互花米草入侵对中国滨海湿地土壤碳收支的影响

滨海湿地是海岸带蓝碳生态系统的重要组成部分,其碳汇功能与固碳潜力已成为缓解全球气候变化的长期解决方案之一。互花米草(Spartina alterniflora)作为中国滨海湿地最重要的入侵物种之一,与本土植被相比具有适应性强、繁殖率高、生长迅速、传播速度快等生物特性,威胁盐沼和红树林等滨海湿地本土植被的生存,并随之影响滨海湿地土壤碳固存、碳分解、横向碳迁移等垂直和水平方向上的碳收支过程。植被光合碳同化后以凋落物、根系残留物及其分泌物等形式将有机碳输入到土壤中,土壤碳同化过程生成无机碳酸盐实现土壤无机碳(SIC)固定。该文概述了互花米草和本土植被的光合碳同化能力差异、互花米草入侵滨海湿地引起的植被源土壤有机碳变化以及互花米草入侵对滨海湿地土壤无机碳储量的影响;探究了互花米草入侵滨海湿地后土壤垂直方向上温室气体二氧化碳(CO_(2))和甲烷(CH_(4))排放的变化规律及其影响机制,并分析了互花米草入侵在溶解无机碳(DIC)、溶解有机碳(DOC)、颗粒有机碳(POC)等形式进行的滨海湿地土壤横向碳迁移中产生的影响。最后,指出了未来互花米草入侵在土壤碳收支方面的研究方向:建立滨海湿地野外观测网络以扩大研究尺度;重视与加强互花米草入侵下土壤碳固定和分解的时空变化及其驱动机制;发展生态系统动力学模型系统量化和预测互花米草入侵后果;制定和实践因地制宜的滨海湿地生态管理方案。

西北干旱区森林和草原SOC向SIC转移的研究进展

干旱区的土壤碳是全球碳库的重要组成部分。西北干旱区土壤无机碳比重较大,且通过"SOC-CO2-SIC"的微碳循环系统存在着土壤有机碳(SOC)向土壤无机碳(SIC)的转移,研究该迁移转化过程、估算其转移量,可揭露"遗漏"的一部分碳汇。表述了该地区SOC向SIC转移的机理,介绍了几种常用计算碳转移量的方法,并对其进行对比分析;重点阐述了应用碳稳定同位素技术的生物地球化学方法在碳转移量计算中的应用。但目前国内外对该方面的研究仍较少见,且计算碳转移量的过程以及对土壤CO2区分等还存在着许多不确定性,测定结果只为估算值。在以后的研究中,应加强SOC向SIC转移的影响因子研究,降低试验误差。

荒漠草原碳酸盐岩土壤有机碳向无机碳酸盐的转移

通过在内蒙古中西部四子王旗荒漠草原土壤剖面采集土样,拟分析测定土壤有机碳（SOC）含量、土壤无机碳酸盐（SIC）含量和SIC的δ13C值,探讨SOC向SIC的迁移转化过程及其转移量。结果表明：随深度增加,SOC含量逐渐降低而SIC含量依次增大,SOC与SIC含量具有明显的负相关关系。随土层加深,SIC的δ^13C值降低,在30 cm深度时相对最低为-8.6‰,而后增大,在深度为60 cm时其值为-5.8‰。说明通过＂SOC—CO2—SIC＂的微碳循环系统SOC向SIC发生碳的转移。应用碳稳定同位素技术和模型结合SIC的δ^13C值对该研究区SIC进行区分,发现30～50 cm土层次生碳酸盐（PC）所占比例为58.5%,50～60 cm土层为44.2%。应用δ13C值对该地区SOC向SIC的转化碳量进行估算,该地区30～60 cm土层每千克土壤中大约固定了SOC分解转化的4.97～5.9 g CO2。

土壤碳作为湿润亚热带表层岩溶作用的动力机制:系统碳库及碳转移特征

以桂林丫吉村岩溶实验场为例， 分析了表层带岩溶系统中碳库组成， 测定了各碳库的碳稳定性同位素丰度， 表明土壤碳是系统中最大的碳库， 生物的 Ｃ Ｏ２ 吸收同化与土壤有机质分解导致的土壤 Ｃ Ｏ２ 释放是系统中主导的碳流通过程， 系统活动态碳组分主要由土壤碳贡献， 从而揭示了土壤碳对表层岩溶作用的动力机制。

侵蚀逆境下土壤有机碳的迁移

土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分。土地利用和土地覆盖变化使得土壤中有机碳的含量发生很大的变化。土壤侵蚀是陆地碳库衰减的主要动力之一,也是陆地碳汇与海洋碳汇相互作用的重要过程。文章对土壤活性有机碳以及不同土地利用方式对土壤有机碳的影响作了介绍。

添加有机物料对岩溶系统中碳转移及灰岩溶蚀的影响研究

以贵州茂兰一种灌丛土壤和一种农业用地土壤为研究对象 ,设置了添加和不添加有机物料处理 ,进行了岩溶作用与土壤碳转移的模拟试验。结果表明 ,土壤 CO2 呼吸排放、土壤淋滤液 HCO- 3排泄及灰岩溶蚀均响应于有机物料的添加。对于无机离子 Ca2 +、Mg2 +来说 ,在不添加有机物料情况下 ,其淋出过程表现为一个较高的活跃可迁移库的释放过程及随后较低风化淋滤的稳定释放过程。在添加有机物料条件下 ,分解释放的 Ca及 CO2 产生的 HCO- 3的排释滞后于土壤呼吸 15天以上。添加有机物料下 ,灰岩溶蚀量均有一定幅度的提高 ,但 Ca(Mg)及 HCO- 3的排释大大增强 ,这一方面表明生物可利用性的碳源的加入促进了系统中岩溶作用 ,并强烈驱动土壤中可交换 Ca、Mg的排释 ;另一方面 ,由于土壤中因呼吸增强而形成的高 CO2 在湿润条件下溶解成为 HCO- 3- C排泄 ,而大大促进土壤碳转移的汇效应。本文的研究结果说明 ,自然土壤因植被的破坏或林地转变为农地 ,可能使岩溶系统的汇效应减弱。

不同植被下土壤碳转移对岩溶动力系统中碳循环的影响

土壤是陆地生物生长、发育、繁殖的最佳场所,也是岩溶发育最为活跃的部位。土壤～岩石(土箱)、草本植物(麦冬)-土壤-岩石(草箱)、木本植物(黄杨)-土壤-岩石(树箱)体系中碳循环的模拟试验显示,黄杨具有较大的树冠可截获更多的降雨,根系的呼吸作用、分泌作用和土壤微生物活力的提高,使土壤环境中CO2浓度提高,树箱比土箱、草箱分别提高148.08%、75.01%,而土壤呼吸排放CO2的量则分别提高175.75%、171.14%;随水排泄的无机碳浓度分别提高77.78%、72.49%,排泄的总量分别提高166.49%、153.81%。碳循环强度的增加,使土下碳酸盐岩的侵蚀能力加强,树箱比土箱提高2.84倍、比草箱提高1.36倍。

中国干旱性地区土壤发生性碳酸盐及其在陆地系统碳转移上的意义

总结了中国干旱性地区土壤发生性碳酸盐的研究资料，估算其碳库为约６０Ｐｇ。根据作者提出的陆地系统碳转移模型，阐述了此类碳酸盐所涉及的有机碳向无机碳的转移，分析了不同时期土壤碳酸盐溶解淋失和积累的速率及其与气候变化的关系。

土壤侵蚀对土壤有机碳库去向的影响

土壤有机碳库是陆地生态系统中最重要的碳库。土壤侵蚀是导致陆地碳库衰减的主要动力之一,也是陆地碳汇与海洋碳汇相互作用的重要过程。从不同角度阐述了物理和人为因素对侵蚀区域土壤有机碳迁移蓄积过程的影响,尤其关注了侵蚀过程碳的重新再分配,这一点是准确预测土壤有机碳循环对碳源/汇贡献及准确评估碳收支的关键。针对土壤有机碳循环的特点,提出亟待解决的问题。

土壤碳转移动力学及其环境意义

综观土壤碳转移动力学及其环境效应的相关研究,土壤碳转移动力学对环境具有极其显著的作用,表现在土壤特性、土壤中碳转移动力学过程等控制并调节了土壤碳转移与环境污染物间的相互关系,土壤碳转移动力学对于大气CO2的升降影响巨大,而土壤碳转移动力学过程本身就具有大气CO2源、汇的效应。同时土壤碳转移动力学与环境有机污染物、重金属污染物等的运移有关,并且其特性控制了土壤碳的转移。但由于目前对土壤碳的环境交换过程研究未曾考虑土壤的特性,加上全球古环境变化研究的需要,了解土壤碳转移过程对于更好地解译古环境记录具有决定性的作用。现今土壤碳转移动力学资料的缺乏,需要加强对土壤碳转移动力学与环境间相互关系的研究。

秸秆还田条件下剖面土壤溶解性有机碳含量及其组分结构的变化

为研究溶解性有机碳(DOC)在土壤剖面中的迁移分布,测定比较了秸秆还田(CT+)和秸秆不还田(CT-)条件下0~40cm剖面土壤DOC含量及其组分的迁移分布。结果发现:DOC含量及其在土壤有机碳(SOC)中的占比量(DOC/SOC)、DOC组分中的胺类(CO-NH)和芳香族类(C=C、苯环)化合物含量、DOC的平均分子量均随土壤深度的增加呈下降趋势,0~10cm土层土壤与30~40cm土层土壤之间差异显著,说明DOC在淋溶过程中的含量和组成成分均会发生变化,下层土壤较上层土壤DOC含量降低、DOC分子结构趋向简单化。秸秆还田和不还田土壤相比,0~40cm土壤DOC含量、DOC/SOC、DOC组分中的胺类和芳香族类化合物含量均表现为增加,两个处理之间差异随着土层深度的增加而缩小;同时,秸秆还田增加了DOC的平均分子量,处理间差异随土层深度的增加而增加;表明秸秆还田对剖面土壤中DOC含量及其组分转移分布具有显著影响。

利用区域土壤光谱库研究土壤有机碳反演模型传递性

土壤有机碳的有效评估对全球碳循环和农业可持续发展具有重要作用。可见光-近红外光谱技术已广泛用于土壤有机碳含量的反演研究。然而,基于可见光-近红外光谱的土壤有机碳反演模型通常具有一定的区域局限性。本文基于湖北钟祥市和洪湖市两个区域的土壤光谱和有机碳量测数据(样本数分别为100和96),探究土壤有机碳反演模型在不同区域间的传递性。结果表明,钟祥市或洪湖市区域模型都不能用于另一个区域,但基于钟祥样本全集与洪湖区域30个土壤样本数据建立的模型对洪湖区域土壤有机碳含量有很好的预测效果(R^2=0.88,RMSE=2.51g·kg^(-1))。尽管模型在不同区域间的传递性非常有限,但将少量目标区域样本添加到现有区域土壤光谱库中所建立的偏最小二乘回归模型能够估算目标区域土壤有机碳的含量,降低目标区域的采样和量测成本。