不同园林植物土壤活性有机碳组分及有机碳储量

土壤活性有机碳(SLOC)在土壤许多物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。连续3年(2016—2018年)系统地研究和比较了不同园林植物(夹竹桃Apocynaceae、石楠Photinia serrulata、广玉兰Magnolia grandiflora、大叶女贞Ligustrun lucidum)土壤活性有机碳组分和有机碳储量特征。结果表明:(1)在垂直方向,不同年份园林植物土壤有机碳含量均随着土层深度的增加而逐渐降低,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳含量随年份的变化不明显。此外,不同年份不同土层深度不同园林植物土壤有机碳含量均表现为夹竹桃和石楠显著高于广玉兰和大叶女贞。(2)土壤有机碳储量与土壤有机碳呈一致的变化规律,均随着土层深度的增加而逐渐降低。(3)不同园林植物土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)均随着土层深度的增加而逐渐降低,表层最大,表现出明显的"表聚性",其中表层随着年份的增加其增加趋势较为明显,深层有机碳储量随年份的变化不明显。相同土层夹竹桃和石楠土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)均高于广玉兰和大叶女贞。(4)土壤活性有机碳与土壤总有机碳均呈显著的线性关系,说明土壤活性有机碳依赖于土壤总有机碳含量。(5)交互分析表明:土层深度和林型对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响(p0.05),年份对土壤有机碳和活性有机碳没有显著影响(p0.05),其中林型×土层深度对土壤有机碳和活性有机碳具有显著的影响(p0.05)。     

南京市不同土地利用方式的碳储量与碳通量

通过集成区域碳储量和碳通量的核算方法,建立不同土地利用方式与碳过程的对应关系,并以南京市为例探讨不同土地利用方式的碳储量和碳通量状况。主要结论为:(1)南京市2009年总碳储量为6 936.79万t,其中,居民点及工矿用地碳储量占总碳储量的38%,单位面积碳储量最大(184.00t/hm2)的为居民点及工矿用地,这主要归因于城市住宅建筑木材和城市绿化碳储量的大幅增加,以及建筑容积率提高带来的城市单位建筑面积碳蓄积量的增加;(2)南京市碳输入和碳输出通量最大的地类均为居民点及工矿用地,2009年分别达到3 126.95万t和3 283.20万t,两者的强度分别为218.65t/hm2和229.58t/hm2,这表明,作为人为活动强烈集中的地类,居民点及工矿用地与外界的碳交换远远高于其他地类;(3)南京市人为碳排放强度增幅明显,2009年达到46.63t/hm2,其中居民点及工矿用地高达200.52t/hm2,这说明南京市建成区碳代谢强度明显提高,碳循环压力逐渐增大。     

不同橡胶生长期土壤中的微生物生物量碳和有机碳

Soil samples were collected from different rubber fields in twenty-five plots selected randomly in the Experimental Farm of the Chinese Academy of Tropical Agriculture Sciences located in Hainan, China, to analyse the ecological effect of rubber cultivation. The results showed that in the tropical rubber farm, soil microbial biomass C (MBC) and total organic C (TOC) were relatively low in the content but highly correlated with each other. After rubber tapping, soil MBC of mature rubber fields decreased significantly, by 55.5%, compared with immature rubber fields. Soil TOC also decreased but the difference was not significant. Ratios of MBC to TOC decreased significantly. The decreasing trend of MBC stopped at about ten years of rubber cultivation. After this period, soil MBC increased relatively while soil TOC still kept in decreasing. Soil MBC changes could be measured to predict the tendency of soil organic matter changes due to management practices in a tropical rubber farm several years before the changes in soil TOC become detectable.     

库布齐沙漠植被恢复对风沙土壤碳通量与碳储量的影响

为阐明库布齐沙漠植被恢复过程中土壤碳通量的时空动态特征及主控因子，明确土壤有机碳含量和储量的变化趋势，本研究以流动沙地、半固定沙地、藻结皮固定沙地和地衣苔藓混合结皮固定沙地为研究对象，运用静态暗箱–气相色谱法对风沙土壤碳通量及水热因子进行观测，并对土壤有机碳含量和密度进行测定和计算。结果表明，生长季内风沙土壤碳通量变异较大，季节动态与土壤温度基本一致，且随植被恢复碳通量呈递增趋势：混合结皮固定沙地(210.28 mg/(m~2·h))>藻结皮固定沙地(177.45 mg/(m~2·h))>半固定沙地(117.34 mg/(m~2·h))>流动沙地(65.61mg/(m~2·h))；土壤碳通量与各层土壤温度均显著正相关，除流动沙地土壤碳通量与深层土壤含水量显著负相关外，其余样地碳通量均与表层土壤含水量显著负相关；风沙土壤有机碳含量和密度随植被恢复而递增：混合结皮固定沙地(1.32 g/kg,0.94 kg/m~2)>藻结皮固定沙地(1.03 g/kg,0.74 kg/m~2)>半固定沙地(0.45 g/kg,0.36 kg/m~2)>流动沙地(0.27...     

耕作措施对双季稻田土壤碳及有机碳储量的影响

针对不同耕作措施对双季稻田的固碳效应和固碳潜力问题,选择湖南省宁乡县的双季稻区试验点进行了有机碳、活性有机碳以及耕层有机碳储量的研究,以期为制定适合于稻田条件下的合理耕作方式提供理论依据。结果表明,耕作措施和秸秆还田对有机碳（SOC）和活性有机碳（AOC）含量均产生不同程度的影响。免耕处理下,有机碳和活性有机碳含量皆随土壤深度的增加而减少,土壤0～5cm的SOC和AOC的含量最高,且与其他层次达到显著性差异水平（P＆lt;0.05）,具有明显的表层富集现象。与免耕相比,旋耕和翻耕则更利于5～10cm和10～20cm土层的有机碳和活性有机碳的积累。比较秸秆还田对SOC和AOC的影响表明,秸秆还田有效地提高了0～10cm有机碳含量,但对10～20cm并未产生显著影响,秸秆的输入并未增加土壤活性有机碳的含量。采用等质量方法计算了耕层土壤有机碳储量,结果显示旋耕秸秆还田使有机碳储量明显增加,而免耕只增加了土壤0～5cm和5～10cm土层有机碳储量,10～20cm有机碳储量有所降低,但耕作措施对有机碳储量的长效作用还有待于进一步研究。     

不同坡位杉木林土壤碳储量研究

通过实地调查取样和室内实验测定,比较了上坡和下坡杉木的土壤碳库及其垂直分布差异,研究了坡位对杉木人工林固碳功能的影响。结果表明,杉木上坡和下坡的枯枝落叶层有机碳贮量分别为0.9和1.1t/hm2,坡下的枯枝落叶层有机碳贮量较坡上高出32%。坡上和坡下的土壤有机碳贮量分别为149.9和174.2t/hm2,且表层(0-40cm)碳贮量分别占整个碳贮量(0-100cm)的55%和56%。上坡和下坡的土壤有机碳含量和贮量随土层深度的加深而递减,各土层的有机碳含量和贮量均表现为下坡高于上坡。     

不同类型外源碳添加对灰漠土土壤碳储量的影响

为探究不同类型外源碳长期施用对耕层灰漠土土壤碳储存及固碳潜力的影响。通过田间定位试验设置秸秆不还田处理,即NPK处理(CK);NPK+1.5 t秸秆(NPKS);NPK+1.5 t有机肥(NPKM);NPK+1.5 t棉秆炭(NPKB1);NPK+3.0 t棉秆炭(NPKB2),选取2013—2021年采集的土壤为研究对象。对耕层灰漠土土壤容重(BD)、有机碳密度(SOCD)、有机碳累积速率、有机碳储量(SOCR)和施用年限与有机碳储量之间相关性进行分析。经过9年定位试验结果表明:(1)从2013—2021年BD变化趋势来看,施用NPKS、NPKM、NPKB1、NPKB2与NPK相比,均呈现降低趋势,与NPK相比平均分别降低1.84%,0.86%,5.03%,6.66%。(2)相比NPK,NPKS、NPKM、NPKB1、NPKB2处理中土壤SOCD提升幅度平均分别为12.21%,11.04%,24.14%,46.95%,其中,棉秆炭提升效果显著;累积速率分别提高73.16%,66.95%,133.52%,247.18%。(3)NPKS和NPKM处理相比SOCR增幅分别为11.67%~30.88%,12.2%~33.24%;NPKB1和NPKB2处理SOCR提升效果最为显著,相较于2013年最高提升幅度分别为29.28%,45.44%。 综合来看,秸秆还田、施用有机肥和棉秆炭均是提高灰漠土土壤碳储量的有效措施,其中,添加施棉秆炭处理更有利于灰漠土短期快速提高土壤有机碳固存,棉秆炭自身含有丰富的营养物质,长期添加棉秆炭提高土壤碳固存以及改善土壤肥力、缓解温室效应,从而作为实现碳中和的一种有效途径。     

武夷山不同海拔典型森林土壤有机碳和全氮储量分布特征

探究北热带土壤有机碳密度（SOCD）对海拔梯度和原生林转换的响应特征及内在机制。

以中国红河蝴蝶谷地区海拔105 ~ 3012 m的山地和原生热带雨林转换而来的香蕉和橡胶种植园为研究对象,研究0 ~ 40 cm土壤有机碳（SOC）在海拔梯度和原生林转换后的变化情况,并用最小角回归（Least Angle Regression,LARS）、偏相关和皮尔森相关分析探究气候和土壤理化因子的耦合驱动作用。

① 海拔与SOC呈显著正相关,从低海拔的砖红壤带到高海拔的棕壤带,SOC储量增加了452.1%（0 ~ 40 cm土层）,该变化主要受土壤容重（BD）、酸碱度（pH）、全磷（TP）、速效氮（AN）和年平均气温（MAT）的驱动,偏相关分析表明MAT对SOCD的作用不随土壤理化因子而改变,但土壤理化因子对SOCD的作用却受MAT的控制。② 低地原生林转换为橡胶和香蕉种植园后SOC储量分别损失了49.7%和43.5%,SOCD损失与土壤BD增加和C/N减小有关,二者反映了原生林转换后凋落物归还减少和侵蚀加强两个重要的生态过程。

北热带山地土壤碳密度极易受到年均气温的影响,而低海拔土壤碳密度主要受人类活动干扰的调控,未来对土壤碳密度的评估除考虑垂直梯度分异外,还应考虑原生林转换为种植园导致的土壤有机碳损失。

     

武夷山不同海拔典型森林土壤有机碳和全氮储量分布特征

为探究武夷山森林土壤碳氮储量的分布特征,以武夷山国家公园不同海拔高度(600,1 000,1 400 m)的典型森林土壤为研究对象,研究土壤有机碳和全氮含量及储量随海拔高度的变化规律,分析了影响土壤有机碳和全氮储量变化的因子。结果表明:随着海拔的升高,土壤有机碳和全氮的含量在0—5 cm土层和5—10 cm土层变化规律不同,5—10 cm土层的土壤碳氮含量随海拔变化趋势更为明显,而0—5 cm土层的土壤碳氮含量表现为1 000 m海拔较高; 海拔1 000 m的土壤C/N明显高于海拔1 400 m和600 m; 在土壤有机碳和全氮储量方面,1 400 m明显高于1 000 m和600 m,且高海拔区域土壤碳氮储量的变化幅度显著大于低海拔区域,两土层间差异不显著; 相关分析和RDA分析表明细根C/N和土壤温度是影响土壤有机碳和全氮储量的主导因子。综上所述,土壤有机碳和全氮的分布随海拔升高并非线性增长,受到气候、植被特征及土壤状况的综合影响,高海拔地区土壤碳氮储量对气候变化的响应更为敏感。     

沱江流域不同土地利用方式紫色土有机碳储量特征

沱江流域是长江上游四川境内的重要支流，紫色土为其主要的耕地资源。由于长期人口过载和不合理利用，流域内紫色土退化普遍严重。以四川盆地沱江流域紫色土为研究对象，按流域各区段分上中下游三层选样，研究不同土地利用方式下紫色土有机碳储量特征，为紫色土退化评估及地力维护提供参考。结果显示，不同土地利用方式紫色土壤有机碳总量以林地（13．876g／kg）显著高于果园地（9．655g／kg）、菜园地（9．261g／kg）、草坡地（7．968g／kg），以玉米地（6．134g／kg）最低。水溶性有机碳的含量呈现林地〉果园地〉菜园地〉草坡地〉玉米地趋势。同时，流域上、中、下游紫色土有机碳总量总体上差异显著，且以上游区段紫色土壤有机碳总量最高。流域中下游紫色土有机碳总量变化较大。其中，林地以下游高于中游，果园及草坡地以中游高于下游。而且，菜园地、玉米地在3个区段上差异未达显著水平。沱江流域紫色土有机碳储量总体特征表现上游最高，中下游变化复杂，下游略高于中游区域。     

免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响

以实施7年的中国科学院禹城综合试验站冬小麦夏玉米轮作免耕长期定位试验场为对象,研究免耕条件下土壤水稳性团聚体和有机碳储量的变化,为进一步评价免耕措施对黄淮海平原土壤结构和质量的影响提供科学依据。设置免耕(NT)、免耕秸秆不还田(NTRR)、常规耕作(CT)3种处理,分析土壤表层(0~20 cm)及深层(20~60 cm)水稳性团聚体分布特征、土壤有机碳以及团聚体有机碳的变化和相互关系。研究结果表明:由于减少了对土壤的破坏以及增加了秸秆还田和有机肥的施用,与常规耕作相比,NT和NTRR可提高表层土壤有机碳含量和储量、水稳性团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD),以及大团聚体有机碳的含量和储量。其中,秸秆覆盖比施用有机肥对表层土壤有机碳储量和0.25~2 mm团聚体有机碳储量的提高具有更显著的作用。与表层不同,深层土壤有机碳和大团聚体有机碳的含量和储量表现为NT相似文献   

不同森林植被下土壤水溶性有机碳研究

在我国亚热带采集了常绿阔叶林、马尾松林、杉木林和毛竹林土壤,分析了土壤总有机碳和水溶性有机碳含量。结果表明:土壤总有机碳含量常绿阔叶林和毛竹林显著高于杉木林和马尾松林。土壤水溶性有机碳含量毛竹林显著高于杉木林,极显著高于马尾松林,阔叶林和杉木林也显著高于马尾松林。水溶性有机碳占总有机碳比率以杉木林最高,达1 26%(25℃)和1 82%(100℃),马尾松林最低,仅0 78%(25℃)和1 30%(100℃)。马尾松林、杉木林和毛竹林土壤水溶性有机碳与土壤总有机碳含量间的相关性均达显著水平,相关系数分别为0 5106 (100℃提取),0 4739 (25℃提取)和0 4752 (25℃提取)。     

宁夏引黄灌区不同类型土壤重组有机碳特征分析

[目的]探究宁夏引黄灌区土壤总有机碳与重组有机碳的特征及相互关系,为研究宁夏引黄灌区固碳效应及碳库稳定性提供科学依据。[方法]以宁夏引黄灌区为研究对象,通过实地采样与分析,测定不同土壤类型总有机碳与重组有机碳含量。[结果]土壤类型是影响宁夏引黄灌区土壤有机碳变化的主要因素,经灌溉耕作后,灌溉土壤总有机碳及重组有机碳含量较对照土壤均有所增加,平均增加量分别为2.27和2.02g/kg,增加量随土层深度增加而减小,增加幅度因土壤类型存在差异;重组有机碳与总有机碳存在显著相关关系(p0.001)。[结论]重组有机碳是总有机碳的重要部分,它与总有机碳之间的相关性随着土层深度的增加而增强,说明灌溉耕作活动及灌溉时间对土壤有机碳具有一定的影响。研究重组有机碳能更好地了解灌区土壤碳库稳定性。     

岩溶山地不同土地利用方式土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的分布特征

对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0-40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究.结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地.除橘园地外,其它各土地利用类型土壤细颗粒有机碳(FPOC)含量大于粗颗粒有机碳(CPOC).不同利用方式土壤颗粒有机碳含量在剖面层次中表现不同.0-20cm表层土壤CPOC含量表现为:橘园地>草地>菜地>林地>弃耕地,差异较大.土壤FPOC含量表现为:林地>草地>菜地>橘园地>弃耕地;20-40cm土壤CPOC和FPOC最高值出现在菜地,最低值出现在弃耕地.不同土地利用方式土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量和土壤有机碳含量分布特征一致.除橘园地外土壤各组分有机碳分配比例大致表现为:MOC/SOC>CPOC/SOC>FPOC/SOC.相关分析表明,不同土地利用方式土壤SOC和POC呈正相关,相关性不一致.林地和草地呈极显著相关(P<0.01),弃耕地呈显著相关(P<0.05),菜地和橘园地相关性不显著.表明人为干扰和耕作措施会影响POC对SOC的贡献.     

长期施肥对土壤碳储量和作物固定碳的影响

利用长期定位试验研究有机肥、化肥以及有机肥和化肥混合施用对耕层土壤有机C储量变化和作物固定C的影响。处理包括化学肥料NPK不同组合。NPK、NP、NK、PK、全部施用有机肥(OM)、化学肥料氮和有机肥氮对半施用(1/20M)及不施肥(CK)七个处理。均衡施用N、P和K,显著提高土壤有机C储量,而养分缺乏的施肥,土壤有机碳大量损失。抵消N2O排放后,只有外源有机碳输入的OM和1/2OM具有净的碳固定。土壤有机碳储量变化(Y)与土壤有机碳输入量(X)符合线性方程Y=1.3231X-1942.7(r=0.9840, n=7)。作物固定碳量和可以返还到土壤的根茬和秸秆中有机碳量都以NPK、NP和1/2ON施肥处理最多。若固定于根茬和秸秆的碳返还到原施肥土壤,则这些处理的土壤有机碳储量最多。但从经济效益考虑,最佳的施肥方式为有机和化学肥料配合施用。     

黄土高原不同植物群落土壤团聚体中有机碳和酶活性研究

以黄土高原延河流域森林区3种典型植物群落为研究对象,研究了3种植物群落土壤团聚体中有机碳的含量、组分及土壤酶活性,分析了有机碳与酶活性的关系。结果表明:(1)3种植物群落,土壤团聚体各种形态有机碳和酶活性均表现为0~10 cm土层含量高于10~20 cm土层,辽东栎群落0~10 cm土层土壤多酚氧化酶活性却低于10~20 cm土层。(2)土壤团聚体有机碳含量在植物群落间表现为:辽东栎群落人工刺槐群落狼牙刺群落,酶活性在植被群落间的高低表现则不一致。土壤有机碳含量和酶活性在团聚体间均表现为随团聚体粒级的增大而增大,或先增大再减小的趋势。(3)蔗糖酶、纤维素酶以及β-D葡糖苷酶活性与各种形态有机碳均呈显著的正相关关系,多酚氧化酶和过氧化物酶与有机碳含量相关性不显著。(4)辽东栎群落和狼牙刺群落土壤团聚体蔗糖酶、纤维素酶、以及β-D葡糖苷酶活性在团聚体中表现为:|0.25 mm团聚体||2~0.25 mm团聚体||5~2 mm团聚体||5 mm团聚体|,其多酚氧化酶和过氧化物酶以及人工刺槐群落各种土壤酶活性均表现为2~0.25 mm粒级团聚体中最大。(5)β-D葡糖苷酶活性增大,能促进土壤各种有机碳含量增加;土壤蔗糖酶活性和β-D葡糖苷酶活性的提高有助于土壤活性有机碳含量增加;土壤多酚氧化酶活性的增大,有利于土壤腐殖质碳的积累。     

不同树龄茶树根际土壤酶活性的变化分析

以不同种植年限黄金桂茶树根际土壤为研究对象,分析茶树树龄对土壤酶活性的影响。结果表明,茶树根际土壤中与养分循环相关的酸性磷酸酶、脲酶、蔗糖酶活性随着茶树树龄的增加而上升,且与茶树树龄呈显著正相关,中性磷酸酶、碱性磷酸酶则相反;茶树根际土壤中与抗性相关的多酚氧化酶活性随着茶树树龄的增加而上升且与茶树树龄呈显著正相关,而过氧化物酶、过氧化氢酶、脱氢酶活性则呈下降趋势,与茶树树龄呈显著负相关。土壤酶对茶树树龄的敏感性分析结果表明,不同土壤酶响应茶树树龄变化的趋势为过氧化氢酶脲酶脱氢酶蔗糖酶过氧化物酶多酚氧化酶酸性磷酸酶中性磷酸酶碱性磷酸酶。可见,在茶树生产管理过程中应适当提高磷肥的施用量,老茶树应当加强土壤松耕,以提高土壤中抗性酶活性。     

长期不同施肥下黑土与灰漠土有机碳储量的变化

采用长期试验,研究了20年不同施肥下1 m深黑土与灰漠土有机碳含量与碳储量的剖面变化。结果表明,单施化肥和不施肥对黑土1 m土层有机碳储量没有显著影响,但灰漠土略有降低。有机肥配施化肥能显著提高土壤有机碳含量和储量。高量有机肥配施化肥（NPKM2）能提高020 cm和2040 cm土层土壤有机碳含量,黑土分别提高56.6%和49.6%、灰漠土提高143.1%和46.9%;常量有机无机配施（NPKM）效果较差,增幅分别为黑土35.1%和35.3%,灰漠土80.2%和4.1%。两种土壤1 m土体的有机碳储量,NPKM2处理分别提高了C 30.7 t/hm2与C 40.6 t/hm2。显然,有机无机肥配施可以显著提高1 m深土体中有机碳储量,主要是由于提高了040 cm土层土壤有机碳含量。     

黑碳添加对土壤活性有机碳和原有机碳的影响

通过室内培养实验,向土壤(甘蔗土)中分别添加不同用量的黑碳(BC,350℃热解水稻秸秆),添加量分别为0(BC0)、1％(BC1)、2％(BC2)、3％(BC3)、4％(BC4)和5％(BC5),研究黑碳添加量对土壤活性有机碳和原有机碳的影响.结果表明,在25℃培养条件下,土壤易矿化碳(Cm)随黑碳添加量的增加而增加;土壤微生物生物量碳含量亦随添加量的增加呈增加趋势(BC3处理除外).土壤可溶性有机碳含量在BC1、BC2和BC3处理之间的差异不显著,并显著低于对照土壤(BC0);应用δ13C自然丰度方法研究发现,BC1处理抑制了土壤原有机碳分解,而BC2、BC3、BC4和BC5处理促进了土壤原有机碳的分解,但统计上未达显著水平.     

常规与有机农田土壤团聚体组成及碳氮储量研究

长期施用化肥或连作农田管理模式导致土壤质量退化及碳氮损失加剧。以常规农作大豆和转换后的有机农作大豆田土壤为研究对象,利用土壤物理分组技术,分析了土壤团聚体组成及碳氮储量变化。结果表明,常规农作大豆田转换为有机农作大豆田后,<0.053mm粉粒加黏粒比重显著降低,0.053~0.25mm较小团聚体显著增加,土壤稳定性增大,土壤及团聚体中有机碳和全氮含量都显著增加。有机农作大豆田土壤包被于较小的大团聚体(0.25~2mm)中的<0.053mm细颗粒有机质百分比显著降低,0.053~2mm粗颗粒有机质显著增加。有机农作大豆田土壤及团聚体中碳氮储量都显著高于常规农作大豆田,土壤碳汇和氮汇效应增大。有机农作大豆田土壤稳定性增加,团聚体中碳氮含量显著增加,土壤碳汇效应增强,有机农作方式可能比常规农作方式更有利于土壤碳氮资源持续利用。