周期性水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳含量和密度的影响

为探究水位波动对三峡水库消落带土壤有机碳的影响,在三峡水库消落带采集和测定了受不同水淹强度影响的石灰土、紫色土、黄壤及其植物样品,并运用Kruskal-Wallis非参数检验和基于冗余分析的典范分析等方法进行了研究。结果表明:周期性水淹增加了石灰土和紫色土的有机碳含量和密度,但降低了黄壤的有机碳含量和密度。此外,石灰土的有机碳分布还受地上生物量、土壤pH和土层深度的影响,紫色土的有机碳分布还受土层深度和地上生物量的影响,而黄壤的有机碳含量和密度则与地上生物量、土层深度和地下生物量有关。总之,周期性水位波动对消落带土壤有机碳影响深刻,但土壤类型分异了有机碳对水位波动的响应。

2005-2020年中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集

土壤有机碳库是陆地生态系统碳库中最大、最为活跃的部分,在全球碳循环过程和全球气候变化中起着重要的作用。中国西北旱区位于欧亚大陆的腹地,生态系统极其脆弱,对气候变化的响应也极为敏感,是近年来众多学者关注的热点地区,土壤有机碳储量估算以及空间分布特征日益成为该区域的研究焦点之一,但是数据共享不足与实测数据相对缺乏是造成研究结果不确定性的重要因素。在收集中国生态系统研究网络(CERN)位于中国西北六省区的农田、荒漠、草地生态系统野外科学观测研究站土壤长期观测数据的基础上,通过筛选、质量控制后,采用有机碳估算模型计算生成了中国西北干旱区典型生态系统土壤有机碳密度数据集。本数据集涵盖了11个站点2005-2020年各类长期观测样地的表层(0-20 cm)和剖面分层土壤有机碳密度数据,以期为中国西北干旱区土壤碳储量估算和碳循环过程研究提供有价值的实测数据。

晋西黄土区不同密度刺槐林土壤有机碳组分及碳库特征

明晰不同林分密度下土壤有机碳组分含量及碳库特征,以期为确定刺槐林适宜人工造林密度和评价水土保持效益提供科技支撑。设置不同密度(700、1 500、1 800、2 400、3 000、3 500 plant·hm^(-2))刺槐样地,以荒草地为对照,分析0-40 cm土层土壤有机碳组分及变化规律,计算碳库活度指数(CPAI)、碳库指数(CPI)以及碳库管理指数(CPMI),解析不同密度刺槐林地土壤碳库变化,并探讨土壤理化性质对土壤有机碳及其组分变化的影响。结果表明:不同密度刺槐林地土壤有机碳及其组分的含量均随着土层深度的增加而减少,平均土壤有机碳(SOC)含量为:6.80 g·kg^(-1)(1 800 plant·hm^(-2))>5.01 g·kg^(-1)(1 500 plant·hm^(-2))>4.73 g·kg^(-1) (2 400 plant·hm^(-2))>4.17 g·kg^(-1) (3 000 plant·hm^(-2))>2.78 g·kg^(-1) (700 plant·hm^(-2))>2.68 g·kg^(-1) (3 500plant·hm^(-2))>0.52 g·kg^(-1) (CK)。随着刺槐人工林密度的增大,土壤有机碳组分及CPMI呈先增大后减小的趋势,中密度刺槐林分土壤有机碳组分含量及CPMI最大。与对照相比,0-40 cm土层,6种林分密度的土壤易氧化有机碳、稳定态有机碳含量、可溶性有机碳、颗粒有机碳和矿质结合态有机碳分别提高了77.3%-94.9%、55.8%-91.3%、86.0%-94.2%、81.4%-93.5%和79.8%-91.2%。6种林分密度土壤碳库管理指数均高于100%。相关关系分析表明土壤总有机碳含量与各有机碳组分均呈极显著正相关(P<0.010);冗余分析表明土壤全氮对土壤有机碳及其组分变化的解释率最大。因此,从森林土壤固碳功能而言,晋西黄土区刺槐人工林的适宜林分密度为1 800 plant·hm^(-2),该林分密度能较好提高土壤碳养分供给水平与碳库稳定性。

河南省土壤有机碳储量及影响因素

将河南省划分为东西部12个林区8种土地利用类型,基于810个点位的现场采样测量,估算该省土壤有机碳(SOC)储量,计算土壤有机碳密度(SOCD)并分析其影响因素。结果表明,河南省0 cm~100 cm土层SOC储量为1467.82 Tg,平均SOCD为9.65 kg/m^(3),与我国SOCD平均水平(9.60 kg/m^(3))相持平;研究区西部和东部平均SOCD分别为10.12 kg/m^(3)和9.00 kg/m^(3),森林与耕地面积占比不同可能是导致东西部SOCD差异的重要因素;研究区内森林、耕地、草地和人造地表的面积占比,以及气候因素包括归一化植被指数(NDVI)、干旱指数、年平均气温、年平均降水量、湿度指数均对SOC储量有显著影响。

容县耕地土壤有机碳分布特征及其影响因素

探讨容县耕地土壤有机碳分布及其影响因素,为推进区域的碳循环研究与农业可持续发展提供科学依据。本文基于土壤采样与样品检测数据,运用经典统计学方法与ArcGIS空间分析方法分析容县耕地土壤有机碳密度及其碳储量的空间分布特征与影响因素。结果表明:容县耕地表层土壤有机碳密度范围为14.2~124.7t·hm^(-2),平均值为64.2t·hm^(-2),在空间分布上表现为负向聚集,整体呈现西南低、东北高的分布格局;在垂直分布上水田先下降后上升,旱地则不断下降,两者均是0~30cm的有机碳密度达到最高。耕地表层土壤有机碳储量为156.22×10^(4)t,水田贡献比达到92.27%,南部的黎村镇碳储量最高,总体上有机碳储量在0~30cm处达到最大值,随着土层位的加深先下降后上升。土壤理化性质、地形地貌与耕地利用类型对容县耕地土壤有机碳有显著的影响。其中,含水量、有机质含量、全氮与有机碳密度呈显著正相关,土壤pH、容重呈负相关;地形影响耕地利用类型的分布,而水田的有机碳密度及碳储量明显高于旱地与水浇地。

南大港滩涂湿地土壤有机碳分布特征研究

滨海滩涂湿地是提高“蓝碳”碳汇、补偿碳排放的重要空间资源。为研究滨海滩涂土壤有机碳分布特征,在河北南大港滩涂湿地内设置采样地,对不同湿地类型、不同植被覆盖下土壤有机碳含量进行测定。结果表明,南大港滩涂湿地土壤有机碳含量平均值为8.03±3.39 g/kg,略低于全国平均水平。土壤有机碳空间分布有一定差异,内陆滩涂湿地土壤有机碳含量高于沿海滩涂湿地。土壤有机碳含量随土层深度增加呈下降趋势,不同深度下土壤有机碳含量差异显著。不同植物群落下土壤有机碳含量不同,表现为芦苇群落>莎草群落>碱蓬群落>金鱼藻群落>光滩地。南大港滩涂湿地土壤有机碳密度分布与土壤碳含量分布相似,土壤结构、地表植被类型对土壤有机碳含量、碳密度分布产生影响。

福建省表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素分析

为准确估算福建省表层土壤有机碳密度,确定其空间分布和影响因素,基于2016—2019年采集的4 350个表层土壤样本,利用地统计学方法与ArcGIS技术分析土壤有机碳密度空间分布,并通过随机森林模型分析影响土壤有机碳密度的重要因素。结果表明:福建省表层土壤有机碳密度范围为0.03~14.68 kg·m^(-2),平均值为4.06 kg·m^(-2)。全省表层土壤有机碳密度在空间上聚集分布,具有中等程度空间自相关性,空间变异主要由结构性因素主导,呈现自南向北、从沿海向内陆山地逐渐升高的空间分布格局。降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH是影响有机碳储量的主要因素,地貌类型、土壤类型和作物类型影响相对较弱,且随着化肥(磷肥和钾肥)施用量的增加,表层土壤有机碳密度显著降低。研究表明,福建省表层土壤有机碳密度不高,空间分布聚集,自然气候变化、地形因子和人类活动都会影响土壤有机碳密度,其中降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH为主导因素。

青海东部表层土壤有机碳密度及其空间分布特征

整合了青海省东部地区33092 km^(2)多目标区域地球化学调查和土地质量地球化学调查数据,估算了研究区表层土壤有机碳总储量为171.16 Mt,平均有机碳密度为5172.14 t/km^(2),并分析了表层土壤有机碳空间分布特征和主要影响因素。结果表明:在高山和中低山地貌、草原土和草甸土土壤类型、残坡积物成土母质、林草地和高山稀疏植被区土地利用、草原和森林系统下,表层土壤有机碳平均密度明显偏高,在沙漠地貌、风沙土土壤类型和风成砂成土母质区表层土壤有机碳密度最低,说明地形地貌(海拔高低)、成土母质、气候及植被均对表层土壤有机碳密度及分布规律产生影响。与青海省土壤第二次普查数据有机碳储量对比,在过去20多年里青海东部表层土壤共释放约53.21 Mt有机碳,表明在长期耕种、过度砍伐和放牧等人类生产活动影响下土壤有机碳已出现一定程度的下降。

天山云杉林土壤有机碳密度及影响因素研究

以不同生长发育阶段的天山云杉林为研究对象,分析了天山云杉林土壤有机碳密度分布特征及其影响因素。结果表明:(1)天山云杉林土壤有机碳含量随着林分发育阶段的增加呈逐渐积累增加的趋势,成熟林土壤有机碳显著高于幼龄林(P<0.05)。各发育阶段土壤有机碳含量的变异程度大小为幼龄林(69.10%)>中龄林(63.74%)>近熟林(62.68%)>成熟林(54.76%)。(2)不同发育阶段的天山云杉林土壤有机碳密度在0~<20 cm、20~<60 cm土层的变化范围分别为7.86~9.18和5.65~8.69 kg·m^(-2)。(3)天山云杉林土壤有机碳密度与林龄、林分平均胸径呈极显著正相关关系;与土壤容重呈负相关关系。

基于1∶100万土壤数据库的中国土壤有机碳密度及储量研究

基于中国1∶100万土壤数据库,利用土壤有机碳储量和碳密度的空间化表达和计算方法研究中国土壤有机碳密度及储量.土壤空间数据库包含926个土壤类型单元,690个土属类型,94000多个图斑;土壤属性数据库收录了7292个全国各类型土壤的剖面数据,包括81个土壤属性字段.研究采用“土壤类型GIS连接法”实现土壤剖面有机碳密度与图形图斑连接,通过制图单元碳储量求和得出全国或者区域碳储量,并利用面积平均法计算全国及各类型土壤的有机碳平均密度.结果表明,中国的土壤面积共有928.10×104km2,有机碳储量为89.14Pg(1Pg=1015g),土壤平均碳密度9.60kg.m-2,是目前与真值最为接近的研究结果.

不同密度长白落叶松天然林土壤有机碳及养分特征

以吉林省金仓林场不同密度的长白落叶松(Larix olgensis)天然林为对象,运用森林生态学典型样地法设立标准地并获取野外数据,结合实验室测定结果探讨土壤有机碳的分布特征及其与其他土壤性质的关系。结果表明:长白落叶松天然林土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随土壤深度增加而显著减少,土壤有机碳平均质量分数为26.46 g.kg-1;0<土壤深度(h)≤60 cm土层中有机碳密度为18.63 kg.m-2;0<h≤60 cm土壤有机碳密度与土壤密度呈极显著负相关,与土壤全N、全P和速效K呈极显著正相关,而不同土层的有机碳密度与土壤理化性质的相关性不尽一致;林分密度不同程度地影响土壤有机碳和其他养分的分布情况。林分密度为800～880株.hm-2时,土壤多种养分质量分数明显高于其他林分密度养分质量分数,有利于林地土壤理化性质的维持以获得更好的生态和经济效益。

青藏高原土壤有机碳储量与密度分布

采用全国第二次土壤普查数据结合作者的实测数据，利用1：100万土壤数据库对青藏高原土壤有机质层、土壤矿质层及整个剖面的土壤有机碳密度和土壤有机碳储量分别进行了估算。结果表明：青藏高原的平均土壤有机碳密度约为C7.2kg·m^-2，较前人的C8.01-19.05kg·m^-2全国平均土壤有机碳密度偏低。青藏高原总的土壤有机碳储量约为18.37Pg，其中有机质层土壤有机碳储量约占38．14％，矿质层土壤有机碳储量则占61．86％。

土壤有机碳密度及储量的统计研究

阐明了土壤有机碳密度及储量统计的重要意义 ,介绍了国内外有关土壤有机碳储量研究的最新进展 ,探讨了一种较为精确的土壤有机碳密度计算方法并列举了计算实例 。

不同林分土壤有机碳密度研究

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分,已成为森林生态系统碳循环研究的重点之一;而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异,根据土壤发生层次特点,分别研究各层土壤有机碳含量分布规律,对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008年7月在北京西山妙峰山林区侧柏(Platycladus orientalis)林、刺槐(Robinia pseudoacacia)林、栓皮栎(Quercus variabilis)林和侧柏、油松(Pinus tabulaeformis)混交林内,分别随机选取3个位置挖土壤剖面,然后根据土壤发生层次性特点,把各剖面划分为四个土层(0～10 cm,10～20 cm,20～40 cm和40～60 cm),每层用环刀取样测定土壤容重,用土壤袋采集1 000 g的土壤样品,经除杂、风干、过筛等程序后,对土样的有机碳含量和碳密度进行了测定和初步研究。结果表明:4种林分下土壤有机碳平均含量和土壤有机碳密度不同,不同林分土壤0～10 cm有机碳含量和碳密度最高,并且均随土壤深度增加呈降低的趋势;其土壤有机碳密度的大小顺序为:栓皮栎林>侧柏、油松林>侧柏林>刺槐林。4种林分类型0～20 cm土层单位面积有机碳储量占总有机碳储量分别为:栓皮栎林51.1%,刺槐林44.2%,侧柏林43.0%,侧柏、油松混交林37.7%,平均为44.0%。

海南岛东部地区土地利用方式对土壤有机碳含量的影响

研究海南岛东部4种典型土地利用方式,分析不同土地利用方式下土壤有机碳含量的分布特征以及碳密度变化,以期为合理优化海南岛土地利用方式以及促进农业生产的持续发展提供科学依据。以海南岛东部典型的4种土地利用方式(果园地、橡胶林地、水稻田、抛荒地)为研究对象,通过野外调查取样和室内分析测试,对不同土地利用方式土壤有机碳的含量及密度分布特征进行研究。结果表明:在0~30 cm土壤剖面中,4种不同土地利用方式土壤有机碳含量均值为3.73~14.01 g·kg^(-1),平均含量由大到小依次为水稻田、抛荒地、果园地、橡胶林地。0~30 cm土壤有机碳平均密度为1.74~5.86 kg·m^(-2);同种土地利用方式下,土壤有机碳密度在各土层内的变化基本相同,其随土层深度的增加而减少,与土壤有机碳含量变化趋势类似。研究区4种不同土地利用方式中,土壤有机碳密度在0~20 cm土层比重占研究剖面(0~30 cm)的65%以上(69.21%~72.99%)。土地利用方式改变将会导致土壤容重发生变化。研究区4种不同土地利用方式中,水稻田土壤有机碳含量和密度最高,橡胶林地最低;不同土地利用方式下土壤碳源输入存在差异,主要是由于土地利用方式影响土壤碳库的外源输入;同等自然条件下,土地利用方式不同,土壤有机碳含量差异显著。海南应加强东部橡胶林地的管理,尤其要增加有机肥的使用。

林分密度对华北土石山区油松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

以木兰围场国有林场管理局实施间伐后6种保留密度下(540、650、1 084、1 104、1 408和1 860株/hm2)油松人工林为研究对象,研究各土层的土壤有机碳和N、P、K等养分元素含量及其相关关系。研究结果显示:(1)土壤有机碳含量和碳密度垂直递减特征明显,均随土壤深度的增加而显著减小,当林分密度由540株/hm2增加到1 860株/hm2时,土壤有机碳含量及碳密度变化规律不尽一致,其分布区间分别为10.56～21.21 g/kg,与5.48～11.70 kg/m2;(2)林分密度对土壤有机碳及碳密度有显著的影响,1 408株/hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度分别与650株/hm2和1 860株/hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度呈显著性差异,而其它林分密度间无显著差异。当林分密度为1 104株/hm2时,各土层土壤全N和P、K的有效量及全量均保持在一个相对较高的水平,在0～60 cm深度土壤全N、全P、全K、有效P和速效K含量均值均达到最高,分别为1.38 g/kg、0.34 g/kg、32.75 g/kg、33.10 mg/kg和118.85 mg/kg;(3)不同林分密度、不同土层土壤有机碳含量、碳密度与土壤全N及P、K的全量和有效量的相关显著性有差异,对整个土壤剖面而言,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全N、全P、速效K均呈显著或极显著正相关;(4)在本研究林分密度范围内,从林地土壤固碳的角度,建议将油松人工林的林分密度控制在1 104株/hm2。

山东省土壤有机碳密度的空间分布特征及其影响因素

利用2010年完成的山东省多目标区域地球化学调查获得的双层网格化大密度、高精度土壤碳数据,估算了全省土壤表层（0～20 cm）、中上层（0～100 cm）和全层（0～160 cm）的土壤有机碳（SOC）密度及其储量,并分析不同土壤类型、地貌类型、土地利用类型下土壤有机碳密度及其储量的空间分布特征及影响因素.结果表明：1山东省不同深度土壤碳库组成存在一定差异,其中表层土壤碳库以有机碳为主,而全层土壤碳库则以无机碳为主.2全省表层土壤有机碳储量为350.65×106t,平均土壤有机碳密度为2.22 kg/m2,但在不同土壤类型、地貌类型和土地利用类型之间差异显著.3土壤中较高的w（黏粒）、w（Se）、w（TN）和稳定的C/N等土壤条件均可促使w（SOC）增加,而土壤盐渍化、高硅、富盐基离子的沙性土壤环境则不利于有机碳的积累;此外,人类活动对林地、草地的破坏,以及灌溉水田、园地、林地等土地利用方式的改变也会导致土壤有机碳流失;土壤有机碳积累受降水量影响明显,随多年平均降水量的增加而增大,但受气温影响不明显.在各因素综合影响下,山东省表层土壤有机碳密度分布呈沿海低、鲁西北平原和胶莱盆地中等、鲁中南山地丘陵和中低山区偏高的分布特征.

吉林西部不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布和碳密度

土壤碳库在陆地生态系统碳循环中起着关键性的作用。在对吉林西部进行为期6年（2004—2009年）的环境调查基础上,采集了217个土壤剖面,获取了2 170个土壤样品的平均容重、含水率和有机碳含量,分析了不同土地利用类型下土壤有机碳（SOC）的垂向分布特征、原因和机理。结果表明：不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布表现出截然不同的特征,大致可分为＂下降型＂、＂上升型＂和＂不变型＂3种。呈下降型的草地、农田、湿地等SOC含量主要富集在0-30 cm耕作层,并随深度增加而快速下降;滩地为上升型,良好的水文条件和相对茂盛的植物为有机质提供了有利条件;不变型包括盐碱地、林地和沙地,SOC含量处于全区最低水平。不同土地利用类型的土壤有机碳密度差异很大,从大到小依次为水田、草地、旱田、湿地、退化草地、滩地、林地、沙地、盐碱地,其中水田为（169.25±17.70）t/hm2,盐碱地为（26.50±10.00）t/hm2。植被生物量和土壤理化性质是影响土壤有机碳含量的主要因素。

黄土高原中部草地土壤有机碳密度特征及碳储量

对黄土高原水平方向的4种主要草地类型(森林草原、典型草原、高寒草甸草原、荒漠草原),分析其土壤有机碳含量、有机碳密度及其碳储量,以期揭示黄土高原中部不同草地类型土壤有机碳分布特征,初步估算黄土高原中部天然草地土壤有机碳储量。结果表明:各草地类型土壤有机碳含量和土壤碳密度均随深度增加而减少,但类型不同其减少程度不同。高寒草甸草原的土壤有机碳含量减少幅度最大,荒漠草原减幅最小;4种类型草地的土壤有机碳密度排序为:高寒草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,对于整个土层而言,草地类型间的土壤有机碳密度变异程度不同,典型草原变异系数最大,高寒草甸草原最小;在水平方向上,黄土高原中部有机碳密度分布很不均匀。黄土高原中部天然草地总面积2.02×107hm2,其1 m深度土壤碳储量为1.06 Pg C。