黏土矿物改良剂对新垦砂壤质耕地土壤有机碳积累的影响

为了解黏土矿物改良剂在新垦耕地地力提升中的作用,选择膨润土、高岭石、沸石和硅藻土4种黏土矿物,在添加量为10%的条件下,采用培养试验研究其对有机肥料矿化及土壤有机碳积累的影响。结果表明,与对照比较,添加黏土矿物可明显增加土壤有机碳的积累,其效果由强到弱为膨润土、高岭石、硅藻土、沸石;团聚体分析和重液分组结果表明,添加黏土矿物可显著增加土壤水稳定性团聚体数量,促进矿物结合态有机碳的形成。研究认为,黏土矿物增加有机碳稳定性是其促进土壤有机碳积累的主要原因。

长期地表秸秆覆盖对果园土壤理化性状及有机碳积累的影响

为了解南方低丘果园地表长期覆盖秸秆对土壤质量的影响,在浙江中部选择立地条件与种植时间相同的2个相邻柑橘园(分别为覆盖秸秆种植6年的果园和常规种植的果园),采集0~10 cm、10~20 cm、20~30 cm的分层土样,对土壤理化性质进行综合分析,研讨了长期地表秸秆覆盖对柑橘园红壤质量的影响。结果表明,地表长期覆盖秸秆可显著降低0~10 cm、10~20 cm土壤的容重,增加土壤的保水能力和水稳定性团聚体数量,明显增加0~10 cm、10~20 cm土壤有机质的积累、活性有机质的数量和速效钾及中微量元素的水平,增加土壤微生物数量和酶活性,同时可降低土壤的酸度和防止表土砂化。与对照相比,秸秆覆盖土壤的轻组、粗颗粒、细颗粒有机碳对土壤总有机碳的贡献均有明显的增加。秸秆覆盖对20~30 cm土层的影响较小。研究认为,柑橘园地表进行覆盖秸秆具明显的生态效应,可有效防止水土流失,改善园地土壤理化性质,增强园地土壤养分供应能力,可以作为低丘柑橘园的水保措施和培肥技术进行应用。

我国东部四个气候带水稻土中微生物残留物对有机碳积累的贡献研究获进展

微生物可以通过合成代谢作用将不稳定的有机碳转化为自身细胞组成,通过细胞的生长和死亡过程最终以微生物残留物形式对稳定有机碳库有重要贡献,但真菌和细菌残留物在此过程中的贡献随气候带的改变不清楚。

不同轮作制度对淮北白浆土团聚体及其有机碳的积累与分布的影响

Paludalfs under different crop rotation systems in North Huai region,China were sampled and soil aggregates were separated by ultra sonic dispersion followed by sedimentation and centrifuging.The particle size distribution,SOC (Soil organic matter) contents and the natural abundance of 13 C in these aggregates were studied.Significant difference in size of the aggregates and organic carbon storage in the studied soils were found after 5 years of the crop rotation on the soil.SOC was mainly found in 0.02～0.25mm fraction of aggregates in the soils.The aggregates in layers deeper than 35cm became coarse and richer in SOC under corn peanut sweet potato rotation.Young carbon derived from corn tended to be accumulated in the coarse fractions as revealed by heavier stable carbon composition in those aggregates from deep layer under the rotation system containing corn crop.Compared to the soil under think pine forest,All soils under crop rotation system showed rapid increase of SOC at rates ranging from 0.14C g·kg -1 ·a -1 to 0 22C g·kg -1 ·a -1 ,with the highest under corn peanut sweet potato system.Thus,the significance was indicated for increasing SOC storage by crop rotation in paludalfs and for reinforcing terrestrial carbon retention of atmospheric CO 2.

城市绿地年龄对土壤有机碳积累的影响

为了了解城市土壤有机碳积累的空间变化规律,从杭州市采集了48个点的绿地土样,采用化学和生物学分析方法研究了城市绿地土壤有机碳全量、颗粒状有机碳、黑碳、微生物生物量碳含量和代谢熵等随城市绿地年龄的变化。结果表明:与其他陆地生态系统相似,城市环境下人为的强烈干扰一旦停止和成土条件相对稳定后,绿地土壤将向一定方向发展;随着城市绿地年龄(即保持相对稳定的绿地景观的持续时间)的增加,土壤容重下降,有机碳全量和黑碳逐渐积累,并趋向稳定,土壤微生物生物量碳及其占有机总碳的比例逐渐增加,而代谢熵(qCO2)明显降低;表明作为成土因素之一的时间因素在城市绿地土壤演变和性质空间变异上起着重要的作用;随着人为干扰停止及城市绿地景观形成时间的增加,土壤受人为干扰的影响也逐渐减弱。

长期施肥对黄壤性水稻土有机碳矿化的影响

以贵州省农业科学院内黄壤性水稻土长期(22年)定位施肥试验为对象,采用室内模拟培养试验研究了不施肥(对照,CK)、施化肥(NPK)、低量有机无机肥配施(0.5MNPK)、施牛粪(M)和常量有机无机肥配施(MNPK)对土壤有机碳矿化的影响。结果表明:NPK处理土壤有机碳含量(21.6 g kg^(-1))与CK处理(22.8 g kg^(-1))基本相同,而0.5MNPK、M和MNPK处理的土壤有机碳含量较CK处理分别提高了30.6%、72.9%和62.2%,其中,M和MNPK处理差异达显著水平(p<0.05)。模拟培养条件下,CO2产生速率在培养的第2天达到最大值,然后迅速下降,而后缓慢下降(第4~24天),后期(第24~30天)趋于稳定;各处理土壤有机碳矿化速率大小依次为:M>MNPK>0.5MNPK>CK>NPK,各处理土壤有机碳矿化速率随时间的动态变化均符合对数函数关系(p<0.01)。培养结束(30 d)时,各处理土壤有机碳累积矿化量为1.23~2.37 g kg^(-1),以M处理和MNPK处理较高,较CK处理(1.46 g kg^(-1))分别增加了62.6%和44.2%(p<0.05);各施肥处理土壤有机碳的累积矿化率(土壤有机碳累积矿化量/土壤有机碳含量)较CK处理(6.4%)均有所下降,以M处理和MNPK处理下降较多,降幅分别为1.2%和0.9%。土壤有机碳累积矿化量随培养天数的动态变化可以用一级动力学方程拟合(p<0.01),模拟结果表明,CK处理土壤潜在可矿化有机碳量为1.55 g kg^(-1),与CK处理相比,NPK处理下降了11.6%,但差异不显著(p>0.05),而有机肥处理(0.5MNPK、M和MNPK)有不同程度的提高(21.3%~73.6%),其中,M和MNPK处理提高幅度较大(p<0.05);同时,MNPK处理能够提高土壤有机碳的周转速率,减少周转时间。上述结果指示黄壤性水稻土长期施用有机肥(0.5MNPK、M和MNPK)能够提高土壤有机碳的矿化速率,在促进土壤有机碳积累的同时降低其累积矿化率(单位有机碳矿化水平),增强土壤固碳能力。

中国泥炭地有机碳储量与储存特征分析

根据全国泥炭资源调查的结果,运用有机质含量、干容重、泥炭储量、泥炭地面积等数据估算中国泥炭地有机碳储量,并探讨其碳储存特征.结果表明,我国泥炭地有机碳总储量约15.03亿t.在各省和各气候区分布不均匀,四川省（6.45亿t）和云南省（2.91亿t）泥炭地有机碳储量最丰富,占总储量的62.29%.各气候区中高原湿润区泥炭地有机碳储量最大（7.14亿t）,特别是若尔盖高原泥炭地有机碳储量（6.30亿t）占总储量的41.92%.我国泥炭地有机碳密度一般在80~140kg/m3,最大值为270~360kg/m3,最小值小于80kg/m3,其分布以燕山、太行山至横断山为界,西北部低,东南部高.泥炭地单位面积有机碳储量均值为143.97kg/m2,滇南高原最高,达到637.06kg/m2.区域平均泥炭地有机碳积累强度为208.23 t/km2,若尔盖高原最高达3972.71t/km2.

黄土丘陵区柠条人工林土壤有机碳动态及其影响因子

以黄土丘陵区柠条人工林为研究对象,采用野外调查与室内分析相结合的方法,探讨柠条生长过程中土壤有机碳储量的变化规律。结果表明:1)土壤有机碳主要分布在0～20 cm土层,占0～50 cm土层总储量的49%～63%;2)相对于对照地,柠条林地土壤有机碳储量随柠条生长年限的增加先减小再升高最后趋于稳定,10、26、40、50 a柠条林地土壤总有机碳储量分别为1.555、3.236、2.775、2.444 kg/m2,26 a林地土壤有机碳储量最高,随林龄增大其变化趋于稳定;3)相关性分析结果表明,土壤有机碳质量分数与土壤密度之间呈显著负相关关系,各林地土壤密度随柠条生长年限的增加而减小,说明柠条可以通过改变土壤性质间接增加土壤总有机碳储量,土壤有机碳质量分数与根系生物量、土壤全氮质量分数之间呈极显著正相关关系,说明柠条的根系生长和固氮特性有助于有机碳的积累。

石灰性土壤团聚体中钙形态特征及其与有机碳含量的关系

本文选取5种碳酸钙含量(4.29、17.45、98.66、131.85、143.82 g/kg)差异显著的北方碱性旱地农田土壤(黑土、淡黑钙土、潮土、灰钙土和黄绵土)为研究对象,分析土壤及其各粒级团聚体中有机碳、碳酸钙和不同形态钙含量的分布特征及相关性,探讨碳酸钙对碱性旱地土壤有机碳的影响。结果表明:全土有机碳含量与碳酸钙含量之间无显著相关关系,但在0.002~0.053、<0.002 mm团聚体中二者含量显著负相关(R2分别为0.67、0.83),碳酸钙含量过高影响微团聚体有机碳积累。土壤钙形态中酸溶态和可氧化态是影响微团聚体有机碳积累的主要钙形态,全土中占全钙含量都在64.09%以上,团聚体中其含量随粒径减小而增加。钙离子是有机无机复合体的重要胶结物,但钙离子过多则可能会抢占土壤颗粒上有机碳结合点位,与黏粒和粉粒结合形成微团粒结构,影响有机碳积累。

长期施肥对褐土有机碳矿化的影响

以26a长期定位施肥试验为依托,选取其中6个具有代表性的施肥处理:N3P3(单施化肥)、N3P4M1(施用化肥及低量有机肥)、N3P1M2(施用化肥及低量有机肥)、N3P2M3(施用化肥及低量有机肥)、M6(单施有机肥),以不施肥为对照(CK),采用室内模拟培养试验法研究了长期施肥对褐土有机碳矿化的影响,为科学管理褐土土壤肥力提供依据。结果表明,不同施肥处理使土壤有机碳含量提升了6.28%~156.75%,以M6处理土壤有机碳含量最高。不同处理土壤有机碳矿化速率均在培养第2天达到峰值,随后急剧下降,第4天后各处理的土壤有机碳矿化速率变化趋于一致,且培养期间各处理土壤有机碳矿化速率随培养时间的变化符合对数函数关系。培养32d后,各处理土壤有机碳累积矿化量介于1021.12~2066.86mg/kg,以M6处理最高,较CK提高了102.41%。长期施肥处理均降低了土壤有机碳累积矿化率,以M6处理下降最明显,与CK相比,降低了2.35%。一级动力学方程的拟合结果表明,长期施肥处理均提高了土壤潜在可矿化有机碳量,以M6提高最为显著。此外,长期施肥处理均提升了土壤有机碳库的周转速率,缩短了土壤有机碳库半周转期。综上,M6、N3P4M1、N3P1M2、N3P2M3处理在提高土壤有机碳累积矿化量的同时降低了其土壤有机碳累积矿化率,加强了土壤的固碳能力。单施有机肥可作为褐土培肥管理的最佳选择。

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明：（1）各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73~1.33之间,不同阶段之间表现为,草地〈灌丛〈乔木林〈灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。（2）各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%~72.9%与21.2%~63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。（3）凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25~1mm、〈0.25mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。

不同种类有机物料对新垦红壤有机碳提升及培肥效果的影响

由荒坡地开垦形成的新垦红壤普遍存在立地条件差、土壤结构不良、保肥保水性差、生产能力低下等诸多问题,提高土壤有机碳被认为是新垦红壤快速熟化的重要途径。为了解不同类型有机物料在促进红壤有机碳提升及培肥效果的差异,选择黄筋泥和红砂土2种新垦土壤,通过室内培养方法比较研究了10种常用有机物料对土壤中各形态有机碳、速效养分及酶活性等的影响。结果表明:不同有机物料中的有机碳的稳定性顺次为:风化煤腐殖酸>50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥>泥炭>猪粪/水稻秸秆堆肥>生活垃圾堆肥>沼渣>菌菇棒堆肥>猪粪>鸡粪>水稻秸秆>紫云英;在粘质土壤(黄筋泥)中的稳定性高于砂质土壤(红砂土)。施用风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥对提升土壤腐殖质的效果最为显著。有机物施用后残留在新垦园地土壤中的有机碳主要以矿物结合态有机碳存在,游离态有机碳和粗颗粒有机碳占总有机碳的比例较低。施用各类有机物料也可明显提高土壤微生物活性、促进土壤水稳定性团聚体的形成,轻微提高土壤CEC,但效果因有机物料不同有显著的差异。综合评价结果表明,对改良土壤性状效果最佳的是风化煤腐殖酸、50%风化煤腐殖酸+50%猪粪/水稻秸秆堆肥、猪粪/水稻秸秆堆肥,菌菇棒堆肥、水稻秸秆和紫云英的效果相对较差。研究建议,在改良新垦低丘红壤时,宜考虑性状不一的多类有机物料混配施用。

晋西黄土区人工林细根与土壤水碳的耦合关系

以晋西黄土区山西离石典型人工林刺槐、侧柏、核桃为研究对象,研究其深剖面(0—500 cm)细根参数、土壤水分和有机碳的分布特征,并以农地为对照,评价各人工林土壤水分亏缺和有机碳积累效应,在此基础上探讨三者的耦合关系。结果表明:(1)3种人工林土壤浅层(0—70 cm)细根累计生物量占整个土层的56%—71%,具有明显表聚性。(2)3种人工林土壤深层(70—500 cm)土壤水分亏缺效应均显著高于浅层(P<0.05),与农地相比,其亏缺值表现为:侧柏>核桃>刺槐。(3)3种人工林深层土壤有机碳密度占整个土层的77%—86%;与农地相比,侧柏和核桃土壤有机碳积累效应总体为正向积累作用,刺槐则相反。(4)在土壤浅层,细根参数与土壤水分和有机碳密度均有显著相关性,而在深层,细根主要与有机碳密度显著相关,与土壤水分的相关性仅在刺槐样地显著。晋西黄土区不同人工林深层细根分布有很大差异,且已对其深层土壤水分和有机碳的分布产生影响。综合来看,刺槐的细根分布已造成深层土壤水分亏缺,同时也不利于深层有机碳的积累。

杭州市城市土壤有机碳的积累和特性

杭州市城市土壤有机碳具明显的积累并具较大的空间变异性，城区土壤表土（0～10cm和0～100cm深度土壤平均有机碳贮量约为远郊区土壤的4．3和5．7倍。城市土壤有机碳中含较高比例的碳黑、颗粒态碳和较低比例的易氧化态碳，表明城市土壤有机碳较为稳定。随着人为影响程度的增加，土壤碳黑、颗粒状碳量增加，易氧化态碳的数量减少。

潮滩湿地植被发育年限对土壤有机碳含量及积累速率的影响

潮滩湿地海陆交互作用强烈,部分环境因子随植被发育年限快速更替,对土壤的固碳过程有着重要影响。本研究选取长江口典型潮滩湿地崇明东滩,通过遥感影像确定各植被带发育年限,利用"空间代替时间"的方法对土壤有机碳含量及积累速率进行探究。结果表明:随植被发育年限增加,土壤有机碳含量逐年增加,植被发育14年的土壤有机碳含量约为发育1年的1.3倍。同时,土壤有机碳积累速率在植被发育初期最高,随后不断降低,约在10年后趋于稳定并保持在11 g·m^(-2)·a^(-1)左右。土壤有机碳含量与国内其他滨海湿地接近,但积累速率远低于美国东海岸新生滨海湿地,很可能是过度放牧、收割等人为干扰所致。因此,保护和恢复滨海湿地对我国实现增汇减排具有重要意义。

基于遥感识别与DNDC模型的不同稻作模式评价——以潜江市为例

【目的】本研究旨在获得潜江市不同稻作模式温室气体排放和固碳情况,以评价不同稻作模式的绿色发展潜力。【方法】首先,利用随机森林对遥感影像进行分类,获得了潜江市各稻作模式分布数据,结合气象、土壤、作物管理数据库,利用校正和验证后的DNDC模型进行区域模拟,获得潜江市甲烷(CH_(4))和氧化亚氮(N_(2)O)两种温室气体排放量及土壤有机碳变化量(dSOC)。其次,在DNDC模型中设置情景分析,假设目前稻虾模式由不同稻作模式变迁而来,利用相关指标的变化评价稻虾模式在潜江地区的绿色发展潜力。【结果】各项指标表明,校正后DNDC模型对CH_(4)和N_(2)O模拟效果良好。2019年潜江市每1 km^(2)范围内主要稻作模式CH_(4)和N_(2)O排放量及全年dSOC总量变化区间分别为0.40kg~64043.34 kg,0.002kg~227.08 kg和0.18 kg C~35835.27 kg C。潜江市全年单位面积CH_(4)和N_(2)O排放量均表现为稻虾模式最小,分别为394.50kg·hm^(-2),1.43kg·hm^(-2),单位面积dSOC表现为稻虾模式最大为274.30 kg C·hm^(-2),稻闲模式最小,为204.95 kg C·hm^(-2)。当潜江市稻虾模式转变为其他主要模式后,其周年CH_(4)排放总量增加2.31%~11.25%,N_(2)O排放总量增加11.49%~67.09%,dSOC减少9.95%~22.81%。【结论】本研究中,稻麦模式表现为CH_(4)排放最大,稻油模式的N_(2)O排放最大,两者固碳能力中等;稻闲模式由于只有一季种植,温室气体排放小于稻旱轮作模式,但其固碳能力较差;稻虾模式的减排和固碳能力相较于稻闲与稻旱轮作模式强,具有更高的绿色发展潜力,但其仍具有减排空间。