岩溶区不同土地利用方式对土壤有机质及碳库管理指数影响研究

[目的]研究桂林毛村岩溶地区不同土地利用方式土壤有机碳、活性有机碳及其碳库管理指数。[方法]采用野外调查取样和室内测试分析的相结合的方式,土壤有机碳采用重铬酸钾外加热法,活性碳采用333mmol/L高锰酸钾氧化法。[结果]不同土地利用方式之间的CMI的差异随着有机质活性的增强而增大,灌丛的CMI高于其它三种土地利用方式,具体为灌丛〉林地〉水田〉旱耕地,活性有机质与其它基本理化性质表现为显著或极显著相关关系。[结论]活性有机质可以指示土地利用方式对土壤有机质和CMI的影响。     

Isotopic compositions of cometary matter returned by Stardust

Hydrogen, carbon, nitrogen, and oxygen isotopic compositions are heterogeneous among comet 81P/Wild 2 particle fragments; however, extreme isotopic anomalies are rare, indicating that the comet is not a pristine aggregate of presolar materials. Nonterrestrial nitrogen and neon isotope ratios suggest that indigenous organic matter and highly volatile materials were successfully collected. Except for a single (17)O-enriched circumstellar stardust grain, silicate and oxide minerals have oxygen isotopic compositions consistent with solar system origin. One refractory grain is (16)O-enriched, like refractory inclusions in meteorites, suggesting that Wild 2 contains material formed at high temperature in the inner solar system and transported to the Kuiper belt before comet accretion.     

Organic globules in the Tagish Lake meteorite: remnants of the protosolar disk

Coordinated transmission electron microscopy and isotopic measurements of organic globules in the Tagish Lake meteorite shows that they have elevated ratios of nitrogen-15 to nitrogen-14 (1.2 to 2 times terrestrial) and of deuterium to hydrogen (2.5 to 9 times terrestrial). These isotopic anomalies are indicative of mass fractionation during chemical reactions at extremely low temperatures (10 to 20 kelvin), characteristic of cold molecular clouds and the outer protosolar disk. The globules probably originated as organic ice coatings on preexisting grains that were photochemically processed into refractory organic matter. The globules resemble cometary carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen (CHON) particles, suggesting that such grains were important constituents of the solar system starting materials.     

日光节能温室土壤有机碳及组分变化对栽培年限的响应

土壤有机物质是土壤的重要组成部分,是植物的养分来源和土壤微生物生命活动的能量来源。土壤有机碳的测定结果被用来表征土壤有机质的特性。研究了日光节能温室栽培年限对土壤总有机碳、高活性有机碳、中活性有机碳、活性有机碳变化规律的影响。结果表明,随着栽培年限的延长,日光温室土壤总有机碳、高活性有机碳、中活性有机碳、活性有机碳均极显著增加,各种有机碳组分随日光温室栽培年限变化趋势稍有不同,中活性有机碳和高活性有机碳随栽培年限变化的相关性最高,其次为总有机碳,活性有机碳最低,表明施肥引起日光温室土壤中累积的有机碳易被转化和植物吸收利用。     

Alga-like fossils from the early precambrian of South Africa

Micropaleontological studies of carbonaceouis chert from the Fig Tree Series of South Africa (> 3.1 x 10(9) years old) revealed the presence of spheroidal microfossils, here designated Archaeosphaeroides barbertonensis, interpreted as probably representing the remnants of unicellular alga-like organisms. The presumed photosynthetic nature of these primitive microorganisms seems corroborated by organic geochemical and carbon isotopic studies of the Fig Tree organic matter, and is consistent with the geologically and mineralogically indicated Early Precambrian environment. These alga-like spheroids, together with a bacterium-like organism previously described from the Fig Tree chert, are the oldest fossil orgisms now known.     

“微生物碳泵”作用下的土壤有机碳稳定性及其吸附特性研究进展

土壤有机质，特别是其相对稳定的组分，是控制污染物尤其是有机污染物吸附稳定的关键因素。微生物介导下的有机质再合成产物，即“微生物碳泵”作用下的有机碳，对稳定性碳库有重要贡献，其打破了以植物衍生物碳复杂分子结构为主导的稳定性碳库的传统观点。因此，理解“微生物碳泵”作用下，有机碳稳定性机制及其与污染物的相互作用成为环境地学研究的新挑战。本文综述了不同微生物群落组成和无机矿物组分作用下，微生物来源的有机碳组成和性质及其稳定性研究；并重点强调“微生物碳泵”作用下，稳定性有机碳与污染物相互作用的研究进展。最后，展望了“微生物碳泵”作用下稳定性有机碳的未来研究方向，以期为提升土壤固碳能力、实现“固碳减排”举措、帮助土壤污染修复治理提供新思路。     

不同土层深度的柠条锦鸡儿林土壤有机质分析

研究柠条锦鸡儿(Caragana Microphylla Lam.)林地不同林龄及土层深度土壤有机质含量,为进一步深入研究北方农牧交错带土壤有机碳及地区植被建设提供依据。笔者通过野外调查和室内分析相结合的方法,对赤峰市敖汉旗风沙土区不同林龄柠条锦鸡儿（5、11、17、23、29 年）不同土层的土壤有机质作了分析。分析表明：相同林龄不同立地条件的土壤有机质含量随着土层深度的增加呈先增加后减少的趋势;不同立地条件相同林龄的土壤有机质含量大小为丘间低地＞阴坡＞阳坡;相同立地条件不同林龄的土壤有机质含量随林龄的增加而增加。     

The rise of oxygen over the past 205 million years and the evolution of large placental mammals

On the basis of a carbon isotopic record of both marine carbonates and organic matter from the Triassic-Jurassic boundary to the present, we modeled oxygen concentrations over the past 205 million years. Our analysis indicates that atmospheric oxygen approximately doubled over this period, with relatively rapid increases in the early Jurassic and the Eocene. We suggest that the overall increase in oxygen, mediated by the formation of passive continental margins along the Atlantic Ocean during the opening phase of the current Wilson cycle, was a critical factor in the evolution, radiation, and subsequent increase in average size of placental mammals.     

不同培肥作用下黑土碳氮功能耦合效应的研究

研究在不同培肥作用下黑土土壤有机质,全氮,微生物量碳、氮,可溶性碳、氮含量的变化,初步对黑土土壤生态系统碳氮功能耦合进行研究.结果表明,与对照相比,农肥处理对土壤有机质和全氮含量有显著的促进作用,而化肥处理对土壤全氮含量提高不明显;土壤耕作层的有机质和全氮,土壤微生物量碳氮及土壤可溶性碳氮均表现出显著的正相关;农肥处理...     

稳定性氮同位素技术研究太湖梅梁湾区域营养盐差异

稳定同位素技术通常用于指示外源输入对环境的影响,采用该技术分析了太湖北部不同湖区悬浮颗粒有机物和浮游动物的碳氮稳定同位素比值的差异。结果表明,不同粒径的悬浮颗粒有机物和浮游动物稳定同位素比值存在显著的季节变化,夏季普遍高于冬季,其中δ13C高3.19‰~7.21‰,δ15N高4.20‰~9.36‰。各有机物δ13C不能有效区分各湖区的环境差异,而δ15N在各湖区存在显著差异。δ15N聚类分析显示,河口区由于受外源输入的影响,其δ15N显著低于其他湖区,单独聚为一类,而交汇处和湖心区影响较小,同河口区存在显著差异。整体来讲,总颗粒有机物和浮游动物δ15N同水体TP浓度呈显著正相关,同总溶解性无机氮浓度、铵根离子浓度呈显著负相关。可见,太湖北部悬浮颗粒有机物和浮游动物δ15N受环境营养盐差异的影响强烈,悬浮颗粒有机物δ15N可以作为指示湖区区域差异的有效指标。     

覆盖雷竹林克隆系统出笋期各器官有机碳分布变化规律

为探索雷竹克隆系统笋期有机碳转移变化规律,选定覆盖雷竹林地中分株数分别为单株、双株、三株的雷竹克隆系统,测定出笋期不同克隆系统内分株各器官的有机碳含量。研究结果:单株、双株、三株雷竹克隆系统中,各器官有机碳含量出笋前大小依次为:枝、鞭、叶、茎、根,出笋完成有机碳含量大小依次为:茎、鞭、叶、枝、根;雷竹不同器官有机碳含量在出笋期发生显著变化,其中枝、叶、鞭、茎有机碳含量呈先下降后上升趋势,根有机碳含量呈"N"型变化规律;单株、多株系统各器官有机碳含量降幅与出笋量成反比。这些结果表明:出笋期各器官有机碳含量发生显著变化,出笋影响雷竹各个器官有机碳分配格局,出笋完成与出笋前相比枝有机碳含量降低,其他器官则升高;出笋期各器官间有机质资源发生转移,各器官间源-汇关系发生变化,为出笋生长提供所需有机质;不同分株系统各器官有机碳含量降幅不同,随分株数量及出笋量增加,各器官有机碳含量降幅减小。     

土壤活性有机碳的监测及在土地管理中的应用

土壤活性有机碳作为土壤有机碳中比较活跃的化学组分,在陆地碳的循环研究中扮演了非常重要的作用。土壤活性有机碳可用溶解性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFC)、易氧化有机碳(LOC)、土壤微生物生物量碳(SMBC)和潜在可矿化碳(PMC)表示。本文综述了这五种活性有机碳的分组和测定方法,以及活性有机碳对不同施肥措施、不同耕作措施和土地利用方式的响应。表明在不同土地管理措施下,土壤活性有机碳的不同组分均发生相应变化,这对调节土壤养分循环、维持土壤肥力和完善碳循环的动态平衡机制具有十分重要的意义。并展望了今后的研究方向,以期为农业的可持续发展提供科学参考,为土壤养分的高效利用和土地的科学管理奠定基础,为开展有机质的累积与矿化提供依据。     

雄安“千年秀林”土壤肥力综合评价及碳储量与碳通量研究

为明确雄安“千年秀林”不同景观类型的土壤肥力状况及影响林区土壤碳储量及碳通量的主要因素,对雄安后期城市森林建设提出针对性建议,通过测定林区土壤碱解氮、有机质、容重、微生物量碳等15项肥力指标,采用主成分分析法评价其综合肥力状况,利用ArcGIS10.2绘制土壤肥力分布图;使用土壤呼吸仪监测林区土壤碳通量,明确土壤碳储量、碳通量及其与土壤肥力的相关性。结果表明：不同景观类型下土壤肥力状况差异较大。生态基础林林区土壤综合肥力最高,西南部近自然林土壤等级最低。土壤碳通量表现为夏季高,春秋低,现存碳储量与原始储量差异不大;林区土壤碳通量与土壤有机质含量、微生物量碳含量显著正相关,土壤碳储量仅与有机质及蔗糖酶活性极显著相关。从提升林地土壤综合肥力、提高森林土壤固碳能力的角度来看,多彩花林景观是“千年秀林”最适宜建造的景观类型。     

14C-dead living biomass: evidence for microbial assimilation of ancient organic carbon during shale weathering

Prokaryotes have been cultured from a modern weathering profile developed on a approximately 365-million-year-old black shale that use macromolecular shale organic matter as their sole organic carbon source. Using natural-abundance carbon-14 analysis of membrane lipids, we show that 74 to 94% of lipid carbon in these cultures derives from assimilation of carbon-14-free organic carbon from the shale. These results reveal that microorganisms enriched from shale weathering profiles are able to use a macromolecular and putatively refractory pool of ancient organic matter. This activity may facilitate the oxidation of sedimentary organic matter to inorganic carbon when sedimentary rocks are exposed by erosion. Thus, microorganisms may play a more active role in the geochemical carbon cycle than previously recognized, with profound implications for controls on the abundance of oxygen and carbon dioxide in Earth's atmosphere over geologic time.     

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。     

Multiple stable isotopes used to trace the flow of organic matter in estuarine food webs

The use of a combination of the stable isotopes of sulfur, carbon, and nitrogen allows the flow of organic matter and trophic relations in salt marshes and estuaries to be traced while eliminating many ambiguities that accompany the use of a single isotopic tracer. Salt-marsh grasses take up the isotopically light sulfides formed during sulfate reduction, and the transfer of this light sulfur through the marsh food web is illustrated with data on the ribbed mussel (Geukensia demissa) from various locations in a New England marsh. The multiple isotope approach shows that this filter feeder consumes both marsh grass ( Spartina) detritus and plankton, with the relative proportions of each determined by the location of the mussels in the marsh.     

稻虾共作对土壤有机碳的影响及其与土壤性状的关系

通过田间定位试验,以水稻单作为对照,研究稻虾共作模式对土壤有机碳的影响,采用Pearson(皮尔逊)相关性分析法,探讨稻虾田中土壤有机碳与土壤肥力、土壤酶活力的关系。结果表明:稻虾共作显著(P<0.05)增加了土壤有机质含量,但低C/N饲料投喂组的土壤有机碳含量显著(P<0.05)下降。稻虾共作条件下,土壤全磷、脲酶与有机碳呈显著(P<0.05)正相关,土壤有机质、纤维素酶与有机碳分别呈极显著(P<0.01)和显著(P<0.05)负相关。土壤铵氮与有机质呈显著(P<0.05)负相关,土壤纤维素酶与有机质呈显著(P<0.05)正相关。     

土壤有机质和有机碳含量计算方法比较研究

有机质水平常用作评价土壤肥力的首要指标,而土壤有机碳在全球气候变化研究中有重要作用。新垦耕地表土中有相当比例的>2 mm砾石。为了准确评价新垦耕地的土壤肥力及其碳贮量,以宁波市宁海县14个新垦耕地表土(0~30 cm)土样为例,对表土有机质和有机碳含量计算方法进行了比较研究。结果表明：当这些样品的计算包括大于2 mm的砾石时,有机质水平下降了22%（平均值从23.1 g/kg下降到18.0 g/kg）;按照美国农业部的计算方法,表土(0~30 cm)有机碳含量在1.97~8.97 kg/m2间,参照加拿大农业-农产品部评价标准,这些样品的有机碳含量属于低的水平。     

桂林岩溶土壤和植被的稳定碳同位素组成及季节性变化特征

【目的】以桂林岩溶土壤为例,通过长期监测岩溶土壤及植被有机碳的δ13C值,研究其稳定碳同位素组成及季节性变化特征,为我国南方岩溶地区碳循环途径提供科学依据。【方法】选择3个试验点,定期采集土壤及优势种植被黄荆和檵木样品,测定有机碳含量和δ13C值。【结果】土壤有机碳的δ13C值具有明显的季节性变化特征,范围在-27.50‰～-17.92‰;优势种黄荆和檵木其各部位有机质的平均δ13C值范围为-28.23‰～-25.15‰,而土壤中有机碳的δ13C值范围为-22.32‰～-19.00‰;土壤有机碳的含量表现为洼地灌木丛〉坡地灌木丛〉洼地灌草丛,且都为表层土（0～5cm）〉深层土（10～20cm）。【结论】土壤有机碳的δ13C值变幅较大,但坡地灌木丛、洼地灌木丛和洼地灌草丛三者的变化规律并不一致;总体上土壤δ13C值随土层深度的增加而逐渐减小,表明土壤有机碳的δ13C值明显高于当地植被有机碳的δ13C值。     

森林土壤有效磷测定过程中3种脱色剂的效果比较

为选出森林土壤有效磷测定过程中最优的脱色剂,比较了无磷活性炭粉、分子量为1200万的聚丙烯酰胺以及DM301大孔树脂3种材料对5种森林土壤碳酸氢钠(pH=8.5)浸提液中的有机质进行吸附分离的效果,采用直接比色法测定了浸提液中腐殖酸的浓度.并比较了这3种材料自身的含磷量、对可溶性有机质(腐殖酸溶液)的吸附能力以及对浸提液中磷吸附性的差异.结果 表明,聚丙烯酰胺对配制的腐殖酸溶液吸附效果最佳,滤液呈无色透明状,而无磷活性炭对土壤浸提液的有机质去除效果最好,大孔树脂吸附效果最差.因此,在森林土壤有效磷的测定过程中,无磷活性炭是最佳的选择.