青海高寒农区不同土地利用方式下土壤有机碳含量变化研究(英文)

利用有机碳密度分组法,研究了青海省高寒农区退耕还林(草)前后4种土地利用方式(农田、人工林、林草间作、原生样地)下的土壤总有机碳、轻组含量和轻组有机碳的变化趋势。结果表明土壤总有机碳含量由高到低依次为林草间作原生样地人工林农田,其含量分别为2416.78、2167.08、1556.20、1137.08g/m2,林草间作与人工林、农田2组样地间差异显著(P0.05);土壤轻组有机碳由高到低依次为原生样地林草间作人工林农田,其含量分别为403.95、368.27、232.21、130.14g/m2,原生样地与人工林和农田间差异显著(P0.05);比较轻组含量,其序列依次为原生样地林草间作人工林农田,其含量依次为19.25、16.45、10.01、6.66g/kg。原生样地的开垦会导致土壤总有机碳和轻组有机碳的下降,而农田退耕为林草间作和人工林后有利于土壤固碳能力的增加。退耕后形成的林草间作样地的土壤总有机碳较农田增加了112.54%,人工林较农田增加了36.86%;轻组有机碳则分别提高了210.4%和182.98%。因此,可以认为在干旱少雨的青海高寒农区,退耕还林措施的实施不仅有利于改善当地水土流失现状,更能提高土壤固碳能力,使这一区域的生态环境和生态效益同时得到提升。     

不同强度火烧对轻组和重组有机碳的影响

[目的]研究火烧迹地中土壤轻组有机碳和重组有机碳含量及其与相关因子的关系。[方法]通过野外采样和室内分析,研究了大兴安岭地区不同强度火烧迹地0～15cm土壤轻组有机碳和重组有机碳含量的差异及其与相关因子的关系。[结果]对照样地、低强度和高强度火烧样地中轻组有机碳含量分别为2．53～10．15g／kg、3．06～12．37g/kg和2．16～11．66g/kg,轻组有机碳占总有机碳的比例为5．69％～19．60％,均值表现为低强度火烧轻组有机碳含量〉高强度火烧轻组有机碳含量〉对照样地轻组有机碳含量,差异不显著（P〉0．05）,但轻组有机碳含量在不同月份差异显著度不同;不同强度火烧样地中重组有机碳含量分别为35．09～54．59g/kg、35．83～64．15g／kg和23．83～51．11g／kg,重组有机碳占总有机碳比例为80．40％～94．31％,均值表现为低强度火烧重组有机碳含量〉对照样地重组有机碳含量〉高强度火烧重组有机碳含量,差异显著（P〈0．05）。[结论]对照样地、低强度和高强度火烧样地中轻组有机碳均值大小依次为低强度、高强度、对照样地,重组有机碳均值大小依次为低强度、对照样地、高强度。土壤轻组有机碳和重组有机碳含量与全氮呈正相关,与土壤温度、含水率呈负线性相关。     

火干扰对兴安落叶松林土壤轻组有机碳的影响

该研究基于土壤轻组有机碳在土壤碳循环中的重要作用,以大兴安岭林区兴安落叶松林土壤为研究对象,分析了火干扰后不同年份高强度火烧对土壤轻组有机碳的影响。用比重分离法对兴安落叶松林火干扰后3年（2008年）、火干扰5年（2006年）和火干扰后9年（2002年）样地及各对照样地的土壤样品进行测定。结果表明：不同年限火干扰后土壤轻组有机碳存在显著差异（P〈0．05）：火干扰后3年土壤轻组有机碳增加11．99％,而火干扰后5年土壤轻组有机碳含量减少了8．77％,火干扰后9年土壤轻组有机碳含量减少了6．27％,减少程度随着时间的推移有所下降。研究结果表明,土壤轻组有机碳与土壤含水率并无显著性关系;火干扰后3年和5年样地轻组有机碳与pH值呈显著性负相关,火干扰后轻组有机碳与土壤温度具有显著性负相关（P〈0．05）。火干扰后短期内土壤轻组有机碳表现出更加明显的季节动态性。该研究为进一步了解火干扰对北方森林土壤碳循环、碳平衡的影响机理以及火干扰后森林生态系统的碳效应提供基础数据。     

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】 研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】 在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】 在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园 > 枣麦间作 >小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作 > 枣园 >小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P< 0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P< 0.05)。【结论】 新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。     

四川盆地西缘4种人工林土壤有机碳组分特征

【目的】了解四川盆地西缘人工林土壤有机碳组分的分布规律.【方法】采集四川盆地西缘4种人工林(柳杉Cryptomeria fortunei、含笑Michelia wilsonii、桢楠Phoebe zhennan和麻栎Quercus acutissima)2个土壤层次(0～20 cm和20～40 cm)的土壤样品,测定土壤总有机碳、颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化有机碳的含量.【结果】麻栎人工林在0～20 cm土壤有机碳、颗粒有机碳和轻组有机碳含量分别为73.40、21.54和19.01 g/kg,显著高于其他3种人工林,而易氧化有机碳含量在不同人工林类型间差异不显著;其次,4种人工林类型0～20 cm土壤碳组分含量均显著高于20～40 cm土层;土壤颗粒有机碳、轻组有机碳和易氧化碳占土壤总有机碳比例分别为12.35%～30.93%、3.74%～25.85%和21.71%～37.66%;同时,4种土壤碳组分之间存在显著正相关关系.【结论】相比常绿阔叶林(含笑林和桢楠林)和针叶林(柳杉林),落叶阔叶林(麻栎林)更有利于土壤有机碳组分的积累.     

土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳及其组分的影响

[目的]探讨土壤碳库的变化规律。[方法]以原生高寒草甸、人工草地和农田(油菜地)作为研究对象,利用土壤有机碳密度分组法,研究3种土地利用方式对高寒草甸土壤有机碳(SOC)及轻组有机碳(LFOC)含量变化的影响。[结果]3种土壤0～40 cm土体内,SOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为113.13、111.61和93.54 t/hm2;LFOC含量依次为人工草地>高寒草甸>油菜地,分别为10.36、8.93和5.83 t/hm2。人工草地与高寒草甸相比,0～40 cm土壤SOC含量间差异不明显,但LFOC高16.01%;耕作20年的农田中,SOC和LFOC分别较高寒草甸低16.19%、34.71%。[结论]人工草地土壤中总SOC和LFOC则略高于高寒草甸,明显高于农田,人工草地和高寒草甸的植物-土壤系统的总固碳量明显高于农田。     

农田转变为果园后土壤有机碳含量的变化

【目的】探讨农田转变为果园后土壤有机碳含量和组成的变化,为了解不同利用方式下土壤有机碳变化和长武地区土壤碳库的演变提供参考。【方法】以位于黄土高原南部沟壑区陕西长武地区塬面上的农田和不同树龄(≤5年、5年~≤15年、15年)的果园为研究对象,对其0~200cm土层土壤有机碳的组成、剖面分布、储量等进行分析。【结果】农田转变为果园后,土壤总有机碳和易氧化有机碳的含量在树龄15年果园中分别下降了22.55%和25.79%,差异均达到显著水平(P0.05)。树龄15年果园土壤紧结合态有机碳含量与农田相比下降了25.08%(P0.05)。土壤总有机碳、稳结合态有机碳及紧结合态有机碳含量在0~200cm土层总体呈"S"型分布。树龄15年果园与农田、树龄≤5年及树龄5年~≤15年果园相比,其0~100cm土层土壤紧结合态有机碳含量和100~200cm土壤松结合态有机碳含量均较低。与农田相比,树龄15年果园的土壤总有机碳储量显著降低(P0.05),下降幅度为22.35%。【结论】农田转变为果园后,土壤总有机碳、易氧化有机碳含量及有机碳储量下降,且随着树龄的增加,以上3个指标明显降低;总有机碳及结合态有机碳含量在0~200cm土层分布差异明显。     

海南芒果园土壤有机碳特征及影响因素研究

【目的】分析海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量,阐明土壤有机碳特征及其影响因素,为评价海南芒果园土壤碳库提供依据。【方法】运用物理分组方法（包括大小分组、微团粒分离和密度分组）对土壤分组,然后分别测定土壤及各团聚体中的有机碳含量。【结果】海南潮沙泥土和花岗岩赤土地区芒果园土壤总有机碳含量分别在5．5-6．9和3．1-3．7g／kg;物理组分中微团聚体（53-250μm）组分和粘粒与粉粒（〈53μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量高,而大团聚体（〉250μm）组分中有机碳含量比相应土壤总有机碳含量低。海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中的有机碳含量均很低,53～250μm和〈53μm物理组分中有机碳含量随着总有机碳含量的降低而显著降低。【结论】海南芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量均很低,土壤类型对芒果园土壤总有机碳和物理组分中有机碳含量的影响程度远高于土地利用历史的影响。     

岩溶生态系统土壤非保护性有机碳含量研究

通过现场采样及室内测定方法,对岩溶天然林、灌丛和人工林土壤的非保护性有机碳进行了研究。结果发现,在0～10cm表层土壤,灌草丛土壤颗粒有机碳含量是天然林土壤的1.40倍,土壤轻组有机碳含量是天然林土壤的4.02倍;但随土层深度增加,天然林土壤颗粒有机碳分配比例和轻组有机碳分配比例大于灌丛土壤,且灌丛土壤有机质逐渐向大团聚体富集,而天然林不同深度土壤大团聚体都富集有机质。天然林土壤和人工林土壤<0.05mm的颗粒有机碳富集系数差异很小,但>0.1mm颗粒和0.1～0.05mm颗粒的有机碳富集系数差异相对较大,尤其在土壤表层有明显的差异。颗粒有机碳、轻组有机碳、不同深度土层土壤有机碳与水稳性团聚体之间存在显著的相关性。     

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.      

不同利用方式下土壤矿物结合态有机碳特征与容量分析

【目的】土壤矿物结合态有机碳是土壤有机碳固持的重要机制之一。探讨不同利用方式下土壤有机碳及矿物结合态有机碳（＜53 µm）的含量、分配比例及其差异性特征,对于深刻认识土壤碳的固持状态、固碳潜力及其可持续管理均具有重要意义。【方法】通过从中国知网、万方、Science Direct和Springer link等4个文献数据库,设定检索条件“2000-2014年”、“中国土壤有机碳”和“＜53 µm团聚体分组”3个关键词,筛选出已发表的111篇目标文献,收集901组土壤有机碳和矿物结合态有机碳含量与比例的相关数据集。其中,土地利用方式分为4类：农田（n=580）、草地（n=98）、林地（n=193）和其他（果园、茶园等,n=31）。农田包括黑土、水稻土、棕壤、潮土、红壤和灰漠土等六大土壤类型。不同利用方式及土壤类型中有机碳含量与分配比例的差异性均采用Kruskal-Wallis H单向显著性检验。【结果】不同利用方式下土壤总有机碳和矿物结合态有机碳含量的中值均存在显著差异（P＜0.05）。其中,林地土壤总有机碳含量的中值为18.2 g·kg^-1,显著高于草地（12.0 g·kg^-1）和农田（10.3 g·kg^-1）;且林地矿物结合态有机碳含量（12.0 g·kg^-1 soil）也显著高于农田和草地（8.0-7.6 g·kg^-1 soil）。3种利用方式下土壤矿物结合态有机碳与总有机碳之间均呈现极显著的正相关关系（P＜0.001）,农田土壤矿物结合态有机碳所占比例的中值为74.8%,显著高于林地（70.3%）和草地（67.8%）。农田中不同土壤类型的矿物结合态有机碳占总有机碳的比例也存在显著差异。其中,黑土中矿物结合态有机碳的比例最高,中值为87.4%,其次是水稻土（76.7%）和红壤（74.0%）,而灰漠土最低（62.5%）。相关分析表明,土壤有机碳水平相对较高的黑土、水稻土和棕壤,矿物结合态有机碳分配比例随着土壤有机碳含量的增加而显著降低（P＜0.05）。农田、草地和林地中土壤矿物结合态有机碳含量与土壤细颗粒（＜53 µm）含量均呈极显著的正相关关系,与Six等（2002）的估算结果相比,其饱和程度分别为68.4%、58.7%和91.5%。【结论】农田和草地中,土壤矿物结合态有机碳还未达到饱和,仍有一定的提升空间,土壤细颗粒（＜53 µm）仍具有一定的固碳潜力。     

石羊河流域不同土地利用方式的土壤肥力特征

采用野外调查和室内分析相结合的方法对石羊河流域耕地、草地、林地、未利用土地的土壤有机质、全氮、全磷和全钾含量进行对比研究.结果表明:4种土地利用方式下,草地和林地土壤有机质和全氮含量显著高于耕地和未利用土地,依次为草地＞林地＞耕地＞未利用土地,草地土壤有机质含量高(＞40 g/kg)的样本占总样本的40％以上,但草地和...     

干热河谷不同林地土壤有机碳和颗粒态有机碳的含量比较

[目的]研究元谋干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳在0～40cm分布情况,为干热河谷土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以自然草坡（车桑子＋扭黄茅）作为对照（CK）研究银合欢人工林、余甘子＋罗望子人工林、罗望子人工林土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量变化。林地小区面积为20m×30m,按照蛇形取样方法每个林地随机取4个点,深度为0～40cm,每10cm一层,共4层,每层3个重复。[结果]研究表明,3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳含量均较低,各林地有机碳和颗粒态有机碳分布均以0～10cm为最高。有机碳和颗粒态有机碳含量最高的是罗望子林,分别达到7.7175和2.9967g/kg;最低是自然草坡,分别为3.0783和1.5950g/kg。通过对3种林地土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量的欧式距离比较发现,有机碳自然草坡和银合欢林相似,颗粒态有机碳自然草坡和银合欢林、罗望子林相似。[结论]干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳总体含量偏低,土壤退化严重。     

重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳和黑碳的影响

为了揭示重度火烧对大兴安岭落叶松天然林土壤团聚体有机碳(SOC)和黑碳(BC)的影响,本文选取大兴安岭落叶松天然林重度火烧迹地为研究对象,并以未火烧落叶松天然林为对照,进行相关研究。结果表明:1)重度火烧明显增加表层土壤有机碳和黑碳含量。和对照样地相比,重度火烧迹地0~5 cm层全土有机碳增加了41.56%,黑碳增加了123.69%,黑碳含量增加显著(P0.05)。2)重度火烧明显增加了0~5 cm层的5 mm和0.25 mm团聚体比例,降低了0.25~5 mm团聚体比例。3)对照样地相比,重度火烧显著提高了0~5 cm土层内的5 mm和0.053 mm团聚体有机碳含量(P0.05),增幅达177.6%和127.27%。而0.25~2 mm团聚体有机碳含量在3个土层内较对照均有不同程度的降低。2种林地类型各粒径团聚体有机碳含量表现为随粒径增大而增加,随土层深度的增加而降低的趋势。4)团聚体中黑碳含量的分布规律与有机碳相似。重度火烧迹地0~5 cm层的5 mm、2~5 mm、0.053~0.25 mm、0.053 mm团聚体黑碳含量分别增加了4.92、4.19、1.06、0.44 g/kg,与对照之间的差异均达显著水平(P0.05);5)2种林地土壤团聚体BC/SOC比值在0.05~0.41之间,且重度火烧显著增加了BC/SOC比值(P0.05)。相关分析表明,各粒径团聚体有机碳和黑碳含量显著线性相关。      

桂西北喀斯特区人工草地生物量及土壤有机碳研究

研究分析了桂西北喀斯特地区7 a生桂牧一号草地(7MC)、5 a生桂牧一号草地(5MC)、1 a生桂牧一号草地(1MC)与传统的玉米地(YM)在生物量、土壤有机碳(SOC)、土壤微生物量碳(MBC)及土壤轻组碳(LOC)的差异,结果表明:单位面积干物质产量最高为5MC,4块样地年固碳量最高为YM(7.42 t/hm2);4块样地间每年迁出氮素量差异不显著,在磷素的迁出中,YM地最高11.48 kg/hm2,植物钾素的储量表现出7MC高于其他样地且差异显著;不同种植年限牧草地下生物量为5MC最高MC样地最低,二者差异显著;7MC样地有机碳含量最高,另外随着牧草种植年限增长,土壤有机碳呈现先降低后升高的趋势,而土壤微生物量碳和轻组碳也为7MC样地最高,牧草免耕的种植模式有益于土壤SOC,MBC,LOC的增加。     

红壤丘陵区不同地类活性有机碳分布特征及与草本生物量关系

以南方红壤丘陵区荒地、松林、草地坡地小区为研究对象,在研究了土地利用方式对土壤活性有机碳和草本生物量分布特征影响规律的基础上,深入探讨了不同土地利用方式下土壤活性有机碳与草本生物量的定量关系.结果表明不同土地利用方式对土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)、微生物量碳(MBC)以及草本生物量的分布特征均有重要影响,其中草地坡面小区的活性有机碳各组分和草本生物量均高于荒地和松林小区;定量关系研究表明,影响荒地、松林和草地草本生物量的活性有机碳组分分别为DOC,ROC,DOC和MBC,其中荒地坡面DOC主要通过土壤有机碳(SOC)对草本生物量产生影响.     

基于Meta-analysis的中国干旱半干旱区土地利用变化的土壤碳氮效应研究

通过整合分析方法,对中国干旱、半干旱区农田、林地、灌丛和草地4种土地利用方式下地表土壤有机碳、氮含量进行了定量分析。结果表明,不同土地利用方式对表土碳、氮含量影响显著;草地转化为农田将降低土壤有机碳、全氮含量（-60.9%和-54.3%）,草地转化为林地将导致土壤有机碳、全氮含量的降低（-21.5%和-31.3%）;草地转化为灌木林地将增加土壤有机碳含量（＋33.6%）和降低土壤全氮含量（-5.9%）。可见,受人类活动干扰最为强烈的农田的土壤有机碳、全氮含量最低,而草地、灌木林地具有较好的土壤肥力和土壤质量保持功能。因此,开展灌草植被恢复和农田弃耕（自然恢复）可有效改善土壤肥力和增加土壤碳、氮存贮     

半干旱区土壤有机碳时空变异特征研究

清晰地认识区域土壤有机碳的时空变异特征,能够为土壤质量动态监测和科学利用土地资源提供重要保障。选择赤峰市敖汉旗作为研究区,在实测调查数据的基础上,对比分析了敖汉旗在1985-2014年土壤有机碳的时空变异特征。结果表明： 1985年和2014年土壤有机碳含量分别为6.91和7.49 g·kg-1,且在空间上均呈现由南向北逐渐降低的分布特征。1985年,土壤有机碳含量在研究尺度内具有较强的空间自相关性,经过30 a的变化,农、林、草3种土地有机碳含量平均分别增长5.92%、10.22%与8.47%,土壤有机碳的空间自相关距离缩短。退耕还林、还草以及沙地植被恢复后,土壤有机碳含量均有显著提升。