10.38%。长期麦豆轮作下秸秆全量还田措施是提高作物产量、改善土壤质量的有效途径。     

河北平原表层土壤有机碳和无机碳的分布及碳储量估算

利用多目标区域土壤地球化学调查数据,对河北平原表层土壤中有机碳和无机碳的空间分布进行了研究,计算了无机碳储量并结合有机碳储量的研究结果得到河北平原表层土壤的总碳储量。结果表明:河北平原表层土壤碳在空间分布表现出与土壤类型、地貌,尤其是古河道、湖泊的密切关系,并受到人类活动的影响。表层土壤碳总储量为320.56Mt,碳密度为4.33kg/m2。其中无机碳储量达到145.74Mt,碳密度为1.97kg/m2,以潮土和褐土的碳储量最大,以草甸盐土和潮土的无机碳密度最高。潮土区无机碳主要是发生碳酸盐,而褐土区无机碳主要是岩生无机碳。     

新疆甘家湖自然保护区梭梭林碳储量

根据新疆第二次森林资源普查的结果统计甘家湖保护区不同盖度梭梭林的面积。选择3个不同盖度的梭梭林测定梭梭、草本植物以及土壤的有机碳含量,计算梭梭林的总碳储量。结果表明:甘家湖保护区的梭梭林总面积为360.79km~2,98.43%的梭梭林盖度低于50%。甘家湖保护区梭梭林的总碳储量达到2.66万t。低盖度梭梭林的碳储量占总碳储量的97.67%。土壤和梭梭的碳储量分别占总碳储量的71.42%和23.69%。盖度影响梭梭林的梭梭根系和全株生物量以及草本植物生物量。高盖度梭梭林的梭梭生物量最高,中盖度梭梭林的草本植物生物量最高。盖度影响梭梭根系含碳量。低盖度梭梭林根系含碳量显著高于中盖度。盖度和深度影响土壤碳密度。高盖度梭梭林的土壤碳密度最高。20cm以下土壤碳密度高于表层。梭梭单株碳储量与枝条、根系和单株的干重呈显著正相关。土壤碳密度与土壤有机碳含量呈显著正相关。今后应该采取措施促进梭梭林生长,提高其碳储量。     

不同覆盖方式对旱作农田土壤碳氮含量及玉米产量的影响

设置垄膜沟播(R)、平作全覆膜(P)和平作秸秆覆盖(S)3种不同覆盖栽培模式,以传统平作(CK)为对照,通过3 a大田定位试验,研究不同覆盖方式对农田土壤碳氮及其组分变化、玉米干物质积累和籽粒产量的影响。结果表明:连续覆盖3 a后,R和P处理土壤有机碳和全氮含量及储量均呈逐渐下降趋势,而S处理则呈上升趋势且每年的增幅逐渐增大;各处理0～40 cm土层土壤有机碳储量均表现为S>R>P>CK,全氮储量表现为S>CK>R>P,S处理有机碳和全氮储量分别较CK提高3.4%和7.5%;与CK相比,R和P处理可提高土壤碳氮比,在0～20 cm土层平均分别提高7.9%和9.6%(P<0.05),而S处理0～20 cm土层土壤碳氮比平均降低了9.9%(P<0.05);各覆膜处理(R和P)均较CK显著降低了0～40 cm土层土壤可溶性有机碳(DOC)和土壤可溶性有机氮(DON)含量,而S处理较CK处理0～60 cm土层DOC和DON含量2 a平均均提高6.2%;各处理收获期硝态氮含量在0～100 cm剖面中的垂直分布与CK无明显差异;各处理土壤铵态氮含量均...     

西北地区不同生态系统几种土壤有机氮组分和微生物体氮的差异

对采自西北地区森林、草甸、草原和农田不同生态系统的12种土壤,进行了土壤有机氮组分和微生物体氮的测定。结果表明,不同生态系统土壤中各有机氮组分含量差异甚大,其变化规律与土壤全氮基本一致,表现为自然土壤中各有机氮组分含量大于农田土壤。在供试的12种土壤中,酸解性氮为472.7～4021.9mg/kg,平均为1303.5±1153.2mg/kg,占全氮的72.67%±4.01%;随土层增加,酸解性氮所占比例下降,在0～20cm平均为77.1%±3.96%(n=3),20～40cm为70.1%±2.48%。未酸解氮含量为181.1～1888.1mg/kg(平均509.9±21.7mg/kg),是全氮的20.58%～31.95%(平均27.33%±4.02%),与酸解性氮相反,下层土壤非酸解性氮占全氮的比例显著大于上层。在酸解性氮中,氨基酸氮含量变化在195.1～2283.9mg/kg(平均671.4±685.8mg/kg),是全氮的25.67%～48.18%(平均34.24%±4.2%),自然土壤中氨基酸氮所占全氮比例较农田土壤大,自然土壤平均为40.8%±4.2%(n=5),而农田土壤平均为29.6%±4.8%(n=7);氨态氮分布在81.8～662.5mg/kg(平均233.7±226.9mg/kg)范围,占全氮的8.89%～18.99%(平均12.85%±3.03%);氨基糖态氮含量为46.0～665.3mg/kg(平均162.1±184.6mg/kg),是全氮的6.29%～11.99%(平均8.13%±1.91%),绝大部分土样的氨基糖占全氮比例在10%以下;未     

内蒙古典型草原区土壤氮储量分布研究

基于野外调查数据、气象站观测数据和草原放牧统计数据,利用相关分析和逐步回归方法识别区域土壤氮储量的主要影响因素,建立了土壤氮储量与放牧压力指数和降雨两个影响变量的地理加权多元回归克里金模型,并利用该模型预测了内蒙古典型草原土壤氮储量的空间分布。结果表明:降水和放牧压力指数与土壤氮储量具有显著的相关关系;研究区域0-50cm土壤氮储量在0.01kg·m-2和1.56kg·m-2之间;土壤氮储量空间分布整体上呈自东北向西南递减的特征。区域降水减少对土壤氮储量累积具有不利的影响,而通过降低草原载畜率或采用草场封育措施降低放牧压力则有助于提高区域土壤氮储量。     

西玛津对苹果质量及土壤硝态氮的影响

西玛津在果园除草效果方面的试验已有很多报道,但对其与苹果质量及土壤硝态氮含量关系的报道甚少。据美国的William等(1984)报道,对温室栽培的玉米,土壤施用西玛津、莠去津等均三氮苯类除草剂,可显著抑制土壤反硝化作用,从而明显提高了土壤硝态氮含量,J.Thomas(1980)的试验表明:苹果园施用西玛津和百草枯,可提高苹果叶中钙含量,其原因究竟是因控制了杂草生长,从而