若尔盖退化高寒草甸土壤团聚体结合有机碳的变化

选取若尔盖沼泽化草甸及其不同退化程度为研究对象,利用湿筛法进行团聚体分级,并测定各组分有机碳含量,研究了高寒草甸退化对土壤有机碳(SOC,Soil Organic Carbon)、团聚体以及团聚体结合有机碳(OC,Organic Carbon)的影响,旨在从土壤团聚体及其内部组成的角度去解析SOC的变化特征及机制。结果显示:1)退化使大团聚体比例降低且内部组成改变,团聚体稳定性降低。2)退化使各粒级团聚体及大团聚体内部组分结合OC含量均显著降低。3)大团聚体及其内部粗颗粒有机质中OC储量减少是退化中土壤有机碳流失的主要形式,微团聚体、闭蓄态微团聚体和闭蓄态黏粉粒中OC储量随退化增加。4)退化显著降低了高寒草甸SOC含量和储量,表层(0—10 cm)SOC含量变化主要决定于微团聚体和大团聚体OC含量,亚表层(10—20 cm)SOC含量主要受大团聚体OC含量和团聚体平均重量直径(MWD)影响;对于SOC储量,团聚体MWD是表层SOC储量的最重要影响因素,而亚表层SOC储量取决于团聚体组成、土壤理化性质和大团聚体OC含量的综合作用。研究结果表明,改善土壤团聚体组成和稳定性,增加大团聚体有机碳可能是提高土壤养分供应,提升土壤有机碳水平,从而恢复退化草地生产力和功能的重要途径。

黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳积累与损耗的影响

以侵蚀和沉积过程明显的黑土坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位表层和典型剖面土壤不同粒级的水稳性团聚体、颗粒态有机碳(POC)以及团聚体结合态有机碳含量,探讨土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)损失、迁移和累积过程的影响。研究结果表明:上坡三个侵蚀部位表层土壤大团聚体、矿质结合态有机碳(MOC)以及团聚体结合态有机碳含量随侵蚀速率增加而减小;沉积部位(尤其是坡脚)POC含量和POC/SOC较低,而MOC含量和MOC/SOC较高。始终处于沉积状态的坡脚部位,各粒级有机碳组分的深度分布均表现出土壤累积和埋藏特征,并随着粒级的减小累积现象趋于明显。上述结果反映了土壤侵蚀优先使与细颗粒和微团聚体结合的SOC迁移流失,并在低洼的沉积区累积;埋藏层中的侵蚀物质(如微团聚体、颗粒态有机质)通过深埋作用和重新团聚作用形成稳定的大团聚体,最终促进SOC的固定。

生态恢复对石漠化地区土壤有机碳累积特征及其机制的影响

为从土壤碳组分对团聚体及其结合有机碳的影响的角度去解析生态恢复下土壤有机碳积累特征及其机制,以典型干热河谷石漠化地区生态恢复措施(次生林,15—20a;花椒林,15—20a)和对照耕地(>50 a)为研究对象,测定0—10 cm和10—20 cm土层土壤有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、易氧化有机碳(EOC)、矿物结合有机碳(MOC)、非活性有机碳(NLOC)、团聚体、团聚体有机碳含量,研究了生态恢复对SOC及组分、团聚体以及团聚体有机碳的影响。结果表明:(1)与耕地相比,生态恢复显著增加0—20 cm土层SOC及组分的含量与储量(MOC除外),含量与储量的增幅范围为10.4%—151.7%和6.3%—134.5%,其中POC、EOC含量和储量增幅最大,且POC、EOC与SOC相关性较强;(2)生态恢复显著提高>2 mm团聚体数量、MWD和MGD,其中以次生林0—10 cm土层的增幅最大(379.3%、172.0%、265.2%);(3)生态恢复显著增加各粒径团聚体有机碳含量,团聚体有机碳含量增幅随团聚体粒径增大而减小,然而生态恢复后>2 mm团聚体有机碳贡献率显著上升,<2 mm团聚体有机碳贡献率显著减小,土壤团聚体对有机碳的贡献率转为以>2 mm团聚体贡献为主,且>2 mm团聚体数量的显著增加是>2 mm团聚体有机碳贡献率高的主要原因;(4)土壤SOC、POC、EOC、NLOC与>2 mm团聚体数量、MWD、MGD、>2 mm团聚体有机碳贡献率显著正相关(P<0.05),其中POC、EOC与这些指标的相关性较强(P<0.01)。此外,从土壤有机碳及组分、团聚体数量及稳定性、>2 mm团聚体有机碳贡献率的增幅来看,自然恢复措施(次生林)较人工种植恢复措施(花椒林)增幅较大。

土地利用方式对土壤团聚体稳定性及其结合有机碳的影响

弄清退耕还林工程实施后土壤团聚体粒径分布及其有机碳的变化,可为协调区域土地利用和土壤碳库管理提供科学依据.选取成都市退耕还林工程实施中主要造林树种巨桉和水杉人工林,以及马尾松天然次生林和临近坡耕地为研究对象,探讨了土地利用变化对0-20 cm、20-40 cm和40-60 cm不同土壤层次团聚体稳定性及其结合有机碳分配与储量的影响.结果显示:不同土地利用方式下土壤团聚体均以大团聚体(>0.25 mm)的含量在土壤团粒结构中占主导地位,且土壤团聚体中有机碳含量随团聚体粒径的增大而减小.农地转变为林地后,>0.25 mm粒径土壤团聚体含量、团聚体平均重量直径,以及各粒径团聚体有机碳含量均有所增加.其中,团聚体有机碳尤以在0-40cm土层>2mm粒径中的含量增加倍数为大.相比农耕地,马尾松天然次生林、巨桉和水杉人工林各土层土壤>2 mm团聚体有机碳储量占总有机碳储量比例增加了5.96%-47.57%,而<0.053 mm团聚体有机碳储量占总有机碳储量比例减少了0.95%-33.28%.0-60 cm土层土壤团聚体总有机碳储量以马尾松天然次生林最高,而农耕地为最低.研究结果表明该区退耕还巨桉和水杉林增加了土壤团聚体稳定性和有机碳储量,但与天然林次生林相比仍有一定差距.