岩溶山地不同土地利用方式土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的分布特征

对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0—40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究。结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地。除橘园地外,其它各土地利用类型土壤细颗粒有机碳(FPOC)含量大于粗颗粒有机碳(CPOC)。不同利用方式土壤颗粒有机碳含量在剖面层次中表现不同。0—20cm表层土壤CPOC含量表现为:橘园地>草地>菜地>林地>弃耕地,差异较大。土壤FPOC含量表现为:林地>草地>菜地>橘园地>弃耕地;20—40cm土壤CPOC和FPOC最高值出现在菜地,最低值出现在弃耕地。不同土地利用方式土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量和土壤有机碳含量分布特征一致。除橘园地外土壤各组分有机碳分配比例大致表现为:MOC/SOC>CPOC/SOC>FPOC/SOC。相关分析表明,不同土地利用方式土壤SOC和POC呈正相关,相关性不一致。林地和草地呈极显著相关(P<0.01),弃耕地呈显著相关(P<0.05),菜地和橘园地相关性不显著。表明人为干扰和耕作措施会影响POC对SOC的贡献。

温带阔叶林土壤有机碳及其颗粒组分空间分布特征

为了解阔叶林土壤有机碳及其组分的空间分布规律,采用线样法调查阔叶林土壤有机碳及其组分在土壤剖面层次、坡位和坡向的空间分布状况。结果表明,温带阔叶林土壤总有机碳量、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳含量存在明显剖面垂直特征,均表现出随剖面深度增加而含量逐渐减少的趋势。总有机碳含量随坡位(海拔)升高而增加,而颗粒有机碳含量随坡位(海拔)升高而降低。土壤粗颗粒组分在剖面结构中以0-5cm层和母质层分布比例较高,剖面中间层次分布较低。海拔升高,有利于母质层细颗粒组分积累。0-5cm表层土壤的粗颗粒比例显著高于细颗粒,二者间的差异随着土壤剖面深度的加深而逐渐减小。东、西坡向对土壤总有机碳、粗颗粒有机碳和细颗粒有机碳分布无明显影响。矿物结合态有机碳在剖面层次间的分布受坡向影响。西坡土壤矿物结合态有机碳剖面垂直分异性与颗粒有机碳相似,但东坡矿物结合态有机碳分布无剖面层次递度和海拔递度分异性。

长期不同施肥复垦土壤大团聚体中各有机碳组分的变化特征

研究采煤塌陷区复垦土壤大团聚体中各有机碳组分的变化特征对不同施肥措施的响应,从而更好地理解土壤有机碳固持机制,并为该区域改善土壤质量、提升土壤肥力提供科学依据。通过采集复垦6 a定位试验不同施肥处理0~20 cm土层土样,采用物理分组法,分析土壤大团聚体中各有机碳组分(粗颗粒有机碳(cPOC)、细颗粒有机碳(fPOC)、大团聚体中微团聚体内颗粒有机碳(iPOC)以及矿质结合态有机碳(MOC)组分)的变化特征及其与土壤有机碳之间的关系。试验包括不施肥(CK)、施化肥(NPK)、单施有机肥(M)以及有机无机肥配施(MNPK)4个处理。研究结果表明,同CK相比,施NPK肥对大团聚体中各组分的有机碳含量均无显著影响;而M处理显著降低了MOC含量,达36.45%;MNPK处理显著提高了cPOC和f POC含量,分别是CK的4倍和2倍,但是显著降低了MOC含量,达39.01%。4个组分中,仅有cPOC和fPOC含量与SOC含量呈显著正相关,说明复垦土壤有机碳首先固存于未受保护的有机碳组分中。CK,NPK,M和MNPK处理下土壤固碳速率分别为0.82,0.68,1.36和1.58 mg/(ha·a)。土壤固碳速率与年均碳投入量呈显著的线性相关关系(R^(2)=0.58,P<0.05),每年约有31%的投入碳转化到土壤中。综合来看,采煤塌陷区复垦土壤仍有一定的空间固存有机碳,有机无机肥配施是提升该区域土壤有机碳含量的有效途径,增加的有机碳优先固存于未受保护的有机碳组分中。

黄土台塬不同土地利用土壤有机碳与颗粒有机碳

为了探讨土地利用方式对土壤有机碳固定的影响，论文以乔木、灌木、草地和农田等不同植被类型，纯林和混交两种栽培模式的黄土台塬为研究对象，进行了土壤有机碳（SOC）和颗粒有机碳（POC）分析。结果表明：不同土地利用方式土壤SOC和POC在0～100cm土体中均存在差异，尤以0～40cm深度突出，其中灌木林地和天然草地在整个剖面上可积累更多的SOC和POC：不同土地利用方式土壤细颗粒有机碳（FPOC）含量、分配比例及其在剖面上的分布变化均小于粗颗粒有机碳（CPOC），在0～100cm土体中，CPOC敏感性指标分别为SOC、FPOC和POC总量的2．66～13．56、3．75～5．99和2．58～4．17倍；不同土地利用方式土壤SOC与POC极显著相关，耕地SOC与POC相关性相对较小，乔灌混交林地和乔木林地最大。因此，CPOC和FPOC均可作为衡量土地利用方式转变对于土壤影响的评价指标之一。

春季解冻过程对长白山森林土壤颗粒有机碳构成的影响

采用原位培养法研究了长白山区5种林型(长白松林、蒙古栎林、次生白桦林、红松阔叶林和硬阔叶林)土壤有机碳及其颗粒组分随春季解冻过程变化的时空特征。结果表明,在春季解冻期各个阶段内,5种林型的0~20 cm土层土壤粗颗粒组分比例显著高于细颗粒组分比例,土壤解冻的初期至中期阶段,所有5种林型土壤的上层粗颗粒组分和下层细颗粒组分比例变化较小,而解冻后期,上层土壤粗颗粒的组分比例明显下降,而下层细颗粒组分比例明显上升;5种林型土壤粗、细颗粒有机碳含量存在明显的空间分布特征,上层土壤的粗、细颗粒有机碳含量均显著高于下层土壤。硬阔叶林、红松阔叶林、次生白桦林和蒙古栎林4种林型土壤上层、下层中的粗颗粒有机碳在解冻的各个时期含量接近,无显著性差异,细颗粒有机碳含量具有相同的规律,而长白松林地土壤粗、细颗粒有机碳含量均显著低于其他4种林型土壤。

采煤塌陷区复垦土壤微团聚体中有机碳组分对施肥的响应

为阐明复垦土壤微团聚体对有机碳的固存机制,采集不同施肥措施下连续复垦6年的耕层(0-20 cm)土样,采用物理分组方法,分析微团聚体中各有机碳组分[未受保护的细颗粒有机碳(fPOC)、受物理保护的微团聚体内颗粒有机碳(iPOC)、受化学或生物化学保护的矿质结合态有机碳(MOC)]储量的变化,以及SOC含量、微团聚体中各有机碳组分储量与玉米籽粒产量之间的关系.设对照(CK)、施化肥(NPK)、单施有机肥(M)、有机无机肥配施(MNPK)4个处理,另取未复垦生土(RS)和周边未破坏多年种植熟土(US)作为参照.结果显示,同CK相比,各施肥处理均显著提高了玉米籽粒产量,且以M处理的提高效果最佳.NPK处理显著降低了SOC含量,达6.02%;M和MNPK处理均显著提高了SOC含量、fPOC和iPOC储量,增幅分别为20.74%-33.44%、64.44%-115.56%和110.98%-173.17%,且以MNPK处理增幅最大;但MNPK处理显著降低了MOC储量,达13.35%.微团聚体中各有机碳组分储量与SOC含量均呈显著正相关,尤其是fPOC储量,说明复垦土壤有机碳主要固存在fPOC组分中.SOC含量与玉米籽粒产量呈极显著相关,表明该区域复垦土壤有机碳库仍未达到饱和.本研究表明连续6年复垦显著提高了土壤肥力,但同周边农田土壤相比,仍有待继续培肥;MNPK处理对提高该复垦区SOC含量的效果最佳,且增加的有机碳首先累积在fPOC组分中,因此需要长时间持续投入才能恢复土壤有机碳的稳定性.