土壤有机碳密度及储量的统计研究

阐明了土壤有机碳密度及储量统计的重要意义 ,介绍了国内外有关土壤有机碳储量研究的最新进展 ,探讨了一种较为精确的土壤有机碳密度计算方法并列举了计算实例 ,为全面而细致地统计我国土壤有机碳储量提供了一条可能途径     

耕作年限对水稻土有机碳分布和腐殖质结构特征的影响

分析比较了浙江慈溪耕作年限为50、100、500、700、1 000、2 000 a的水稻土剖面和不同粒级复合体中有机碳的分布特征,并利用红外光谱技术,探讨了长期耕作对水稻土腐殖质结构和功能基团的影响。结果表明,耕作年限在50~2 000 a范围内,稻田耕作表层有机碳含量受耕作年限影响不大,随着耕作年限的增加,约30~60 cm深度土层中有机碳含量有升高趋势。稻田土壤0~40 cm土层和40~80 cm土层有机碳储量变化幅度(Δ)随着耕作年限的增加逐渐下降,表明早期开垦的水稻土仍有很大的固碳潜力。100、500、1 000a水稻土耕作表层中,<2μm复合体的有机碳含量受耕作年限影响不大;随着耕作年限延长,<2μm复合体有机碳分配系数不断增大,10~50μm复合体有机碳分配系数则呈下降趋势。100、500、700 a水稻土胡敏酸的芳化度随耕作年限增加有所提高,500和700 a水稻土胡敏酸的脂肪族-CH2-、-CH3基团含量要高于100 a水稻土,胡敏酸的聚合程度基本上不受耕作年限影响。     

砂质土壤不同粒径颗粒中有机碳、养分和重金属状况

用分散、筛分和悬浮相结合的物理方法，研究了砂质土壤中养分和重金属在不同粒径有机、无机颗粒中的分布。研究表明，砂质土壤中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn在颗粒状有机质（POM）有明显的富集，富集程度以Cu和Zn最为明显。粒径较小（0．05～1mm）的POM组分中重金属的平均富集高于粒径较大（〉1mm）的POM组分。POM中重金属的富集因土壤重金属污染水平和重金属类型而异，并与土壤重金属的积累呈正相关。分析数据表明，土壤POM中重金属的积累不完全是植物分解残留的结果，土壤POM对重金属有强吸持能力可能是POM中重金属富集的主要原因之一。     

砂质土壤不同粒径颗粒中有机碳、养分和重金属状况

用分散、筛分和悬浮相结合的物理方法,研究了砂质土壤中养分和重金属在不同粒径有机、无机颗粒中的分布。研究表明,砂质土壤中Cd、Co、Cr、Cu、Ni、Pb、Zn和Mn在颗粒状有机质(POM)有明显的富集,富集程度以Cu和Zn最为明显。粒径较小(0.05~1 mm)的POM组分中重金属的平均富集高于粒径较大(>1 mm)的POM组分。POM中重金属的富集因土壤重金属污染水平和重金属类型而异,并与土壤重金属的积累呈正相关。分析数据表明,土壤POM中重金属的积累不完全是植物分解残留的结果,土壤POM对重金属有强吸持能力可能是POM中重金属富集的主要原因之一。     

城市土壤有机碳和黑碳的含量特征与来源分析

由于城市化过程中人为活动的深刻影响，城市土壤的一些性质被强烈地改变。城市土壤有机质由于来源的多样性和受到不同程度人为活动的影响，其组成和分布特征表现出异质性和多样性。本研究以南京市为对象，研究了功能区之间土壤有机碳和黑碳含量的差异。与郊区土壤相比，城市土壤的有机碳含量普遍较高。通过对有机碳组成的分析发现其中稳定的黑碳含量较郊区土壤明显偏高，且在不同功能区之间呈现差异性，体现了人为影响过程和污染来源的差别。同时发现路边绿化带土壤正受到来自交通环境的强烈影响，其有机碳和黑碳含量与其他功能区存在显著差异。不同功能区之间因人为影响的差异，土壤中黑碳含量与有机碳含量的比值表现出明显的不同，可以指示黑碳的可能来源。城市土壤环境中黑碳可能构成了总有机碳中的很大部分，这与自然土壤有明显的差别。     

石灰性土壤无机磷的形态分布及其有效性

本文应用蒋柏藩和顾益初(1989)提出的石灰性土壤无机磷的分级方法,对我国北方主要的石灰性土类进行了无机磷形态分级的研究,并对其有效性作出了初步评价。供试的甘肃、陕西和河南的16种土壤的无机磷形态的分布情况为:Ca₂-P平均占无机磷总量的1.34%,Ca-P占9.91%,Al-P占4.27%,Fe-P占4.40%,O-P占10.9%,Ca₁₀-P占69.1%。生物试验的结果表明:Ca₂-P型的磷酸盐是最有效的,也是作物磷素营养的主要来源;Ca₈-P、Al-P和Fe-P可以作为缓效磷源;Ca₁₀-P和O-P只是一种潜在磷源。本研究为石灰性土壤无机磷的研究和磷肥的合理施用提供了理论依据。     

中国土壤有机碳密度和储量的估算与空间分布分析

基于 1∶40 0万的《中华人民共和国土壤图》和第二次土壤普查数据 ,运用地理信息系统技术 ,对中国土壤有机碳密度及储量做出估算 ,并且分析了土壤有机碳密度的空间分布差异。结果表明 :10 0cm深度的土壤有机碳密度介于 1 19kgm- 2 到 176 46kgm- 2 之间 ,2 0cm深度的土壤有机碳密度介于 0 2 7kgm- 2 到53 46kgm- 2 之间 ;10 0cm和 2 0cm深度的土壤有机碳储量分别为 84 4Pg (1Pg =10 15 g)和 2 7 4Pg ;土壤有机碳密度具有高度的空间变异性 ,东北地区、青藏高原的东南部、云贵高原等森林、草甸分布的地区有机碳密度最高 ,准噶尔盆地、塔里木盆地、阿拉善高原与河西走廊、柴达木盆地等沙漠化地区的土壤有机碳密度最低 ;土壤有机碳密度的空间分布主要受气候、植被以及人类活动的影响     

不同施肥处理对红壤水稻土团聚体有机碳分布的影响

通过23年的长期田间定位试验观测,研究了施肥对红壤水稻土不同发生层团聚体组成、有机碳含量及有机碳库分布的影响.试验设不施肥（CK）、无机肥（NPK）、有机肥（猪粪＋紫云英）（OM）和无机肥与有机肥配施（NPKM）等4个处理.结果表明,＞3 mm团聚体含量随土层深度呈增加趋势,而其他粒径的团聚体含量则呈下降趋势.施肥处理有利于1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量增加.各处理中,各层同粒径团聚体有机碳含量从高到低的顺序为：A＞P＞W1、W2.不同粒径团聚体中有机碳含量有明显差异,除＜0.05 mm团聚体外,粒径愈细,有机碳含量愈高.1～3 mm和0.25～1 mm团聚体含量与全土有机碳含量呈显著正相关.不同施肥处理有机碳储量表现出NPKM＞OM＞NPK＞CK的趋势.同施肥处理同发生层不同粒径团聚体有机碳储量从高到低的顺序为：＞3 mm、1～3 mm、0.25～1 mm、0.05～0.25 mm和＜0.05 mm,且差异显著.施肥处理增加的新碳主要向1～3 mm、0.25～1 mm团聚体富集.     

水分状况对紫色母岩发育的水稻土团聚体及有机碳分布影响

在紫色丘陵区采集了因水分状况影响而形成的4种类型紫色水稻土土样,利用湿筛法获得不同粒径的团聚体,分析了其有机碳和不同土壤发生层中易氧化碳、微生物生物量碳和水溶性碳含量。结果表明,A层土壤中>2 mm的团聚体以潜育型水稻土和渗育型水稻土最高,分别占76.65%和75.92%,其次是潴育型水稻土占43.86%,淹育型水稻土只有13.10%;不同土壤发生层间土壤团聚体的组成也存在较大的差异;除潴育型水稻土的P层外,其余各层土壤的有机碳53.7%~96.2%均分布在>0.25 mm团聚体中;潜育型水稻土的微生物生物量碳和易氧化碳含量在4种水稻土中最高,分别为282.5 mg kg-1和6.59 g kg-1,水溶性有机碳则以渗育型水稻土最高;有机碳含量与>2 mm团聚体含量呈极显著正相关关系,与<0.25 mm微团聚体数量呈显著负相关关系。     

土壤碳循环研究及中国稻田土壤固碳研究的进展与问题

土壤碳循环是与全球气候变化密切相关的重要地球表层系统过程,是国际地学和生态学界近年来的热点领域。本文简要概述了国际土壤碳循环研究的进展和发展态势,着重讨论了中国稻田土壤固碳研究已获得的认识。提出碳循环研究越来越走向与生物学的结合,且越来越依赖于长期试验和观测。中国稻田土壤的固碳水平、潜力已有较丰富的认识和资料积累,在团聚体尺度上也开展了较多的固碳机理的研究,包括物理保护、化学结合、生物学的稳定等。无论是野外还是实验室的培养均表明稻田土壤碳矿化潜力较低,这与团聚体的物理保护有关外,还与稻田土壤中存在的碳的化学结合而稳定的机制有关;固碳与农田生态系统生产力和生态服务功能的耦合机制是当前稻田土壤固碳研究的中心内容,一些研究已经表明生物多样性可能是控制碳稳定和温室气体减排与生产力提高的关键因素。未来研究的重点是定量表征固碳中碳更新的关键环节,同时需要加强对作物-土壤微生物相互作用对碳输入、转化和固定的影响及机理的研究。中国稻田土壤固碳与农业发展意义值得进一步重视。     

土壤有机碳的剖面分布特征及其密度的估算方法研究——以我国东北地区为例

土壤有机碳(C)库在全球变化研究中具有极其重要的地位,而土壤剖面中有机C分布特征及估算方法是精确计算土壤有机C库的前提。本文收集了《中国土种志》和东北3省土种志中有关的土壤剖面属性数据,建立以土壤有机C为主体的数据库,讨论了土壤剖面有机C的分布特征及土壤剖面不同分类单元下土壤有机C的估算方法,为合理和准确地估算土壤有机C密度及土壤有机C库提供科学依据。     

DISTRIBUTION OF CARBON DIOXIDE AND OXYGEN IN THE GAS PHASE OF AEROBIC SOILS

It is shown that, under certain conditions, the increase in carbon dioxide partial pressure is proportional to the drop in oxygen partial pressure in the gas phase in fallow soils. The principal assumptions are that respiration is unaffected by lowering of oxygen partial pressure until very low levels are reached, and that the respiration quotient is constant. Previously reported measurements of the composition of gases extracted from soil are consistent with the theory.     

红壤稻田土壤溶解有机碳含量动态及其生物降解特征

本通过田间采样分析和室内培育试验,研究了不同利用年限的3种红壤水田土壤中溶解有机C(DOC)的含量动态和生物降解特征。结果表明：土壤DOC的含量随土壤深度而降低,二具有显负相关性。0-30cm土壤DOC的含量及其占总C比例随土壤有机C含量的升高而增大。DOC的季节变化明显,主要与气候因素有关：降雨和灌水可显提高DOC的含量,是落干时含量的1．44-2．50倍。淋溶试验结果表明,从试验开始,淋滤液中DOC的浓度呈增加趋势,至2l天时达到最大,其后又趋下降。在49天的培养期内,DOC的分解速率为3l％-58％,其中低分子量组分能在数天内降解掉。不同土壤间DOC的分解速率有明显差异。     

扬州市土壤有机质和速效磷钾的分布研究

研究表明，我市土壤有机质和速效P含量总体上处于中等偏低水平，速效K含量处于中等水平；90％以上的土壤有机质含量在10～40g/kg之间，速效P含量在2～29mg/kg之间，速效K含量在25～125mg/kg之间；在集中分布区，土壤有机质和速效P近似于呈偏正态分布，速效K近似于呈正态分布：各养分的变异程度以速效P最大，速效K最小。各县(市、区)中，以宝应、高邮两地的土壤肥力较高。     

DISTRIBUTION OF CARBON DIOXIDE IN THE AQUEOUS PHASE OF AEROBIC SOILS

Theory predicts that in the aqueous phase of aerobic soils carbon dioxide concentration/distance gradients are 1·35 times as large as those for oxygen. Because of differences in solubility, the partial pressure/distance gradients of carbon dioxide should be less than one-twentieth of the gradients of oxygen partial pressure. Experiments were carried out to test this prediction. In some experiments oxygen partial pressures were measured directly by means of a micro-electrode and carbon dioxide indirectly by methods involving microelectrode determinations of specific conductance in agar-CaCO₃ gel. Measurements were made in models of water-saturated soil consisting of yeast cells embedded in agar-CaCO₃ gel, around plant roots in agar-CaCO₃ gel and within water-saturated soil. Oxygen partial pressures fell by 5–15 per cent of an atmosphere over distances of 0·2–0·4 cm whereas carbon dioxide partial pressures increased by less than 0·3 per cent of an atmosphere over the same distance. In other experiments different thicknesses of water-saturated soil were incubated with their upper surfaces exposed to air. The mean oxygen partial pressure fell by 7–13 per cent of an atmosphere with increasing the thickness from 0·2 to 0·4 cm whereas the carbon dioxide partial pressure never increased by more than 0·2 per cent of an atmosphere. Both sets of evidence confirm the theoretical prediction. It is concluded that the partial pressure of carbon dioxide in the aqueous phase of soils containing no oxygen-free zones, would never, even at the surfaces of roots, be more than 1 per cent of atmosphere greater than in the gas phase.     

黄土区几种土壤培养过程中可溶性有机碳、氮含量及特性的变化

对不同地域农田和林地土壤进行35 d好气培养研究,结果表明:不同土壤培养过程中可溶性有机碳(SOC)含量呈明显下降,而可溶性有机氮(SON)含量却呈明显增加趋势。不同农田土壤相比,在培养起始时和培养过程中红油土SOC和SON的平均含量均高于黑垆土和淋溶褐土;同为黑垆土,林地土壤SOC和SON含量均明显高于相应农田土壤。与起始值相比,土壤培养后提取的可溶性有机物的UV280和HIXem(Hu-mification index)值均明显增加,其中HIXem值在培养的第8天和第35天时呈显著增加趋势。随着培养过程的持续,SOC/SON比值逐渐下降。相关分析发现,培养第35天时SOC的减少幅度与UV 280增加比例呈显著正相关;培养第8天时SOC的减少比例与起始HIXem值呈显著负相关。说明UV280和HIXem值可以在一定程度上反映可溶性有机物种类和结构特性的变化。     

冀州市土壤有机质和速效氮磷钾的分布状况

冀州市土壤有机质、碱解N、速效K总体上处于中等水平,速效P处于中等偏上水平;土壤有机质大部分含量在6~19g/kg之间,碱解N大部分含量在26~75mg/kg之间,速效P大部分含量在5~52mg/kg之间,速效K大部分含量在50~230mg/kg之间;在集中分布区,土壤有机质和碱解N呈正态分布,速效P和速效K呈偏正态分布;各养分的变异程度以速效P最大,碱解N最小。     

百花山山地土壤中有机质的垂直分布规律

本文测定了北京百花山山地典型土壤剖面各发生层的有机质含量、腐殖酸组分、可见光谱,利用相关分析方法计算了有机质与海拔高度之间的相关系数。结果表明:有机质与海拔高度的相关系数为0.94,,呈显著相关水平;各剖面土壤腐殖质分析结果表明,该山地土壤的HA/FA值、E4/E6值随着海拔高度的升高而呈现上升趋势。     

几种水稻土不同粒级中的有机质含量和组成

土壤有机质绝大部分与土壤矿质部分结合在一起。有机质与矿质部分结合是形成土壤良好结构的必要条件,同时也是有机质本身生物学稳定性较高的一个重要原因。研究土壤中不同粒径和比重的有机-无机复合体中有机质含量和组成,将有助于更好地了解有机质在土壤发生和土壤肥力中的作用。一些研究者通过这种途径已对一些自然植被下的土壤和早地土壤进行了研究,但对水稻土这方面的研究还未见有报道。本工作的目的在于研究不同种类和不同肥力水平的水稻土各粒级中有机质的含量和组成。