土地利用对亚热带红壤区典型景观单元土壤溶解有机碳含量的影响

【目的】在亚热带典型景观尺度上系统分析土地利用方式对土壤溶解有机碳(DOC)含量的影响。【方法】分别以广西肯福和湖南盘塘作为亚热带红壤低山与红壤丘陵典型景观单元,对两个景观单元进行密集采样(0～20cm)分析。【结果】红壤低山和红壤丘陵景观单元土壤DOC的平均含量分别为(159.2±75.8)mg·kg-1和(90.0±35.4)mg·kg-1,其中低含量样本均以稻田土壤为主,其平均值分别为(46.7±14.9)mg·kg-1和(68.0±23.1)mg·kg-1。高含量样本以旱地、果园和林地土壤为主,红壤低山景观单元旱地、果园和林地土壤DOC含量分别比稻田土壤高271%、278%和315%,红壤丘陵景观单元比稻田土壤高37%、69%和77%。土壤溶解有机碳与土壤总有机碳的比值(DOC/TOC)显示,两个景观单元稻田土壤DOC/TOC值(0.24%和0.44%)亦明显低于其它利用方式土壤(0.90%～1.50%)。【结论】土地利用方式影响土壤DOC含量,同一景观单元长期处于淹水条件下的稻田土壤DOC含量明显低于旱作土壤(如旱地和果园),林地开垦为旱地或果园后土壤DOC含量降低。同时土壤DOC含量存在区域差异,位于亚热带南部的红壤低山景观单元土壤DOC的含量明显高于北部的红壤丘陵景观单元。

岩溶地区土壤溶解有机碳的季节动态及环境效应

对桂林岩溶试验场土壤溶解有机碳(DOC)进行了逐月的观测,结果显示DOC是岩溶生态系统中活跃的有机碳组分,在岩溶地区碳循环中发挥着重要的作用。一年中土壤DOC的变化特征表现为3个阶段:(1)3～7月,随气温升高、降雨量增加,土壤生物活性和新陈代谢能力极大提高,土壤溶解有机碳呈升高趋势;(2)8～11月,气温保持较高的水平,但降雨量偏低,土壤干燥,土壤微生物活性极大地减弱,土壤DOC质量分数全年最低;(3)12月至次年2月,随温度的降低,土壤生物活性逐渐降低,土壤DOC呈缓慢升高趋势,且与土壤微生物量碳之间存在互为消长的关系。土壤碳酸盐岩的溶蚀速率季节变化与土壤DOC之间存在负相关。文章还提出了岩溶地区土壤碳循环模式及DOC在其中的作用。

土壤溶解有机碳的研究进展

系统地综述了DOC的来源、组成、性质、影响因素、环境效应及测定方法等。尽管关于土壤DOC的研究目前还不完善,至今对DOC的组成、性质等问题都不是很清楚,但现有的研究已经表明,DOC是土壤圈中一种非常活跃的化学物质,它对土壤中化学物质的溶解、吸附、解吸、迁移和毒性等行为均有显著的影响。

土壤溶解性有机碳对气候变暖的响应研究进展

针对土壤溶解性有机碳(DOC)特性及其在气候变暖背景下的响应机制这一土壤碳循环研究的关键问题进行综述。首先阐述土壤DOC的特性,并总结其采集和测定方法。土壤DOC主要来源于土壤有机碳的溶解、植物根系和微生物分泌物与残体转化等过程,其浓度和组成往往随土层深度和时间发生变化。多种采样方法(如负压法)与分析手段(如傅里叶变换离子共振回旋质谱仪)用于探讨土壤DOC对增温的响应及其机制。进一步梳理有关植物、微生物及土壤性质对土壤DOC特性的影响及其机制的文献,认为增温不仅能直接改变土壤DOC的浓度,还可以通过影响植物、微生物群落以及土壤理化性质等因素,间接地改变土壤DOC的特性。未来的研究中应加强对土壤溶解性有机碳的土层迁移与时间动态的关注,以便完善土壤碳模型,提升未来气候变暖情景下全球碳循环过程变化的预测精度。

不同土地利用方式和气候区域下土壤溶解性有机碳差异特征

土壤溶解性有机碳(DOC)是土壤有机碳库的重要组成部分,探讨不同土地利用方式下土壤有机碳(SOC)和DOC含量、DOC分配比例(DOC/SOC)及其差异性特征,对于深刻认识SOC周转及其可持续管理具有重要意义。通过搜集、提取2000—2024年我国已发表的涉及农田、林地和草地3种土地利用方式下表层土壤(0~20 cm)DOC含量的相关数据,共获得116篇目标文献,得到549组匹配数据;定量分析不同气候区和土壤类型条件下,不同土地利用方式(农田、林地和草地)对DOC含量影响及其SOC与DOC的相互关系。结果表明:不同土地利用方式下,SOC和DOC含量差异显著,即林地中SOC和DOC含量均高于草地和农田。不同气候区,3种土地利用方式下DOC与SOC之间均呈现极显著的正相关关系(P<0.01),且DOC分配比例各不相同。亚热带季风性气候区,林地土壤中DOC所占比例的均值为2.30%,显著高于农田(0.87%)和草地(0.66%)(P<0.05);温带季风性气候区,3种土地利用方式下DOC分配比例无显著差异(P>0.05),其中林地(1.27%)>农田(1.18%)>草地(1.03%);温带大陆性气候区,农田、林地和草地土壤中DOC分配比例分别为1.76%、1.43%和1.28%,但无显著差异(P>0.05)。农田中不同类型土壤的DOC分配比例存在显著差异,其中褐土的DOC分配比例最高,均值为1.61%,其次是灰漠土(1.38%)、黑土(1.10%)、红壤(0.99%)和潮土(0.89%),而水稻土最低(0.74%)。研究结果对于揭示不同土地利用方式下的DOC变化具有重要意义,同时为不同土地利用方式下DOC管理提供参考。

武夷山西坡退耕还林对土壤溶解性有机质含量和生物降解性的影响

[目的]揭示典型人工林土壤溶解性有机质(DOM)含量和生物降解性及其影响因素,为评估武夷山西坡退耕还林工程的生态服务功能提供科学支撑。[方法]选取江西省武夷山西坡杉木林、枫香林、枫香-木荷混交林和弃耕地,调查了0—10 cm和10—30 cm土壤溶解性有机碳(DOC)、溶解性全氮(DTN)和溶解性全磷(DTP)浓度以及DOM芳香化程度,分析了土壤DOM生物降解性及其影响因素。[结果](1)退耕还林对土壤DOM含量的影响趋势取决于造林树种,但退耕还林地土壤DOC∶DTP和DTN∶DTP均高于弃耕地;(2)在0—10 cm中,枫香林土壤DOM的芳香族碳含量高于弃耕地,在10—30 cm中,杉木林土壤DOM的芳香族碳含量则低于弃耕地;(3)枫香林和混交林0—10 cm土壤DOM生物降解性均低于弃耕地,而杉木林10—30 cm土壤DOM生物降解性则高于弃耕地;(4)土壤DOM生物降解性与DOC∶DTN∶DTP化学计量比无显著相关,但与芳香族碳含量存在显著负相关关系,即碳质量调控土壤DOM生物降解性。[结论]树种决定着武夷山西坡退耕还林地土壤DOM数量和芳香化程度,而且碳质量是驱动退耕还林后土壤DOM生物降解性变化的主要因素。这些研究结果有助于理解和评估亚热带地区退耕还林工程的土壤碳汇功能。

桂林毛村岩溶区与非岩溶区几种果树土壤溶解有机碳空间变化

土壤溶解有机碳是当前环境学的研究热点之一。从土壤溶解有机碳的空间变化的角度出发,研究了果树在岩溶区与非岩溶区土壤溶解有机碳的表现。结果表明,不同区域、不同树种、不同取样深度的土壤溶解有机碳的含量均不同,非岩溶区、20cm的土壤溶解有机碳含量较岩溶区、50cm为高,不同树种在不同区域不同深度有不同的表现。低pH对应较高的土壤溶解有机碳含量。

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0．45μm微孔滤膜的有机态碳，是土壤有机碳中最活跃的组成部分。一般认为，土壤DOC的产生源自有机物的不完全降解，

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，D0c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（HIM）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），可能与寿光莱田土壤较高的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D0c的数量和质量。

岩溶山区土壤溶解性有机碳对土地利用方式的响应及其与土壤养分的关系

对重庆中梁山不同土地利用方式下的表层(0-30cm)土壤溶解性有机碳(DOC)含量和分布及其影响因素进行了研究。结果表明:土地利用方式明显影响了土壤DOC的含量和分布。不同土地利用方式下土壤DOC含量大小顺序为:橘林地(425.77mg/kg)>菜地(342.97mg/kg)>耕地(243.25mg/kg)>灌丛(177.74mg/kg)>草地(145.06mg/kg),土壤DOC占土壤有机碳(SOC)的比例为:橘林地>耕地>菜地>灌丛>草地。土壤DOC垂直分布规律性明显,除橘林地外,其它方式都是随着土层深度的增加而减小。相关分析表明,除了橘林地外,其余利用方式下土壤DOC均与土壤有机碳呈正相关;草地土壤微生物量碳对土壤DOC有很大的贡献,相关性达到极显著水平,其余利用方式均呈负相关。土壤DOC与土壤全氮、水解氮和速效钾相关水平达到极显著,与全磷呈显著正相关,相关系数分别为0.421,0.375,0.576,0.274,可以作为土壤肥力的变化指标。

马尾松-麻栎混交林土壤溶解性有机碳氮空间分布特征

以河南省驻马店西部低山丘陵区马尾松—麻栎混交林为研究对象,分析土壤有机碳(SOC)、溶解性有机碳(DOC)和溶解性有机氮(DON)储量及其对坡向、土层深度(0—10cm和10—20cm)及胸高断面积的响应规律。结果表明:坡向和胸高断面积显著影响SOC和DOC储量(p<0.05),且不同坡向土壤中SOC、DOC和DON的影响因素不同。阳坡SOC储量主要限制性因素是速效钾,阴坡是全氮;阳坡与阴坡土壤DOC和DON储量主要受全氮的影响。另外,土层深度亦对SOC、DOC和DON储量有显著影响(p<0.05),且随土层加深而降低,呈表层富集的现象。相关性分析表明,SOC、DOC和DON储量与土壤物理性质即土壤湿度、紧实度及土壤中颗粒组成存在显著的相关性。SOC、DOC和DON两两之间呈显著正相关关系,并均与土壤全氮、有效氮(铵态氮、硝态氮和碱解氮)、速效磷和速效钾等含量也存在显著的相关性(p<0.01),表明土壤养分含量是影响马尾松—麻栎混交林土壤有机碳储量及溶解性有机碳、氮空间分布的重要因素。

干旱荒漠绿洲区不同土地利用方式对土壤易氧化及溶解性有机碳的影响

【目的】研究新疆干旱荒漠绿洲区农田改建为果园或果农间作园后对土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳的影响。【方法】在阿克苏地区采集小麦地、枣园及枣麦间作园土壤,测定其总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量。【结果】在0~100 cm土壤剖面上,不同土地利用方式下土壤总有机碳含量的平均值表现为枣园>枣麦间作>小麦,土壤易氧化及溶解性有机碳含量表现为枣麦间作>枣园>小麦。农田改建为果园或果农间作园后,显著提高了土壤总有机碳、易氧化及溶解性有机碳含量(P<0.05)。易氧化及溶解性有机碳的分配比例则表现为由农田更替为果园后,降低了各土层易氧化有机碳分配比例。农田更替为果农间作园后,降低了0~10 cm和10~20 cm土层的易氧化有机碳分配比例,其余土层表现为增加。溶解性有机碳分配比例大致随土层深度增加呈先减少后增加的变化趋势。不同土地利用方式下,农田、果园和果农间作园的土壤易氧化有机碳、溶解性有机碳含量均与土壤总有机碳含量显著正相关(P<0.05)。【结论】新疆干旱荒漠绿洲区农田转化为果园提高了土壤有机碳的稳定性,促进了土壤有机碳的积累,农田转化为果农间作园仅提高了表层0~20 cm土层有机碳的稳定性。

长期施肥对中国农田土壤溶解性有机碳氮含量影响的整合分析

【目的】施肥是影响农田土壤溶解性有机碳、氮的重要因子。探讨在不同利用方式、熟制、土壤pH等条件下长期施肥对土壤溶解性有机碳(DOC)、溶解性有机氮(DON)含量的影响,为农田土壤碳氮管理提供指导。【方法】收集2000—2019年已发表文献72篇,获得相对独立数据(510组DOC和208组DON),采用整合分析(Meta-analysis)方法定量分析不同利用方式、熟制和土壤pH下施肥对DOC和DON含量的影响。【结果】与不施肥相比,施肥均能显著提高土壤DOC和DON含量,其中施有机肥(单施或配施)的提高幅度(60%和93%)是化肥(13%和29%)的4.6倍和3.2倍。不同利用方式下,施肥能显著提高旱地土壤DOC和DON含量,且旱地施用有机肥提升土壤DOC和DON的幅度显著高于水旱轮作。不同熟制比较,一年一熟下施用有机肥后DOC含量提高85%,显著高于一年两熟(38%);不同pH土壤比较,碱性土壤(pH>7.5)上施用有机肥后DOC和DON含量分别提高了85%和162%,显著高于6.5<pH<7.5的中性土壤(48%和70%)和pH<6.5的酸性土壤(32%和61%)。【结论】施用有机肥(单施或配施)可显著提高DOC和DON含量,但其效果会因利用方式、熟制、土壤pH等的不同有较大差异,因此,有机肥的施用应综合考虑相应的土壤和环境条件。

岩溶山区不同土地利用方式对土壤活性有机碳动态的影响

对贵州茂兰自然保护区内三种典型土地利用方式(林地、草地和耕地)下土壤活性有机碳组分(土壤溶解有机碳和土壤微生物量碳)的月变化及其对环境因子的响应进行了研究,结果表明在不同的土地利用方式下上覆植被类型不同,其凋落物数量、质量及分解行为不同,有机质的输入量及质量也不相同,从而形成不同的土壤溶解有机碳含量差异,土壤有机碳的大小也存在较大差别。研究结果显示:从全年平均值来看,林地土壤溶解有机碳分别比草地和耕地高25%、48%;从3月到8月,三者均随气温的上升呈增加的趋势,林地和耕地在8月均达到最大值,而草地则在10月达到最大值;林地和草地土壤微生物量碳分别高于耕地81%和45%,林地和草地在10月达到最大值。不同的土地利用方式导致土壤活性有机碳的差异较大,这说明岩溶生态系统中土地利用方式对土壤碳库的大小有较大影响。不同土地利用方式下土壤活性有机碳对环境因子的响应也各不相同,这表明土壤活性碳受众多因素的制约而呈现出一种动态平衡关系,进一步的机理仍需要进行深入研究。

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。

盐分和底物对黄河三角洲区土壤有机碳分解与转化的影响

土壤盐碱化能抑制微生物活性,影响土壤有机碳的分解与转化。以黄河三角洲盐碱耕地为研究对象,采用室内恒温培养法,设置3个NaCl盐分梯度(S1:0.1%;S2:0.5%;S3:0.9%),通过在土壤中添加不同底物(CK:不添加底物;N:添加氮;C:添加碳;C+N:添加碳+氮),研究该土壤释放CO2-C量、土壤微生物生物量碳(SMBC)、土壤微生物呼吸商(qCO2)及溶解性有机碳(DOC)对盐分和底物的响应。结果表明:在45 d的培养期内,CK、N处理中S1盐分土壤释放CO2-C量最高,S2和S3明显低于S1,降低幅度分别为18.3%—23.7%和24.3%—39.8%。C、C+N处理中3个盐分土壤释放CO2-C量差异较小,特别是在C+N处理中,3个盐分土壤释放CO2-C差异不显著。4个底物处理中,SMBC均在S1和S2盐分中含量较高,S3盐分最低。与CK相比,N处理并不能提高SMBC含量,C、C+N处理可明显提高SMBC,但S1和S2盐分土壤提高的幅度(80.4%—80.5%、58.0%—58.7%)明显高于S3(68.9%、49.7%)。4个底物处理中,qCO2均在S1盐分土壤中最高,C、C+N处理可明显提高qCO2。CK、N处理中3个盐分土壤DOC差异不显著,C、C+N处理中S3盐分土壤DOC较高。说明在无碳源输入条件下,增加盐分含量能明显抑制土壤释放CO2量。添加碳源后,盐分含量对土壤释放CO2的影响变小。微生物对碳源和盐分胁迫的响应较快,添加碳源能明显提高微生物数量及其活性。但较高盐分(含盐量>0.5%)可明显降低土壤微生物活性及对外源碳的利用率,导致较高盐分SMBC及qCO2较低而DOC较高。

西南亚高山-高山海拔梯度上森林土壤水溶性有机碳时间动态

利用均质化土壤重装的土柱,在川西亚高山-高山同一坡面的5个海拔高度（3 250、3 438、3 672、3 852m和4 098m）进行原位培养,定期采样测定土壤0-10cm和10-20cm水溶性有机碳（DOC）含量,揭示高寒土壤水溶性有机碳时间动态及受海拔高度的影响规律。结果表明,川西亚高山-高山森林土壤DOC主要在每年11月至次年5月的低温期间积累,在低温末期（5月）含量达到最高,土壤DOC含量在5月以后的温暖季节因消耗而逐步降低;在同一采样时间土壤DOC含量均随着海拔升高而增加。因此,因全球变暖而引起的高寒土壤低温期间缩短,将减少土壤DOC累积的时间,而可能使土壤中DOC含量降低;同时低温期缩短将可能使高寒土壤DOC消耗期延长,从而使高寒土壤碳成为一个潜在的碳源。

岩溶山区土地利用方式对土壤活性有机碳及其分布的影响

对重庆中梁山不同土地利用方式下的0~50 cm土壤活性有机碳含量和分布进行研究。结果表明：不同利用方式土壤有机碳（SOC）含量大小顺序为：竹林〉菜地〉草地〉林地〉园地〉弃耕地,且均表现为0~20 cm层大于20~50 cm层;土壤溶解性有机碳（DOC）含量平均值大小顺序为：林地〉竹林〉弃耕地〉草地〉园地〉菜地,土壤溶解性有机碳占土壤有机碳的比例随土层深度增加而增加;土壤易氧化有机碳（EOC）含量及其剖面分布与土壤有机碳含量变化相一致,相关分析表明,两者的相关性达到极显著水平（R=0.852,P〈0.0001）,对土壤有机碳变化反应敏感。

盐源县山地土壤溶解性有机碳分布特征及影响因素研究

通过野外调查测定盐源县山地表层土壤(0~20cm)溶解性有机碳含量分布并研究其影响因素。结果表明,大雪山表层土壤溶解性有机碳含量为53.59±36.90mg/kg,其中草甸土和褐土极显著高于棕色针叶林土(P<0.01),而与棕壤、亚高山草甸土以及高山草甸土差异不显著(P>0.05)。不同土地利用方式下,灌草地极显著低于林地(P<0.01)和显著高于灌木林地(P<0.05),而与草地差异不显著(P>0.05);不同植被下,针叶林和高山灌丛显著低于针阔混交林(P<0.01)并且显著高于灌木林(P<0.01)和高山草甸(25.05mg/kg)(P<0.05),而与高山荒草差异不显著(P>0.05);不同海拔下,土壤溶解性有机碳含量随着海拔升高表现出减少的变化趋势,海拔<2600m区域显著高于海拔2600~3600m区域、3600~4000m区域和海拔>4000m区域(P<0.01);不同坡向下,南坡显著低于北坡、西坡和东坡(P<0.01)。

3种人工林表层土壤溶解性有机质含量的季节变化

通过研究土壤活性碳、氮的季节变化及其影响因素,为揭示人工林生态系统土壤碳、氮周转机理提供理论依据。以华北石质山区侧柏、刺槐和栓皮栎3种典型人工林为对象,设置有枯落物归还和无枯落物处理,在3、6、9和12月份采集表层0～10 cm土样,动态监测不同人工林下土壤溶解性有机碳、溶解性有机氮、无机氮、硝态氮和铵态氮的季节性变化规律。研究结果表明:1) 3种人工林下土壤溶解性有机碳、溶解性有机氮、无机氮、硝态氮和铵态氮质量分数呈显著的季节变化(P <0. 05),且有相似的趋势,均在6月达到峰值。2)土壤无机氮主要以NO_3^--N形式存在,侧柏林、刺槐林和栓皮栎林下土壤NO_3^--N质量分数分别为70. 2%、72. 8%和53. 4%。3)人工林类型显著影响林下土壤溶解性有机碳和NO_3^--N质量分数(P <0. 05),有枯落物处理时年均土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数均呈侧柏>栓皮栎>刺槐的趋势,4)而NO_3^--N和NH_4^+-N和无机氮质量分数呈侧柏>刺槐>栓皮栎的趋势。枯落物处理显著影响土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数(P <0. 05),对土壤NO_3^--N和NH_4^+-N质量分数无显著影响,土壤溶解性有机碳和溶解性有机氮质量分数大多呈有枯落物处理高于无枯落物处理的规律。5)逐步回归分析结果表明,土壤溶解性有机碳质量分数主要受土壤总氮质量分数的影响,其可解释74. 6%的变化;土壤溶解性有机氮主要受土壤总氮、NO_3^--N、气温和NH_4^+-N质量分数的影响,它们可共同解释86. 6%的变化。不同人工林类型显著影响了土壤活性碳、氮的季节变化;枯落物的归还提高并促进了人工林下土壤碳、氮含量和周转速率。