高碳酸盐土壤酸解烃分析条件及影响因素研究

本文改进了高碳酸盐含量土壤酸解烃脱气装置，实验时对脱气和色谱分析的条件进行了选择，并分析了影响酸解烃的因素。

碳酸盐土壤不同氮肥深浅追施对氮素平衡及后效的影响

在碳酸盐土壤上，利用１５Ｎ示踪技术对深浅追施的碳铵、尿素、硫铵的氮素平衡及其后效进行研究得知，尿素氮的作物吸收量、损失量及残留量深浅追施间没有显著差异；铵态氮肥深浅追施表现出明显不同，深追的肥料利用率高于浅追，不但肥料氮的吸收与损失呈极显著负相关，而且后茬作物对肥料氮的吸收与肥料氮在土壤中的残留量呈极显著的正相关。

深浅施肥的肥料氮在碳酸盐土壤中的转化

利用15_N示踪技术,采用不同追施方法研究碳铵、硫铵、尿素在碳酸盐土壤中的转化表明:在种植作物条件下,肥料氮施入土壤后所发生的矿物固定与生物固定具有负相关关系.由于施用方法不同,肥料氮的矿物固定和损失不同,深施氮素矿物固定与损失呈显著负相关(r=—0.8359)。肥料氮在土壤中转化固定有助于减弱氮素的损失。后茬作物对残留氮的利用与生物固定态氮的多少关系不大。但与矿物固定和无机氮总量之和有密切关系。

便携式XRF对西南喀斯特地区碳酸盐岩风化壳土壤分析适用性评估

应用便携式X射线荧光光谱仪(pXRF)分析了西南喀斯特地区碳酸盐岩风化壳土壤,并与实验室(LAB)分析结果对比,判定了20种元素分析结果的质量等级,探究了检测时长和粒径对精密度的影响,在pXRF中构建了碳酸盐岩风化壳土壤模式,评估了pXRF对该类土壤分析的适用性。主要结果为:1)整体上,pXRF对碳酸盐岩风化壳土壤有较好的分析能力;2)检测时长为120 s时能够兼顾精密度与检测效率;3)粒径从10目减小到200目时,Cu、Nb、Ba、Ce和Th的数据质量等级得到提高,其余15种元素不受影响;4)碳酸盐岩风化壳土壤模式显著提高了pXRF对同类土壤的分析能力,但对碎屑岩和玄武岩的风化壳土壤适用性低。西南喀斯特地区土壤类型丰富,异质性大,单一检测模式难以满足多样化的分析工作,亟需针对特定类型土壤构建检测模式,提高分析精确度,充分发挥pXRF的优越性能,助力西南喀斯特地区土壤地球化学分析工作。同时,本文还为优化pXRF分析能力提供了一种新思路。

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。

贵州碳酸盐岩发育土壤磁学性质及其发生机理

本文对贵州碳酸盐岩发育土壤的磁化率、磁化率频率系数和等温剩磁等磁学参数的系统测定以及磁性矿物研究表明，碳酸盐宕发育土壤磁学性质及其变化特征主要受成土地球化学作用和环境影响，具有十分重要的环境指示意义。本文在采用高梯度磁性分离土壤中氧化铁矿物基础上，综合运用X射线衍射分析、电子深外分析、透射电镜和穆斯堡尔谱等方法，讨论了碳酸盐岩发育土壤中磁性矿物的形成机理。

土壤碳酸盐间接测定方法研究及其应用

通过添加CaCO3内标法及与中和滴定法进行比较,提出了采用C/N分析仪测定的土壤总C量与重铬酸钾氧化法测定的有机C量差值估算土壤碳酸盐含量的方法。采用该方法对广西环江县喀斯特低山区石灰岩发育的土壤和湖南沅江平原湖区湖积物形成的土壤的碳酸盐含量进行了分析。结果表明,石灰岩发育的土壤,林地、旱地和稻田含碳酸盐的土样占总土样数的比例依次为50.0%、43.7%和2.1%,其土壤碳酸盐平均含量分别为134、15.7和37.1g/kg。湖积物形成的土壤,新垦旱地、熟化旱地和稻田土样100%含碳酸盐,其土壤碳酸盐平均含量分别为73.3、46.6和37.7g/kg。成土母质和土地利用方式对土壤碳酸盐含量有明显的影响。

吉林西部盐碱化土壤碳酸盐的碳稳定同位素特征

对吉林西部盐碱化土壤的物理性状进行了实地调查，并对不同土地利用类型的土壤碳酸盐碳稳定同位素作了系统的测定。结果表明，研究区内盐碱地土壤碳酸盐的δ^13C值的变化趋势可以反映本区土壤盐碱化的进程。盐碱化土地在0～50cm的深度范围内，土壤碳酸盐的δ^13C值变化规律为：0～30cm深度内，土壤碳酸盐的δ^13C值随深度的增加而逐渐减小；在30～50cm范围内，如果有盐积层或碱积层的存在，则土壤碳酸盐的δ^13C值迅速增加。

土壤次生碳酸盐碳氧稳定同位素古环境意义及应用

土壤次生碳酸盐碳氧稳定同位素特征是反映古气候与古环境的重要代用指标,其碳氧稳定同位素组成分别受土壤CO2中C同位素组成和大气水的O同位素控制。在一定深度的土壤中,土壤次生碳酸盐δ13C就主要受当地植物类型(C3植物和C4植物等)控制。土壤次生碳酸盐样预处理中剔除土壤中原生碳酸盐以及有机物污染尤为重要。土壤中次生碳酸盐C、O稳定同位素地球化学在土壤发生学、古气候恢复、古生态重建以及全球变化研究中应用日益广泛,但解译时可能受应用年代范围、成岩作用、原生和次生碳酸盐混杂、土壤碳酸盐多元发生等因素影响,其应用机理和范围还需进一步探讨。

黄土高原沟壑区小流域土壤碳酸盐碳的空间分布特征

根据对砖窑沟流域 6 2个点 9个层次的取样分析数据 ,运用地统计学方法探讨了流域土壤碳酸盐碳的空间变异和分布特征。结果表明 :除 80～ 10 0cm层外 ,其余各层均属中等程度的变异 ,该变异主要是由空间自相关因素引起的。同层次内 ,梁峁顶部土壤碳酸盐碳含量最高 ,沟坝地的含量最低 ;梁峁顶部和沟坝地较梁峁坡地碳酸盐碳含量变化小。地貌部位不同 ,碳酸盐碳在剖面上的淀积深度不同。以淀积层为界 ,沟坝地上部比下部的碳酸盐碳含量略低 ,梁峁坡地上部与下部的碳酸盐碳含量大体相当 ,而梁峁顶部上部比下部的碳酸盐碳含量略高。

土壤发生性碳酸盐碳稳定性同位素模型及其应用

干旱、半干旱地区土壤无机碳库比有机碳库大2～5倍，无机碳库及其周转在该地区土壤碳平衡中具有重要意义。土壤发生性碳酸盐是土壤发育过程的产物，与岩生性碳酸盐溶解／沉积平衡、土壤有机碳分解CO2的再转化密切相关。发生性碳酸盐碳稳定性同位素主要由土壤CO2的碳同位素组成决定，可以用描述不饱和层气体质量传递的扩散-生成模型模拟。在土壤碳酸盐体系（土壤CO2（g）、碳酸盐和土壤溶液）处于同位素平衡状态时，根据生物过程产生的分子扩散以及碳酸盐化学平衡反应的分馏模型，发生性碳酸盐δ^13 C值比有机质δ^13 C值大14‰～16‰。扩散-生成模型和／或分馏模型可以用于鉴定和定量化分散态发生性碳酸盐组分、区分土壤碳酸盐悬膜上发生性碳酸盐的比例，并可用于定量评价土地利用管理措施对碳酸盐溶解／沉积平衡的影响，这在全球碳循环研究中具有重要意义。

土壤蚀变碳酸盐的区域性分布特征及其地球化学意义

土壤蚀变碳酸盐(ΔC)是油气化探的一个重要指标,在油气化探中得到广泛的使用,并取得了较好的效果。然而由于对ΔC的碳源及其具体矿物形态相知较少,导致该法在业内存在一定的质疑。本文通过对不同地区地表土壤样品、海底沉积物以及钻井岩屑样品进行对比分析,研究其碳源、分布特征及矿物形态。结果表明,不同化探样品中ΔC的含量与所处的地质环境有关,陆地地表土壤样品中ΔC的含量普遍较高,其次为海底沉积物样品,钻井岩屑样品中的最低;而钻井岩屑样品(还原环境)中ΔC的δ13C值比地表土壤样品及海底沉积物样品(近地表氧化环境)都要偏轻;由此推测形成ΔC的碳源有无机、有机以及混合源三种,各种来源的C对ΔC的贡献因化探样品所处的地质环境的不同而不同;X射线衍射物相分析结果表明,形成ΔC的CO2除了由方解石和白云石的分解产生外,还有少量的由未知矿物提供。

土壤碳酸盐的稳定同位素组成及其古气候指示意义

气候是土壤形成的要素之一,土壤形成过程中物质的分解、合成、迁移和累积等过程都留有气候变迁的记录。近几年来,土壤碳酸盐(特别是成壤作用过程中产生的次生碳酸盐)的稳定同位素组成已被用作反演古气候、古植被演替的重要手段,其基本原理在于土壤碳酸盐与成壤环境之间达到同位素平衡。但要求土壤碳酸盐形成后未受后期的成岩作用改造,

碳酸盐岩发育土壤中的磁赤铁矿及其成因机理研究

设计了土壤中氧化铁矿物提取方法和分析流程，成功地从碳酸盐岩发育土壤中提取到较纯的磁赤铁矿微结核，运用多种矿物学方法进行了较系统的矿物学研究，并探讨了其成因机理。

贵州喀斯特地区典型土壤碳酸盐垂直分布特征及其同位素组成研究

以贵州为中心的西南喀斯特地区的石漠化是我国实施西部大开发战略中所面临的根本性地域环境问题之一,喀斯特地区石漠化是一种与脆弱生态背景和人类活动相关联的土地退化过程,而土壤退化是土地退化的核心部分。本研究采集了贵州喀斯特地区的砂岩黄壤剖面和石灰土剖面的土壤样品,测定了剖面样品的土壤有机碳含量、土壤碳酸盐含量和土壤碳酸盐δ^(13)C。结果表明,砂岩黄壤和石灰土碳酸盐含量在剖面上的分布存在差异,黑色石灰土碳酸盐含量在剖面上的总体变化均表现出从上到下逐渐减小的趋势,土壤碳酸盐含量主要集中在表层土壤,而黄色石灰土和砂岩黄壤碳酸盐含量在剖面上的变化不大。而且在砂岩黄壤和石灰土中,土壤碳酸盐δ^(13)C值在剖面深度上的变化情况不同,表明了土壤有机碳向无机碳转化的程度,不同的成土过程及程度和成土环境的差异可能是砂岩黄壤和石灰土中土壤碳酸盐δ^(13)C值组成差异的主要原因。本研究提高了对区域碳库特征的认识,为喀斯特生态系统土壤有机质的生物地球化学循环研究提供了理论支撑。

黄土高原全新世土壤碳酸盐团簇同位素的温度重建

黄土高原黄土-古土壤序列中保存有丰富的土壤碳酸盐,是利用碳酸盐团簇同位素(Δ_(47))定量重建古温度的重要地质载体之一。然而,黄土高原全新世土壤碳酸盐Δ_(47)及其气候指示意义的系统研究仍然缺乏。本研究分析了黄土高原南缘渭南剖面和中部洛川剖面上部3 m沉积中保存的全新世土壤碳酸盐(钙结核)的团簇同位素组成,监测了现在地形条件下距地表4 m以内不同深度的土壤温度。结果显示,Δ_(47)定量重建的全新世土壤碳酸盐团簇同位素温度(T_(47))与现代暖季节温度相近,渭南剖面T_(47)平均值约为25℃,洛川剖面约为18℃,较区域年均温高8~10℃。根据T_(47)和土壤碳酸盐氧同位素组成(δ18O)重建的土壤水δ18O也与暖季节降水的δ18O基本一致,这些数据表明黄土高原土壤碳酸盐记录了暖季节的环境信息。值得注意的是,渭南和洛川剖面钙结核T_(47)值与其形成深度的土壤温度基本吻合,结合前人研究结果,这暗示了土壤碳酸盐形成深度对其T_(47)具有显著影响。因此,在将来土壤碳酸盐Δ_(47)的研究中,评估土壤碳酸盐形成深度至关重要。

稳定同位素比例质谱仪在土壤碳循环研究中的应用

稳定同位素比例质谱仪已发展成为研究土壤碳周转和循环的得力工具。本文简单介绍了稳定同位素比例质谱仪的结构和测量原理,详细介绍了碳稳定同位素技术在土壤有机碳和碳酸盐研究中的应用,包括土壤碳稳定同位素比值在评估土壤有机质的分解和周转速率、重现C_3/C_4植被的变化历史和古气候状况、探讨土壤有机质的来源以及对土壤原生和次生碳酸盐进行区分等研究中的应用。

外源硅酸钙对棕壤基础呼吸和碳酸钙含量的影响

采用室内模拟培养的方法,研究了添加硅酸钙对棕壤基础呼吸和碳酸钙含量的影响,为土壤固碳的技术选择提供理论依据。试验设硅酸钙添加量0%、1%、2%、4%和6%5个处理。结果表明,外源硅酸钙在培养前期显著抑制土壤呼吸,其抑制程度随着硅酸钙添加量的增加而增加,平均抑制率为5%(1%处理)～12%(6%处理);整个培养期间,添加硅酸钙处理的土壤碳酸钙含量较对照显著增加,且随着添加量的增加,土壤碳酸钙含量的平均增幅从83%(1%处理)上升到398%(6%处理);土壤呼吸强度和碳酸钙含量之间符合y=Ae-Bx的指数相关关系。上述结果表明,施用硅酸钙通过促进次生碳酸盐的形成从而缓解土壤CO2释放,起到固碳减排的作用。

岩溶区土壤镉生物有效性影响因素研究

为研究岩溶区土壤镉生物有效性的影响机制,以广西碳酸盐岩区土壤垂直剖面、水稻子实与根系土协同样品为基础,讨论了土壤pH、有机质含量、黏土矿物含量、碳酸盐含量对土壤镉生物有效性的影响。结果表明,pH、有机质、黏土矿物主要对镉的吸附产生影响,其对镉生物有效性的影响程度由强到弱依次为pH、黏土矿物、有机质,碳酸盐的作用则主要体现为对土壤酸化的缓冲。总体而言,广西岩溶发育强烈,土壤中不断形成表生条件下稳定的新生黏土矿物,加之岩溶区土壤丰富的碳酸盐与有机质,都对该地区碳酸盐岩母质土壤中镉的固定较为有利,但防止土壤酸化是防控其土壤镉污染风险的首要措施。

陇中盆地中新世土壤呼吸历史及其对东亚夏季风的响应

土壤呼吸作用是土壤碳循环研究的重要环节,查明呼吸作用产生的二氧化碳浓度、土壤呼吸速率及影响因素对理解土壤碳循环至关重要。目前更多的研究集中于现代土壤呼吸作用,地质历史时期的土壤呼吸报道很少。中中新世作为预测未来气候变化的相似期,其土壤呼吸的研究可以为未来高二氧化碳浓度下气候变化提供借鉴。报道了陇中盆地天水莲花剖面中新世以来碳酸盐结核的δ^(13)CPC以及碳酸盐结核内包含的δ^(13)Com,并重建了中新世土壤呼吸速率以及土壤呼吸释放的二氧化碳浓度。结果显示,土壤呼吸速率为150~400 gC·m^(-2)·a^(-1),土壤呼吸释放的二氧化碳为700×10^(-6)~2400×10^(-6)。土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率都显示在中中新世暖期增高,在早中新世及晚中新世土壤呼吸释放的二氧化碳以及土壤呼吸速率下降,这种变化与东亚夏季风降水变化趋势一致,指示暖湿气候增强了土壤呼吸作用。