不同培肥处理对土壤溶解性有机碳含量及特性的影响

以黄土高原南部地区的长期肥料定位试验为研究对象,通过室内测定及培养试验研究了不施肥(CK)、撂荒(FA)、施氮磷钾肥(NPK)、氮磷钾配施有机肥(MNPK)和氮磷钾配施秸秆(SNPK)培肥处理土壤中溶解性有机碳(DOC)的含量、结构特性及其降解特性。结果表明,在0～20 cm耕层土壤中,不同培肥处理土壤中DOC的含量变化范围在4.65～8.94 mg kg-1之间,平均为6.42 mg kg-1,各培肥处理间差异明显,其大小顺序为MNPKSNPKNPKFACK。由DOC溶液的UV280吸收值和腐殖化指数(HIXem)可以得出,不同培肥处理土壤中溶解性有机物中结构相对复杂的芳香化合物所占的比例明显不同,其大小顺序为SNPKMNPKFANPKCK。经过7d的生物降解培养,不同培肥处理土壤DOC溶液的降解率变化范围在19.3%～48.5%之间,平均为28.6%,其大小顺序为CKFANPKSNPKMNPK。随着培养的进行,DOC溶液中结构较为复杂的溶解性有机物的比例上升。     

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)。     

不同松栎混交林土壤溶解性有机碳氮的差异分析

为揭示北亚热带地区不同林分类型的土壤活性碳氮分布特征,在驻马店市南部山区选取4处具有代表性的松栎人工混交林为研究对象,对其0-20 cm土壤的溶解性有机碳（DOC）,溶解性有机氮（DON）等组分进行研究。结果表明:4种林型土壤DOC的含量为麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林 > 马尾松麻栎混交林,DON的含量为马尾松麻栎混交林 > 麻栎纯林 > 湿地松麻栎混交林 > 火炬松麻栎混交林,不同林分类型间整体上差异性显著（p<0.05）;在垂直剖面上,4种林型土壤DOC和DON均随土层深度的增加而显著性下降（p<0.05）。4种林分类型DOC/SOC,DON/TN,DOC/DON分别以麻栎纯林、马尾松麻栎混交林、麻栎纯林最高,在垂直空间分布上,差异性整体上不显著。土壤DOC和DON与土壤含水率、土壤硬度、速效钾、全氮均呈显著（p<0.05）或极显著（p<0.01）相关性。     

中亚热带四种森林土壤团聚体及其有机碳分布特征

选择中亚热带地区4种典型森林类型:杉木林、湿地松林、毛竹林和次生林4种森林土壤为研究对象,研究了森林类型对土壤不同发生层水稳性团聚体及其有机碳分布特征的影响。结果表明:不同森林类型对>5 mm和2~5 mm土壤团聚体含量影响显著(p<0.05),表现为次生林>杉木林>毛竹林>湿地松林,而在其他粒径无显著差异。0~30 cm土层内团聚体R0.25和MWD次生林显著高于其他人工林,杉木林次之,湿地松林和毛竹林最低,其他土层无显著差异。各森林类型同土层不同粒径团聚体中有机碳含量随粒径大小变化,团聚体粒径越小,有机碳含量越高。0~10 cm土层同粒径土壤团聚体有机碳含量从大到小依次是次生林、杉木林、湿地松林和毛竹林,而在其他土层各森林类型之间差异不显著。     

土地利用方式对土壤溶解性有机碳组成的影响

选取河北曲周、北京顺义和山东寿光的成对的农田(小麦-玉米轮作)和菜田土壤为研究对象,比较两种土地利用方式下DOC的含量、剖面分布以及组成特征。结果表明:与农田相比,菜田表层有机碳(SOC)与全氮(TN)含量上升。其中菜田有机碳含量较农田增加3.16%~47.4%,全氮含量增加3.09%~64.1%。土壤C/N与pH降低。无论是在农田还是菜田,DOC含量均随着土壤深度增加而显著降低;三地区菜田表层DOC含量平均为农田DOC含量的1.70倍;DOC与SOC成显著正相关关系。两种土地利用方式下,DOC组成中亲水组分(H IM)比例最高,其次为憎水酸性组分(HOA),憎水中性物质(HON)和憎水碱性物质(HOB)的含量最低;菜田中憎水酸性物质比例为19.0%~26.7%,农田憎水酸比例为14.83%~16.42%;寿光地区农田与菜田憎水酸含量差异显著(p<0.05),可能与寿光菜田土壤较高的SOC含量和较低的pH有关。三地区中菜田中憎水性物质与亲水性物质比例分别为0.30、0.39、0.41,反映了菜田中存在着不同程度的腐殖化现象。总之,农田转变为菜田后,显著影响了DOC的数量和质量。     

大兴安岭北部森林土壤微生物量碳和水溶性有机碳特征研究

为揭示大兴安岭北部不同森林类型土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化特征,选择大兴安岭北部典型植被类型白桦林、山杨林、兴安落叶松林、樟子松林和白桦-山杨林为研究对象,分析不同月份及不同土层间土壤微生物量碳和水溶性有机碳变化规律。结果表明:大兴安岭北部5种主要森林类型0~32 cm土壤微生物量碳和水溶性有机碳含量波动范围分别为220.40~909.54 mg kg-1和21.22~211.93 mg kg-1,不同林型之间差异显著,微生物量碳表现出阔叶林大于针叶林的趋势,水溶性有机碳则表现为落叶松林白桦-山杨林山杨林白桦林樟子松林。5种森林类型微生物量碳和水溶性有机碳有着明显的季节动态,微生物量碳总体表现为在6月或10月达到较高值,在7~9月出现较低值。水溶性有机碳总体表现为在6、8、10月的含量较高,7月和9月较低。两种活性碳均表现为随土壤深度的加深而逐渐降低。不同林型各月份微生物量碳和水溶性有机碳占总有机碳的比例范围分别为0.64%~7.60%和0.08%~0.67%,微生物量碳分配比例随土壤深度加深表现出上升趋势,水溶性有机碳则波动性较大。土壤蔗糖酶、脲酶、碱性磷酸酶和总有机碳与两种活性碳的相关关系均达极显著水平(P0.01),表明这些指标可以对活性碳预测起到指示性作用。     

湘中丘陵区4种森林土壤水溶性有机碳含量及其与土壤养分的关系

为了解亚热带天然次生林保护对森林土壤有机碳库的影响,研究了湘中丘陵区杉木人工林和3种天然次生林(马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林)土壤水溶性有机碳(DOC)含量季节动态及其与土壤自然含水率、p H、养分含量的相关性。结果表明:土壤DOC含量0~15 cm土层高于15~30 cm土层,秋季土层之间的含量差异最小,土壤DOC的分配比例15~30 cm土层高于0~15 cm土层;马尾松+石栎针阔混交林、南酸枣落叶阔叶林、石栎+青冈常绿阔叶林土壤DOC含量分别较杉木人工林高3.15%~9.81%,3.85%~8.19%和11.24%~12.00%,夏季不同森林类型之间的含量差异最大;4种森林土壤DOC的分配比例在2.00%~2.54%之间,杉木人工林土壤DOC的分配比例高于3种次生林;4种森林土壤DOC含量季节变化明显,均表现为:春、夏、冬季较高,秋季最低,秋季与春(除杉木人工林外)、夏季之间差异显著;各森林土壤DOC含量与土壤自然含水率、有机碳(SOC)、全N、全P、全K、水解N、有效P、速效K含量之间呈极显著或显著正相关。可见,地带性常绿阔叶林或天然次生林转变为杉木人工林后,土壤DOC含量下降,土壤DOC含量可作为衡量土壤潜在生产力的敏感指标。     

胶州湾滨海湿地土壤溶解性有机碳淋溶特征

[目的]在山东省青岛市胶州湾滨海湿地采集光滩、碱蓬、芦苇和米草4种不同植被类型土壤,探究滨海湿地土壤溶解性有机碳淋溶特征。[方法]通过室内土柱淋溶试验,测定土壤淋出液溶解性有机碳(DOC)浓度,利用紫外—可见分光光度法对土壤淋出液DOC结构进行分析。[结果]土壤淋出液DOC浓度随土层深度增加而增加;芦苇湿地的土壤淋出液DOC浓度最高,为23.12mg/L,其次分别为碱蓬湿地,米草湿地和光滩湿地,分别为15.22mg/L,14.44mg/L与8.38mg/L。4种土壤淋出液DOC光谱特征值存在一定的差异性,碱蓬湿地土壤淋出液DOC的芳香性和腐殖化程度最高,米草湿地土壤淋出液DOC的分子量和团聚化最大;随土层深度的增加土壤淋出液DOC的芳香性、腐殖化程度增大,分子量以及团聚化程度逐渐减小。[结论]植被残体的分解以及土壤的解吸附能力的差异是造成不同土层土壤淋出液DOC浓度差异的主要原因;而植被类型是影响土壤淋出液DOC结构变化的关键因素。     

亚热带常绿阔叶林土壤溶解性有机碳和微生物量碳对氮磷添加的响应

以安徽省祁门县查湾林场常绿阔叶林为研究对象,研究土壤溶解性有机碳和微生物量碳的季节变化特征及其对氮磷添加的响应。结果表明,0~30 cm土层DOC平均含量在不同月份之间的变化范围为126~298 mg kg-1。中坡林分不同处理土壤DOC平均含量高低顺序为N(300 mg kg-1)N+P(257 mg kg-1)CK(241 mg kg-1),坡顶林分施N处理和N+P处理间的DOC含量接近,差异不显著。中坡和坡顶林分土壤MBC季节变化基本呈双峰趋势,其峰值均出现在2012年11月和2013年3月。中坡林分土壤MBC含量在2013年的1、5、7月施N和N+P处理都低于CK,而坡顶林分MBC含量在2012年7月和9月2013年5月与7月MBC含量都表现为N+PCKN。土壤微生物量碳与土壤溶解性有机碳及土壤有机碳之间呈极显著相关。     

三江平原环型湿地土壤溶解性有机碳的时空变化特征

土壤溶解性有机碳(DOC)是指溶解于土壤水、且能通过0.45 μm微孔滤膜的有机态碳,是土壤有机碳中最活跃的组成部分[1-2].一般认为,土壤DOC的产生源自有机物的不完全降解,因此冷湿或贫营养环境、土壤有机质和C/N摩尔比高的区域有利于DOC的产生[3].自然湿地,尤其是位于中纬度地区的湿地,储存了大量的碳,是重要的DOC库和河流DOC的主要来源[4-5].     

可溶性有机碳在典型土壤上的吸附行为及机理

定量分析可溶性有机碳(DOC)在不同土壤上的吸附行为可为DOC在不同地区土壤中的去向及污染风险评估提供理论基础。本研究以河南潮土(包括砂质、壤质和黏质3种质地)、江苏黄泥土、江西红黏土和海南砖红壤等典型土壤为吸附介质,采用一次平衡法比较了DOC在不同土壤中的吸附容量及平衡液中DOC的结构变化。结果表明,供试土壤对DOC的吸附可用修正的Langmuir模型拟合。最大吸附量(Q_(max))从高到低依次为红黏土(2 892.67 mg/kg)、砖红壤(1 969.77 mg/kg)、黏质潮土(1 803.03 mg/kg)、黄泥土(1 003.84 mg/kg)、壤质潮土(989.31 mg/kg)和砂质潮土(441.18 mg/kg)。黄泥土的亲和系数(k)最大(2.53×10~(–3)),其次为砖红壤、红黏土和3种潮土。吸附后,除砂质潮土和壤质潮土外,其他土壤平衡液的芳香性均降低。相关性分析表明无定形氧化铝显著影响了Q_(max),而氧化铁的形态(无定形、络合态和低结晶态)决定了k值大小。红黏土、砖红壤和黄泥土更容易吸附DOC中的芳香族成分,主要吸附机制可能为配位体交换;砂质潮土和壤质潮土主要为阳离子架桥,而黏质潮土同时存在这两种吸附机制。     

城市不同功能区绿地土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮分布特征及影响因素

为研究城市功能分区对绿地土壤活性碳氮的影响,选择合肥市不同功能区(老商业区、老工业区、居民服务区、近郊森林公园)绿地土壤为研究对象,分析了土壤微生物量碳氮(MBC、MBN)、溶解性碳氮(DOC、DON)、有机碳(SOC)、全氮(TN)以及土壤基本理化性质的差异及其相互关系。结果表明,功能区类型对土壤微生物量碳氮及溶解性碳氮影响显著(P0.05),且0~30 cm土层含量均为近郊森林公园高于城区内各功能区。土层厚度对MBC、DOC、DON含量影响显著,MBC、DON在各功能区中均随土层深度增加而递减,森林公园MBN、DOC均为10~20 cm含量最高。不同功能区MBC/MBN在6~14间波动,以此预测本研究范围内土壤微生物可能以真菌和放线菌为主,细菌较少。本研究未证实DOC与MBC、MBC与DON、DON与MBN间的相关性,MBC+DOC、MBN+DON比MBC、DOC、DON、MBN更能反应土壤活性碳氮库与土壤微生物量。总体来说,相比城区内各功能区,近郊森林公园更利于土壤生物量碳氮及溶解性有机碳氮的积累。     

江西九江地区森林土壤有机碳含量及其影响因素

为阐明地处亚热带北缘的九江地区森林土壤有机碳水平及其主要影响因素,在庐山南、北坡分别选择6个和5个不同海拔点的典型植被群落,并在九江市丘陵分别选择7种典型林分,分层采集土样,测定了有机碳含量。结果表明:北坡森林表层土壤(0~20 cm)有机碳含量处于18.47~33.92 g kg-1之间,南坡为19.59~34.43 g kg-1。在0~20 cm土层,油茶林有机碳含量(17.69±0.85 g kg-1)最低,针阔混交林最高(27.64±0.57 g kg-1);在20~40 cm土层,毛竹林有机碳含量(14.08±1.21 g kg-1)最低,针阔混交林最高(20.19±0.40 g kg-1)。海拔、海拔与坡向的交互作用和植被类型显著影响着森林土壤有机碳,坡向没有关系。     

溶解性有机质在土壤固碳中的意义

随着全球变暖的加剧,土壤圈作为全球碳循环中的重要碳库受到日益关注。土壤有机碳固定对大气温室效应和气候变暖有重要影响。溶解性有机质(DOM)是土壤中最活跃的有机碳库,其含量与土壤CO2、CH4、N2O的排放显著正相关,DOM的矿化成为土壤有机碳损失的重要途径。DOM可通过与Fe、Al共沉淀、吸附于土壤矿物表面而改变其生物降解性,从而在土壤中稳定和保留下来,对土壤有机碳积累中具有重要贡献。DOM的化学组成和结构特征影响其生物降解性,同时也影响其沉淀吸附效应。其稳定机制不同,对土壤有机碳积累的贡献也存在差异。目前估算DOM对土壤有机碳的贡献尚无普遍认可的方法,具体数值因估算方法不同而存在较大差异,有效的估算方法仍有待于进一步研究。     

大兴安岭森林土壤矿物结合态有机碳与黑碳的分布及土壤固碳潜力

稳定性土壤有机碳(SSOC)决定着土壤抗干扰与固碳能力。量化了大兴安岭森林土壤两种典型的SSOC:矿物结合态有机碳(MOC)与黑碳(BC),并以矿物结合态碳库为碳饱和容量来估算土壤的固碳潜力。MOC的量化采取物理分组和化学分离两种方法,BC的分析采用重铬酸钾氧化法。结果表明:粒级分组方法过高估计了MOC,矿物结合态有机质中的有机碳并非完全与矿物络合。BC占土壤有机碳(SOC)的比例约为25.4%,其中,颗粒有机质(POM)中BC所占比例约为26.3%,说明颗粒有机碳(POC)并非绝对属于活性组分。表层土壤碳饱和水平达到了97.8%,而深层仅有21.2%,表明深层土壤的固碳潜力巨大,为当前深层SOC储量的1.86倍。目前的碳饱和理论均以SSOC为基础,然而,BC于POM中的存在说明了POC在土壤固碳潜力中的重要性。     

长白山不同林型土壤有机碳特征

采用野外采样与室内分析相结合的方法,研究了长白山北坡6种不同林型(阔叶林、针叶林、云冷杉、岳桦林、岳桦-苔原、高山苔原)土壤有机碳及其组分的含量,分析了土壤有机碳分布与铁铝氧化物和黏粒矿物组成之间的关系。结果表明:不同林型之间,阔叶林土壤的有机碳、胡敏素碳、颗粒有机碳、2~0.25 mm大团聚体碳和0.25~0.053 mm微团聚体碳含量最高,云冷杉土壤的易氧化碳含量最高而水溶性有机碳、胡敏酸碳、富里酸碳和颗粒有机碳含量最低;此外,岳桦林土壤的胡敏酸碳和富里酸碳含量显著高于其他林型土壤,岳桦-苔原土壤的水溶性有机碳含量显著高于其他林型土壤,而高山苔原土壤的有机碳和易氧化碳含量显著低于其他林型土壤。相关性分析表明,土壤有机碳含量与非晶质氧化铝含量呈显著的正相关关系(P<0.05),富里酸碳含量与游离氧化铝含量呈显著的正相关关系(P<0.05),而0.25~0.053 mm微团聚体有机碳含量与2种形态氧化铝含量都呈显著的正相关关系(P<0.05)。上述结果指出,不同林型条件下各有机碳及其组分差异显著。     

基于荧光分析的不同有机碳水平水稻土添加外源有机物培养对DOC的影响

以江西省红壤研究所内的水稻土有机肥长期定位试验(始于1981年)为研究对象,基于三维荧光技术,在室内培养条件下,研究外源有机物(葡萄糖和秸秆,分别代表易分解和难降解碳)对不同碳水平水稻土可溶性有机碳含量与结构的影响。结果表明:添加葡萄糖对高碳和低碳水稻土可溶性有机碳(DOC)含量均无显著影响(p0.05),但可以促进DOC结构中类溶性微生物代谢产物的增加与类胡敏酸类富里酸的减少。添加秸秆则对高碳和低碳水稻土DOC有不同的影响:低碳土壤中,在培养末期(60d),添加秸秆处理的DOC含量显著提高(p0.05),而高碳土壤处理则无显著变化。在DOC结构方面,秸秆可以促进低碳土壤中类蛋白物质转化为更稳定的类胡敏酸和类富里酸物质;对于高碳土壤,则可以促进类溶性微生物代谢产物的积累,促进类胡敏酸与类富里酸的分解利用。低碳土壤DOC含量相对稳定,结构受外源有机碳影响较大;高碳土壤DOC结构相对稳定,但含量变化较大。