不同利用方式下中国农田土壤有机碳密度特征及区域差异

【目的】研究农田土壤有机碳密度特征及区域差异，为区域性土壤生产力培育提供技术参考；为区域性农田土壤碳收集技术选择和配套政策制定提供决策依据。【方法】采用我国第二次土壤普查数据，研究不同用地方式下农田耕层土壤有机碳密度状况。【结果】农田耕层土壤有机碳密度介于0.81～12.68 kg•m-2，平均为3.15 kg•m-2，其中西南区最高，平均达3.63 kg•m-2；华北区最低，平均为3.00 kg•m-2。农田土壤有机碳密度的变异系数为57%，显著比非农业土壤的变异系数低35个百分点。不同用地方式下，水田耕层有机碳密度比旱地的平均高13个百分点，但水田有机碳密度的区域变异显著低于旱地。另外，农田土壤有机碳密度与降水和气温的相关性显著低于非农业土壤，农田中水田土壤有机碳密度与降水和气温的相关性又显著小于旱地。【结论】农田尤其是水田土壤有机碳密度可能更多的是受人为因素影响，人为调控潜力大。     

北疆盐湖湿地土壤有机碳分布特征及储量

盐湖湿地作为陆地生态系统的重要组成部分,土壤有机碳的变化将直接影响到全球生态系统的碳平衡,而针对内陆干旱半干旱区盐湖湿地土壤碳储量研究较为缺乏。为探讨我国内陆盐湖湿地土壤有机碳分布特征及储量,通过采取新疆北部盐湖巴里坤盐湖、达坂城盐湖土壤样品以及参考前人研究成果,分析土壤有机碳和有机碳密度特征及其在土壤剖面上的分布差异,并对北疆盐湖湿地土壤有机碳储量进行估算。盐湖湿地土壤有机碳为5.07~28.86g/kg,平均含量为15.50g/kg,土壤有机碳随土层深度的增加而减小,分配比例逐渐降低,相同土层含量变异较强。盐湖湿地土壤有机碳密度1.38~6.38kg/m2,平均值为4.32kg/m2,高于全国湿地平均水平。北疆盐湖湿地面积4 138.37km2,0~100cm土壤有机碳储量约为1 034.95×108 kg。盐湖湿地土壤平均碳密度约为全国水平的两倍,表明内陆盐湖湿地土壤是一个巨大的有机碳库。内陆盐湖湿地土壤有机碳分布特征与储量的研究,将为干旱半干旱区湿地生态系统碳循环研究以及适应气候变化的生态系统管理提供基础数据。     

土地利用方式变化对农业土壤有机碳空间分布的影响

将地统计学和地理信息系统相结合,研究浙江省杭州市富阳区1979—2006年0~20 cm土层土壤有机碳的时间和空间变异特征。结果表明,1979—2006年富阳区土壤平均有机碳含量从17.3 g·kg~(-1)增长到18.5 g·kg~(-1)。根据半方差模型分析结果,富阳区1979年和2006年土壤有机碳的分布在空间自相关上均表现为中等强度。不同土地利用类型土壤有机碳含量依次为菜地林地水田旱地未利用地园地。研究区内土壤有机碳发生变化的主要驱动力是土地利用方式及其相应的管理措施差异。城镇日常生活产生的生活废水与废弃物,以及工业特别是造纸产生的工业废水的处置方式,农业生产中不同种植方式下有机肥和化肥的使用情况,均对研究区土壤有机碳水平的高低和空间异质性有直接影响。研究结果可为研究区土壤有机碳管理提供科学依据。     

遥感影像与GIS一体化的公路改建项目环境影响评价方法

以途经包头和巴彦淖尔2区的内蒙古某改建公路为研究对象,采用遥感影像与GIS一体化技术,从包头和巴彦淖尔2个区植被、地貌、风力、土壤等主要生态因子进行研究,分析了生态环境受到人为扰动后,从地表侵蚀的敏感性,生态的稳定性、生态环境变化强度和人为活动干扰性等。结果表明:在评价技术相同时,区划尺度不同,评价结果有差异,尺度范围在2 km内,尺度评价结果更可取。2014年,包头、巴彦淖尔这2个区域25km范围不稳定性指数分别为76.61、2.74,2 km范围内分别为75.75、4.39。通过实践论证,采用遥感与GIS技术,评价分析了内蒙古包头和巴彦淖尔这2个区的公路修建生态环境影响,提供了一种新的公路修建项目生态环境影响评价方法,为今后公路修建环境评价提供参考。     

浙江省临安市山核桃产区林地土壤有机碳分布特征

为阐明我国特色干果山核桃(Carya cathayensis)林地土壤有机碳的分布特征,于2008年7—8月采用1km×1km网格在浙江省临安市域内设置山核桃林样地306个,采集0～30cm土壤样品,分析其有机碳和其他养分含量及其空间分布特征.结果表明,不同区域山核桃林地表层土壤有机碳质量分数、碳密度存在较大的差异,平均值分别为18.87g/kg和60.92t/hm2,明显低于相同区域的常绿次生阔叶林.多元协方差分析表明,海拔、乡镇和母岩类型等3因素是影响临安市山核桃林地土壤有机碳含量的主要因素.大峡谷镇山核桃林地土壤有机碳平均含量最高,显著高于河桥、马啸、湍口、清凉峰等乡镇;随着海拔高度的升高,山核桃林地土壤有机碳含量增加,海拔在800m以上的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于600m以下的山核桃林地土壤;花岗岩发育的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于砂页岩发育的土壤.临安市山核桃林主要分布在西部山区,面积29 047.1hm2,0～30cm土壤有机碳总贮量为1 828.92×103t.土壤有机碳含量与pH、容重呈极显著负相关(R2=0.187 1～0.207 6,n=306,P<0.01),而与碱解氮、有效磷、速效钾和有效硫含量呈极显著正相关(R2=0.193 1～0.708 7,n=306,P<0.01).     

外源碳酸钙对黔中喀斯特地区土壤有机碳矿化的影响

本研究以黔中喀斯特区典型黄壤和石灰土为研究对象,通过100 d室内土壤有机碳矿化培养试验,结合13C同位素示踪技术,研究外源碳酸钙对土壤CO2总释放量的贡献及对土壤有机碳矿化的激发效应,为提高喀斯特地区土壤有机碳稳定性提供理论依据.结果显示,Ca13CO3在培养前期(1～10 d)可释放13CO2,后期(10～100 ...     

浙江省典型地貌区果园土壤有机碳和酸碱度状况及改良对策

为了解浙江省典型区域果园土壤的质量状况,在该省丘陵、河谷平原、水网平原和滨海平原的4类地貌区选择148个代表性的果园,分析了各地貌区果园土壤有机碳和酸碱度状况及变化规律。结果表明：浙江省内果园土壤有机碳和酸碱度分别在2.64～16.58 g/kg和pH 4.15～8.42之间,平均分别为9.35 g/kg和pH 5.83。各地貌区土壤有机碳含量由高至低依次为：水网平原(11.81 g/kg)>河谷平原(10.24 g/kg)>丘陵(8.04 g/kg)>滨海平原(7.62 g/kg);土壤pH由高至低分别为：滨海平原(6.90)>水网平原(5.76)>河谷平原(5.83)>丘陵(5.14),丘陵区果园土壤酸化明显。随着果树种植时间的增加,河谷平原、水网平原和滨海平原土壤pH呈现显著的下降;丘陵和滨海平原区土壤有机碳呈现增加趋势。研究认为应重视丘陵区和滨海平原区果园有机物料的投入,同时加强丘陵区果园土壤酸度的校治。     

河北平原区土壤有机碳及其对气候变化的响应

近年来,众多研究报道了华北平原土壤有机碳具有明确地显著增加的趋势,表现出"碳汇"的效应,但是,华北平原土壤有机碳对气候变化的响应尚未明确。基于已有研究结果的基础上,利用河北平原区多目标区域地球化学调查的20 029个土壤分析数据和河北省各气象站多年年均温度和年降水量资料,采用多元线性回归模型的方法,分析探讨了土壤有机碳密度及其变化量在不同年均温度和年降水量带下对气候变化的响应。结果表明,研究区年均温度变化为0.29℃/10a,年降水变化为-25.99 mm/10a。河北平原区表层土壤有机碳密度为0.18-18.72kg/m2,平均为(2.19±0.78)kg/m2,其空间分布呈由西向东递减的趋势,土壤有机碳储量的变化量为39.17 Mt。相关分析结果表明,温度是河北平原区土壤有机碳密度及其变化量的主控气候因素,但是,其受到降水量的制约。但研究区土壤有机碳及其变化与年均温度、年降水量并不服从简单的依变关系,还存在其他因素的影响,而农业活动很可能就是气候因素之外影响土壤有机碳的重要因素。研究表明,充分考虑到研究区的年均温度和年降水量分带等因素,可以有效地分析大尺度区域范围内的气候因素对土壤有机碳的影响。     

秦岭火地塘天然次生油松林土壤有机碳的特征

【目的】精确估计火地塘天然次生油松林土壤有机碳密度和储量。【方法】基于林下灌木、草本群落特征数据,采用分层抽样法确定研究区土壤剖面的调查数量,对调查样地上、中、下3"层"的土壤有机碳分布规律及其与天然次生油松林下植物物种多样性的相关性进行了研究。【结果】上"层"土壤有机碳密度变化较小,变化幅度为56.60~71.98 Mg/hm2,变异系数为8.26%;而"中、下"层土壤有机碳密度波动较大,变化幅度为22.83~59.45和38.33~85.82 Mg/hm2,变异系数分别为15.91%和22.94%;随着土层深度的增加,土壤有机碳密度下降。土壤有机碳密度与植物物种多样性无明显相关性。【结论】在95%的可靠性下,抽样估计的相对误差为±11.13%时,研究区土壤有机碳密度为(60.492±6.73)Mg/hm2;0~40 cm土层土壤有机碳储量为72.59 Mg。     

我国东部土壤有机碳的密度和储量

利用土壤有机碳与土壤剖面深度的统计回归模型,根据全国第二次土壤普查资料,计算了我国东部土壤的有机碳密度和储量。结果表明,我国东北地区土壤有机碳密度变幅为2.5—73.3kgC·m-2,其面积加权平均值为10.5kgC·m-2;在232万km2土壤中剖面有机碳总储量为24.36GtC。我国东南热带亚热带剖面土壤有机碳平均密度变幅为3.9—16.7kgC·m-2,其面积加权平均值为9.52kgC·m-2,较东北地区低;在94.3万km2土壤中0—100cm的有机碳储量为9.35GtC。     

长期施用有机肥对水稻土CO2释放与固定的影响

 在浙江省黄岩水稻土上开展的26年长期施肥定位试验表明，长期施用有机肥可以促使土壤有机质持续增长，增长幅度随有机肥用量增加而增加。通过数学模拟，估算出每年施用猪厩肥16.5～49.5 t·ha-1相应释放CO2 10.04～21.61 t·ha-1·a-1。每年施入鲜猪厩肥16.5～49.5 t·ha-1则相应固定CO2 1.885～3.463 t·ha-1·a-1。为此，通过长期施用有机肥对削弱土壤碳释放对大气CO2浓度升高的影响是可行的。     

施肥与套袋处理对胡柚产量和品质的影响

以浙江衢州红壤丘陵区的10 a生胡柚低产林为试材,开展了施肥、套袋等措施对产量品质与土壤养分影响的研究。结果表明:套袋提高了胡柚果实的外观和内在品质。施化肥、猪粪、生物有机肥都能增加土壤中氮、磷、钾与有机质的含量,但以施生物有机肥、猪粪处理的效果最为明显,土壤速效氮、磷、钾比对照增加2~7倍,全氮、全磷、有机质含量比对照增加2~3倍,产量比对照增加60%~97%;施猪粪可提高糖酸比,改善果实内在品质。     

浙江省森林凋落物碳密度空间分布的影响因素

基于浙江省森林资源清查固定样地信息数据和森林监测中心2010年6-9月采集的森林凋落物碳密度数据,探讨浙江省森林凋落物碳密度空间分布的影响因素。研究表明：浙江省森林凋落物碳密度空间分布在全省大尺度范围和不同地级市的县域小尺度范围都存在差异。浙江省森林凋落物碳密度随着海拔的升高而增大,但局部地势较低地区森林凋落物碳密度很高;生物量覆盖度和地上腐殖质层厚度两者与森林凋落物碳密度无相关关系,而土壤有机碳密度和凋落物氮密度两者与凋落物碳密度具有极显著的正相关关系;优势树种对于凋落物量积累有很大影响,栎类为主的落叶乔木凋落物碳密度较高,经济林则最低。     

施猪粪对水稻土有机碳剖面分布的影响

基于持续10 a的浙江省平湖地区水稻土长期定位试验,研究了长期施肥下水稻土剖面总有机碳（TOC）,各粒级有机碳和热水溶性有机碳（HWOC）分布特征,阐明施猪粪影响下土壤有机碳的积累和演化规律。结果表明:①在0～45 cm土层,施猪粪地块土壤总有机碳显著高于对照,且随土层深度的增加,施有机肥使土壤有机碳质量分数提高的幅度越大;②总有机碳和砂粒碳、粉粒碳之间呈显著的正相关性关系（P＜0.05）,且受土壤粉粒和黏粒对有机碳物理保护容量控制,0～45 cm土层土壤有机碳以砂粒碳为主,45～85 cm土层则以粉粒碳和黏粒碳为主;③施猪粪可提高土壤热水溶性有机碳。图2表4参28     

生态公益林土壤有机碳含量分布特征与环境因子的研究

基于生态公益林效益监测体系的建立,采用野外调查、取样和室内实验分析相结合的方法,研究浙西南庆元县公益林土壤有机碳含量分布特征及其影响因子,结果表明：①研究区公益林土壤有机碳平均含量为44.28 g/kg,不同森林类型土壤有机碳含量差异显著,土壤有机碳平均含量的变化趋势从大到小为：阔叶林、针阔混交林、松木林、杉木林、竹林,同一森林类型土壤有机碳含量变化很大.②不同林龄土壤有机碳含量呈极显著性差异,与林龄呈极显著相关,土壤有机碳含量随林龄增大而增加.③环境因子与土壤有机碳含量表现的相关性不同,生物量、枯枝落叶层厚度、海拔及土壤内在因子与土壤有机碳含量呈极显著或显著相关,各种环境因子交互作用,共同影响土壤有机碳含量.     

不同类型林地土壤颗粒态有机碳和黑碳的分布特征

为了解不同类型植被对森林土壤有机碳库及有机碳稳定性的影响,从浙江省泰顺县乌岩岭自然保护区采集6类自然植被(常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、针叶林、针阔混交林、灌草丛、毛竹)下的土壤剖面,分层分析土壤有机碳总量、颗粒态有机碳(POM-C)和黑碳碳库的分布特征,并与当地农业土壤进行比较.结果表明:1 m土体中有机碳总量由高至低分别为常绿阔叶林(53.95 kg·m-2)＞常绿落叶阔叶林(52.87 kg·m-2)＞灌草丛(39.22 kg·m-2)＞针阔混交林(38.50 kg·m-2)＞针叶林(29.57 kg·m-2)＞毛竹(21.00 kg·m-2)＞农地(15.68 kg·m-2);POM-C贮量由高至低也有相似的趋势;黑碳贮量由高至低依次为:常绿阔叶林(5.54 kg·m-2)、常绿落叶阔叶林(5.54 kg·m-2)＞农地(4.22 kg·m-2)＞灌草丛(3.68 kg·m-2)＞针阔混交林(3.10 kg·m-2)＞针叶林(2.60 kg·m-2)＞毛竹(2.10 kg·m-2);农用地颗粒态有机碳占总碳的比例明显低于林地土壤,而黑碳占总碳的比例则明显高于林地,表明农用地土壤有机碳的稳定性明显高于森林土壤;当林地开垦转变为农用地后,POM-C优先比其他土壤有机碳分解和下降,而黑碳却有增加的趋势.     

长期地表秸秆覆盖对果园土壤理化性状及有机碳积累的影响

为了解南方低丘果园地表长期覆盖秸秆对土壤质量的影响,在浙江中部选择立地条件与种植时间相同的2个相邻柑橘园(分别为覆盖秸秆种植6年的果园和常规种植的果园),采集0～10 cm、10～20 cm、20～30 cm的分层土样,对土壤理化性质进行综合分析,研讨了长期地表秸秆覆盖对柑橘园红壤质量的影响.结果表明,地表长期覆盖秸秆...     

保护性耕作对农田土壤有机碳及农业生产力的影响

农田土壤有机碳库作为陆地生态系统中受人类影响最大的碳库,其恢复对于增强土壤质量,保障粮食安全,涵养水源,减少大气CO2排放具有重要意义。保护性耕作对减少水土流失,增加土壤有机碳、增加农作物产量等方面有显著效果。笔者综述了保护性耕作对农田土壤有机碳及土壤理化性质的影响,探讨了保护性耕作对农业生产力的影响,对保护性耕作存在的问题提出了改进建议,为合理制订耕作措施和农业生产管理措施提供了科学依据。     

基于遥感数据的孝义市土壤有机碳空间格局

土壤有机碳是土壤肥力与土壤质量的核心指标之一,定量化了解其空间分布格局对促进精准农业的发展和科学施肥具有重要意义。运用遥感数据研究了山西省孝义市土壤有机碳的空间格局,分析并确定表层土壤有机碳含量与各波段及其变量组间的相关关系。结果表明,土壤有机碳与遥感影像的第一、第三波段以及NDVI指数存在显著的相关性,并建立土壤有机碳含量的光谱预测模型(r2=0.38,p<0.05,n=100)。通过地统计学方法证明了遥感数据在估算土壤有机碳分布方面具有准确性较高、快速与低成本的特点。