克拉玛依人工杨树碳汇林对土壤有机碳储量的影响

[目的]造林作为一种土地利用变化,可以增加陆地碳汇,减缓大气中CO2的积累.以克拉玛依人工杨树碳汇林及原生荒漠灌木林为研究对象,分析人工造林对土壤碳储量的影响.[方法]通过合理的样方设置分别于林区和荒漠灌木林区进行土壤分层取样,并采用重铬酸钾容量法对碳汇林下及原生荒漠植被下土壤有机碳储量进行了估算和分析.[结果]原生荒漠植被条件下土壤平均碳密度仅为0.3 ～0.6 kg/m2,而建造碳汇林后,该区域土壤平均碳密度有大幅提高,为0.47 ～1.44 kg/m2;土壤有机碳含量随土体深度的加深而减少;碳汇林对土壤有机碳储量的提高在浅层土壤中表现得更为明显.[结论]克拉玛依人工杨树碳汇林有效地提升了土壤有机碳储量,对改善当地土壤环境质量有明显的作用.     

毛竹碳汇造林初期净碳汇量监测与不确定性分析

竹林是热带和亚热带地区一种分布广泛的森林资源类型。由于其优良的固碳功能,在林业应对气候变化的背景下,以积累碳汇和实现碳汇交易为目的的毛竹Phyllostachys edulis林营造活动日益增多。跟踪调查整个毛竹造林过程,连年监测毛竹碳储量变化和土壤有机碳变化,结合基线碳储量和造林活动过程排放泄漏估测,探究净碳汇量变化积累特征。结果表明:①项目区毛竹碳汇造林初期（1~5 a）净碳汇量二氧化碳当量（CO₂-e）为443.77 t,累计净碳汇量二氧化碳当量为9.30 t·hm-2;②项目区在组成净碳汇量的多个分量中,只有毛竹碳储量变化起正面影响,而土壤有机碳变化、施肥排放和运输泄漏均对净碳汇量积累造成负面影响,5 a二氧化碳当量分别为-292.90,-18.99和-8.27 t;③毛竹造林初期（1~5 a）,毛竹碳储量（地上、地下）变化和净碳汇量变化速率并不均匀;④毛竹造林过程中的土壤扰动,对净碳汇量会带来显著影响,造林初期甚至会出现净排放。     

造林对土壤碳储量影响的研究

植树造林作为一种重要的增加土壤碳储量方式,目前被很多国家所应用,但是植树造林后变化因素以及对土壤碳储量的影响还不是十分明确。总结近几年相关文献得出植树造林前土地类型、土地利用类型以及树种选择都能对造林后土壤碳储量的变化产生重要影响。本文将主要阐述土壤碳储量在生态系统中的重要性,以及探讨土壤碳储量的影响因子以及估算方法,论述植树造林对土壤碳储量的影响因子。     

砾石覆盖对农田土壤有机碳、微生物和土壤酶活性的影响

研究不同土地利用条件及不同砾石覆盖年限对农田土壤有机碳含量、微生物数量和土壤酶活性的影响。结果表明,砾石覆盖下,农田土壤有机碳含量基本介于未覆盖农田和撂荒地之间;随着砾石覆盖年限增加,土壤有机碳含量逐年降低,并且在15 a时达到较低。砾石覆盖下,土壤微生物数量处于较稳定的状态;农田中大多数土壤酶活性介于未覆盖农田和撂荒地之间。相关分析表明,砾石覆盖下农田土壤酶活性与土壤有机碳含量,土壤微生物数量存在显著或极显著的相关性,因而可用某些土壤酶活性表示土壤有机碳或肥力的变化情况。砾石覆盖超过15 a的农田,有机碳含量过低,多种土壤酶活性不再适合作物生长,需要停耕堆肥,重新换砂来维持产量。     

山地荒漠草地封育对土壤质量的影响

[目的]评价封育草地土壤的质量.[方法]以北疆山地荒漠草地放牧和围封7年草地土壤为研究对象,分析土壤总有机碳、活性有机碳及碳库管理指数的变化.[结果]随着土层深度的增加土壤有机碳、土壤易氧化碳、土壤微生物量碳含量均呈降低趋势.与放牧相比,围封7年土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高,但差异不显著;土壤微生物量碳含量在5～ 50 cm各土层显著升高(P＜0.05).0～20 cm、35～ 50 cm土层碳库管理指数＞ 100.表明草地封育使土壤有机碳活度增大,同时增加了土壤碳的截存,土壤质量有所提升.[结论]围封后,土壤易氧化碳与土壤有机碳含量升高;土壤微生物碳含量显著升高;土壤表层与下层碳库管理指数高于放牧;荒漠漠地长期封育改善了土壤有机质状况和土壤碳库质理,增强了土壤碳汇功能.     

农田碳汇管理策略及其效果评价

目前增加农田生态系统的碳储量的措施主要有：减少碳损失,包括提高能源利用率,减少水土流失和提高水肥利用率;增加土壤有机碳,包括调整耕作制度,使用有机肥料,应用深根作物和增加土壤中微团聚体的含量。在分析各种策略与措施的基础上,笔者认为以下几种农田碳汇管理措施有效且较容易推广。①实施土地用途转换管理：把低产及土壤退化严重的农田变成草地或森林;集约管理农田,实行农林复合、林草复合经营方式;在区域或地区尺度变单一土地利用方式为承担不同人类需要的多种土地利用方式等。②调整耕作制度：免耕不仅使土壤团聚体的数量和稳定性增加,从而减少了团聚体内部有机质的分解作用;还能有效地抑制土壤的过度通气,减少有机碳的氧化降解,防止土壤侵蚀;此外,免耕土壤有机碳的平均滞留时间比常规耕作土壤增加了约1倍。轮作能提高土壤固碳效率,在轮作中加入豆科作物或豆科牧草更可增加土壤有机质汇集,是实现土壤蓄存碳潜力的重要途径。提高复种指数,降低休耕频率可以提高作物产量并增加土壤作物残茬和根的有机质输人,从而增加土壤中有机碳的含量。③改善经营与管理：有机肥或有机肥和化肥配合施用,能显著提高土壤有机碳含量．应当优先选择;人为改变土壤的水分条件可以调节土壤排放温室气体的总量、组成及其产生的潜在温室效应;残茬和土壤有机质库的增加,可以改善植物的水分利用效率和营养再循环能力,减少养分流失,加强碳汇集。④依托技术进步：如改良作物品种,有计划地抓紧培育具有对高温、干旱等极端气候及病虫害有抗性的品种,确保在新的生态环境中产量不断提高,扩大碳的吸收存储。此外,采用新型节能的农机部件对拖拉机等农业动力机械进行改装,也可减少农田碳排放,增加农田碳汇的潜力。     

西藏尼洋河流域不同土地利用方式对土壤微生物量碳、氮的影响

【目的】系统深入地研究本区域不同土地利用类型对土壤微生物量碳、氮的影响,为该地区土地资源地的合理利用和可持续管理提供科学依据.【方法】以西藏尼洋河流域3种土地利用方式(耕地、草地和林地)的土壤为研究对象,研究了0～10、10～20、20～40、40～60、60～100 cm土壤有机碳、有机氮、微生物量碳、微生物量氮和易氧化有机碳含量、分布特征及相互之间的关系.【结果】不同土地利用方式下,林地的土壤有机碳含量高于草地和耕地,土壤有机碳含量垂直变化趋势均随着深度增加而降低的趋势(P0.05),且主要富集在0～20 cm深度的土壤中.土壤有机碳含量在林地、草地和耕地之间差异显著(P0.05),而在耕地和草地之间差异不显著(P0.05).土壤有机氮在耕地与草地和林地之间差异显著(P0.05),而在草地和林地之间差异不显著(P0.05).林地的土壤易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量均高于耕地和草地.土壤易氧化有机碳、微生物量碳和微生物量氮含量变化趋势与土壤有机碳含量变化相似,呈显著的正相关.土壤微生物量碳、氮含量除了受制于土地利用方式外,还受制土壤温度、湿度、pH值和植被类型等因子的交互作用.【结论】土地利用方式的变化显著影响了土壤有机碳和氮、易氧化有机碳、微生物量碳和氮含量.     

江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律

目的土壤类型、土壤层次及植被类型是土壤有机碳分布格局的重要影响因素,而海拔是对大尺度水热环境条件的再分配,涵盖了土壤类型和植被类型在小尺度上的剧烈变化信息,因而研究不同海拔梯度上土壤有机碳的变异规律对森林生态系统碳汇管理具有重要的意义。方法本研究选择九连山境内不同海拔高度(179~1 430 m)的森林土壤为研究对象,通过分析植被类型、土壤类型、和不同层次的有机碳含量与碳储量等,揭示不同海拔高度有机碳的垂直分布规律及影响因素。结果土壤的前3层(0~40 cm)有机碳含量随着海拔的升高而呈现线性增大的趋势,而第4层(40~60 cm)和第5层(60~100 cm)则随着海拔的升高而逐渐的降低,土壤碳储量与海拔梯度的趋势与土壤有机碳与海拔梯度的趋势基本一致,但总碳储量与海拔梯度的趋势则呈先降低后升高的U形趋势;草甸土的前3层土壤有机碳含量和储量往往高于红壤和黄壤,并且随海拔升高,土壤类型从红壤、黄壤至草甸土的变化过程中,前2层(0~20 cm)有机碳含量和碳储量均存在逐渐上升,而其他层次则无显著差异;高海拔的杜鹃林和高山草甸表层土壤有机碳含量和碳储量往往高于较低海拔的其他植被类型,而高山草甸和次生阔叶林的0~100 cm总碳储量较高。结论土壤表层和植被类型的变化可能是导致九连山不同海拔梯度土壤有机碳变异规律的主要原因。在全球气候变暖的情形下,高海拔地区的表层土壤可能随着温度的上升而增加碳排放。      

新疆土地利用变化与土壤固碳潜力研究

土地利用变化是影响陆地碳源和碳汇变化的主要因素之一。该研究根据国内外文献资料,探讨分析新疆农业土地利用管理对土壤碳汇功能及其土壤固碳减排潜力的影响。结果表明,通过新疆地区宜农后备土地的开发,增加新疆农田面积并控制土地荒漠化可以有效地缓解我国土壤有机碳损失;加强灌溉、施肥和翻耕等农田管理措施,对土壤-大气CO2交换产生重要影响;新疆地区土壤对大气CH4吸收和N2O排放也不容忽视;后两者需要进一步深入研究证实。     

农田土壤有机碳储量的影响因素研究

土壤是陆地生态系统的核心,农田土壤有机碳储量的多少直接影响陆地碳库的收支平衡,其储量受自然因素(气候、地形、土壤理化性状)和人为因素(农田管理措施、土地利用变化)等诸多方面影响而呈动态变化。通过对农田土壤有机碳储量的影响因素探究,以期找到维持和提高土壤有机碳库的有效措施,为我国土壤资源的可持续开发利用提供参考,最终达到土壤固碳和农业增产的目的。     

基于CENTURY模型模拟研究次生盐碱地枸杞林土壤有机碳的变化

以景泰红跃村典型次生盐碱地枸杞林为研究对象,基于CENTURY模型模拟枸杞生长过程中表层0～20 cm土壤有机碳库的变化.结果表明,次生盐碱地开垦种植枸杞使得土壤总有机碳发生了显著的变化,呈先增后减的倒“V”型变化趋势.枸杞林土壤有机碳在幼苗生长阶段(1～4 a)快速增加,呈“碳汇”趋势,在成熟阶段土壤总有机碳逐渐降低,随着枸杞生长衰老(8 ～ 12 a),土壤有机碳降至开垦前的水平.农田耕作措施、方法决定了土壤有机碳的动态变化.在当前的农田管理措施下,枸杞林地在未来20～30 a内极有可能转变为一个弱的碳排放源.因此,改变农田管理方式、增加有机肥的投入、采用科学灌水设备、及时更新苗木等,对提高枸杞林土壤质量、增加土壤碳储量和减缓温室效应具有重要的现实意义.     

土壤有机碳损失机制研究进展

土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,由于其储量巨大且性质较为活跃,其产生的任何微小变化都将对全球气候产生影响。近年来,土壤有机碳在全球碳循环、气候变化及农业发展等领域备受关注。因此,明晰土壤有机碳的损失机制对于应对气候变化、生态环境保护及农业可持续发展等具有重要意义。本文主要从自然和人为两大方面对土壤有机碳的损失机制进行探讨,其中自然因素主要由气候变化(温度、降水、CO₂浓度)、土壤侵蚀(水蚀、风蚀)引起的土壤有机碳损失;人为因素主要由土地利用/覆被类型的变化(将富含有机质的森林、草地和湿地土壤转变为农田土壤)以及农田管理措施(耕作、施肥)引起的土壤有机碳损失,最后根据国内外学者的研究结论和思路提出建议与展望,以期为土壤有机碳损失的进一步研究提供理论依据。     

油松林土壤有机碳储量变化及其影响因素

  目的  通过探究油松林Pinus tabulaeformis土壤有机碳质量分数和储量的垂直变化和时间变化特征，为油松林土壤碳储量预测和碳汇管理提供理论依据。  方法  基于1980?2017年文献数据，综合运用单因素方差分析、多重比较、相关性分析和通径分析等方法，探讨棕壤和褐土2种土壤类型下油松林土壤有机碳质量分数及储量变化特征，并结合不同时期中国森林经营措施和油松生长特征分析其驱动因素。  结果  油松林土壤有机碳质量分数和储量变化随土层深度增加而显著降低(P＜0.05)，0~20 cm土层是碳库的主要贡献层，占0~60 cm土层土壤有机碳储量的45%~50%；近40 a间土壤有机碳质量分数和储量呈先减少后增加的时间变化特征，其中，2000?2009年为最低点，而后出现较大幅度增加，在2017年达到储量最高点，为247.02 Tg。  结论  土壤容重、土壤全氮和林分郁闭度是油松林土壤有机碳质量分数(储量)变化的主要因素，不同时期森林经营和保护措施对三者的深刻影响是油松林土壤有机碳质量分数和储量呈现明显时间变化的重要原因。图3表5参49     

土壤理化性质对土地利用方式变化响应研究——以重庆市北碚区为例

选择重庆市北碚区五种土地利用类型为研究对象,研究了土地利用方式对土壤孔隙度、土壤有机碳含量以及土壤速效养分的影响.研究结果表明,土地利用方式变化引起了土壤孔隙度,土壤有机碳与土壤速效养分含量的差异;水田变为其他土地利用类型后,土壤孔隙度降低,土壤有机碳含量呈下降趋势,土壤速效养分会有不同程度的降低;旱地变为其他土地利用类型后,土壤孔隙度没有明显变化;变为果园后土壤有机碳呈下降趋势,变为菜地后土壤有机碳在0~20 cm和40~60 cm土层呈上升趋势;土壤速效养分随着旱地改变土地利用类型都有不同程度的增加.     

黄土丘陵沟壑区治沟造地工程碳效应分析

为研究黄土丘陵沟壑区治沟造地工程碳效应,运用IPCC碳排放测算方法以及国家地质调查总局制定的《多目标区域地球化学调查规范》中的采样方法实地采样,分析治沟造地工程中土地平整、灌溉与排水、田间道路工程、农田防护与生态环境保护等主要工程及工程实施后土地利用类型变化导致的碳排放。结果表明:延安市南泥湾镇治沟造地工程施工导致的碳排放量为3.76 t·hm-2,表现为碳源效应。其中对碳排放贡献最大的是土地平整工程,碳排放量为2 335.50 t,农田防护工程碳排放最小,不产生碳排放。治沟造地工程实施后土地利用类型变化使碳储量增加95.34 t·hm-2,表现为碳汇效应。其中耕地面积增加使碳储量增加了1 119.72 t·hm-2,水田的碳储量增加量最多,为716.54 t·hm-2;园地、交通运输用地、水域及水利设施面积减少导致碳储量减少了1 024.38 t·hm-2,水域及水利设施用地碳储量减少量最多,为807.50 t·hm-2。治沟造地工程实施后土地利用类型变化的碳储量抵消了工程施工产生的碳排放,碳储量为91.58 t·hm-2。研究表明,治沟造地工程总体上表现为碳汇效应,有利于区域碳储量的增加。     

量化退耕还林后土壤碳变化

为了评价退耕还长白落叶松对土壤碳的影响,该文以中国东北地区的敦化市为例,选择了7个退耕后演替的不同时间序列的长白落叶松样地,及其附近的250年生原始林作为土壤长期碳汇潜力的一个参照,通过采集矿质土壤样品,并测定生物量碳、凋落物碳,研究长白落叶松第1个轮伐期间土壤碳量和质的变化．结果表明,退耕后12年碳密度降低到最小量75.87 Mg/hm2,然后逐渐恢复; 在退耕21年的时候,土壤有机碳恢复到农田的水平,即84.28Mg/hm2．21年后土壤碳密度出现净积累．造林后33年,土壤碳的增加和减少与生物量碳的累积相比是比较小的,而长期来看（250年）,土壤碳库占整个生态系统碳库的63.4%．这种情况表明,肥沃的土壤退耕还林后,长期来看是一个可观的碳汇．颗粒态有机质是土壤有机质中对土地利用变化比较敏感的指标．在0 ～30 cm土层中, 长白落叶松林地和原始林粗颗粒态有机质分别是耕地的2.7和3.4倍,颗粒态碳在土壤总碳中的分配比例是增加的,表明退耕还林后土壤质量在好转．      

黄土丘陵区不同土地类型表层土壤有机碳分布特征

探明黄土丘陵区不同土地类型土壤有机碳分布特征对该区土地与土壤资源管理具有重要意义。在黄土丘陵区园则沟小流域选择红枣林地、7年撂荒草地、农地、30年撂荒草地4种主要土地利用类型,研究0~100cm土壤有机碳含量分布特征。结果表明,不同土地利用类型土壤有机碳含量均随土层增加而减小。不同深度土壤有机碳含量均表现为7年撂荒草地农地红枣林地30年撂荒草地,且在0~20cm土层不同土地利用类型间差异显著(P0.05)。     

藏东南地区不同土地利用方式下土壤有机碳组分及周转变化特征

【目的】自然植被转变为农业用地显著影响土壤有机碳储量。青藏高原东南部地区森林或草地转换为农田的面积逐年增加,但其对土壤有机碳组分及周转特征的影响尚不明确。因此,阐明藏东南地区不同土地利用方式对土壤有机碳储量的影响程度和作用机制,可为该地区农业土地资源合理利用提供科学依据。【方法】采集藏东南地区长期耕作的农田(50年以上)及毗邻的自然森林和草地土壤,采用物理-化学联合分组技术以及稳定性碳同位素测定,分析3种土地利用方式下土壤有机碳组分的数量、碳含量的差异,探究不同有机碳组分周转差异及其对农田耕作的响应规律。【结果】农田0—20 cm表层土壤有机碳储量为(39.4±2.0) Mg C·hm~(-2),比自然森林的(81.5±8.5)Mg C·hm~(-2)和草地的(71.4±7.3)Mg C·hm~(-2)分别降低了约52%和45%。农田耕作导致粗颗粒有机质(cPOM)数量相对于自然植被降低了63.4%—70.8%,微团聚体(μagg)和黏粉粒(dSilt+Clay)的数量分别增加了10.0%—25.9%和65.7%—86.2%。农田土壤的有机碳含量与森林和草地土壤相比降低了51.7%—58.1%,其中不稳定性、物理稳定性和生物化学稳定性有机碳库分别降低79.8%—86.3%、72.4%—73.1%、32.4%—39.8%,且与总有机碳的变化显著正相关,但化学稳定性有机碳库没有显著变化。土地利用方式不同导致不同有机碳组分的C/N值和δ~(13)C值差异明显。农田土壤cPOM组分的C/N值(10.0±0.5)显著低于森林(13.5±0.4),而δ~(13)C值(-21.6±0.5)‰则显著高于森林土壤(-23.6±0.4)‰。微团聚体保护的颗粒有机质(iPOM)和难酸解组分(NH-dSilt+Caly和NH-μSilt+Clay)具有较低的δ~(13)C值(-25.3‰—-27.2‰),并且其C/N在农田土壤为8.4—9.4,显著低于森林土壤(13.5—15.9)。【结论】藏东南地区长期耕作的农田土壤有机碳储量相比于自然植被降低了约50%。农业耕作显著加速了不稳定颗粒有机质的周转,减少了稳定性有机碳组分如微团聚体保护的有机碳组分的形成,是导致土壤有机碳库明显下降的关键原因。因此,为有效降低农业耕作对土壤有机碳储量的负面影响,免耕和保护性耕作或可成为藏东南农耕区固碳增汇、维持该地区土地资源可持续利用的技术选择之一。     

土地利用变化对土壤碳库的影响

不同土地利用模式下,土壤中碳库差异很大,通过研究农田、森林、草地土壤碳库的变化,为合理利用土地,改善土壤中碳库储量提供依据。     

土壤碳库及其变化研究进展

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响,土地利用方式变化而致的土壤碳库亏缺是大气CO2浓度升高的主要原因之一,发挥土壤碳汇效应已成为降低大气温室气体浓度、减缓全球温室效应的简便有效方法.综述了土壤碳库变化与全球温室效应的关系,详细介绍了当前国内外土壤碳库储量与分布以及土壤有机碳库变化动态与潜力研究的现状,并重点分析国内已有研究中存在的问题,最后提出开展土壤碳库及其变化研究的必要性与可能性,指出未来研究方向.