长期不同施肥对太湖地区黄泥土总有机碳及颗粒态有机碳含量及深度分布的影响

研究了长期不同施肥处理(化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥)下,水稻土总有机碳和颗粒态有机碳的深度变化。结果表明,总有机碳(TOC)和颗粒态有机碳(POC)的深度分布都符合幂函数方程(Y=aX-b);不同的施肥处理主要影响耕层土壤的TOC和POC含量,POC分配比例在土壤深度上也有差异。其中,化肥与猪粪配施处理,由于有机物质的输入其TOC和POC含量显著高于其它3种处理;不施肥处理的POC含量显著高于单施化肥和秸秆配施化肥。并且,没有观察到耕层POC含量与不同小区的作物平均产量间的显著线性关系,这意味着土壤POC仅从含量来说,与作物生物量的输入并没有直接关系。而可能与施肥中的直接输入有较大关系。同时,POC含量与大团聚体颗粒组含量间的相关性不显著,说明不同施肥处理下POC的结构和性质可能发生了变异,导致其对大团聚体颗粒组形成及其稳定性的作用存在差异。可见,不同的施肥处理并没有改变TOC和POC的深度分布格局,只是改变了它们在耕层土壤的含量以及POC的分配比例。不同施肥处理下POC的结构性质及其稳定性的变化还有待于进一步的研究。

耕作措施对旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响

为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明:土壤总有机碳含量随土层加深而降低,游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量和占土壤总有机碳比例则随土层加深而增加。在0~40 cm各土层,各处理土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例(54.02%~76.78%)均高于矿质结合态有机碳占总有机碳的比例(31.78%~46.11%)。较之T处理,TS和NTS处理均不同程度提升土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例,其中NTS处理的提升效果最显著,TS处理次之。虽然NT、TS、NTS处理可提升土壤矿质结合态有机碳含量,但T处理下的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例高于NT、TS和NTS处理。耕作模式和秸秆添加模式均对土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的提升具有显著效应,但秸秆添加模式的效应高于耕作模式。同时,免耕模式仅对0~10 cm各土层土壤总有机碳的提升效应达到显著水平,对0~20 cm各土层土壤碳组分的提升效应均达显著水平,而添加秸秆对0~40 cm各土层土壤总有机碳和各组分均发挥着显著提升效应。综合来看,免耕配合秸秆还田可以提升土壤活力,促进土壤固碳,有利于该区构建环境友好型和可持续发展型农业生产模式。

利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响

土壤是陆地生态系统中重要的动态碳库,其微小的变化可能带来对全球大气CO2浓度的较大变化。颗粒态有机碳在土壤中周转速度较快,比土壤总有机碳更易受土地利用方式的影响,对于评价土地利用变化对土壤碳固定过程影响具有重要意义。采集不同的耕作、轮作和施肥处理的14年28茬的紫色土长期试验土壤,分析有机碳与颗粒态有机碳含量在土壤及不同深度分布特点,结果表明:长期垄作免耕并实行水稻(Oryza sativa)油菜(Brassica)轮作的利用方式下,0～10cm土层土壤有机碳与颗粒态有机碳含量明显高于其他利用方式下,而稻油水旱轮作平作利用方式下最低。整个耕层0～30cm深度的土壤有机碳含量介于8.92～29.98g·kg-1之间,颗粒态有机碳含量变幅为0.54～3.43g·kg-1之间,且存在随深度递增而降低的趋势。土壤有机碳与颗粒态有机碳都可用作评价利用方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但颗粒有机碳对于管理措施的响应更为敏感。从总有机碳与颗粒有机碳的关系来看,不同管理下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关。垄作免耕(稻油)的利用方式最有利于有机碳的保护和稳定。

稻田垄作免耕对根际土壤有机碳及颗粒态有机碳的影响

以稻田免耕长期定位试验站为平台,分析不同耕作制度对稻田根际土壤有机碳(SOC)和颗粒态有机碳(POC)的影响,并与非根际土壤进行对比分析.结果表明,长期实行垄作免耕(水稻—油菜)的方式下,根际SOC和POC含量显著高于其他耕作方式,而实行水旱轮作(水稻—油菜)方式下二者含量均最低.垄作免耕(水稻—油菜)根际SOC含量高于非根际土壤,而其他耕作处理均为根际低于非根际土壤.另外,垄作免耕(水稻—油菜)根际土壤POC含量高于非根际土壤,差异达极显著水平(p<0.01);常规平作(水稻—冬水田)也为根际大于非根际土壤,但差异不显著;其余耕作处理根际土壤POC含量均表现为非根际大于根际土壤,且差异均不显著(p>0.05).垄作免耕(水稻—冬水田)和垄作免耕(水稻—油菜)SOC和POC含量间存在显著相关性,表明免耕方式有利于土壤有机碳和颗粒有机碳的保护和稳定.

耕作方式对紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响

为研究耕作方式对西南地区紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响,以1989年设立的位于西南大学农场的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究在冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)5种不同耕作方式下,土壤中总有机碳(TOC)含量、颗粒态有机碳(POC)含量、颗粒态土壤质量分数和颗粒态有机碳分配比在土壤中的分布特点。结果表明,不同的耕作方式主要对表层土壤的TOC、POC分布产生显著影响,其中LM对提高积累TOC和POC贡献最大;0-60 cm土层TOC含量变化范围为7.10～34.45 g/kg,颗粒态土壤质量分数所占比例为30.38%～45.65%,POC含量为1.31～19.39 g/kg,各数值基本变化趋势都是随土壤深度的增加而减小。TOC与POC都可作为评价耕作方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但相同耕作制度下POC变化幅度更大,对其响应也更为敏感。从TOC和POC的关系来看,不同耕作制度下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关,免耕方式有利于有机碳以及颗粒态有机碳的保护和稳定。

干热河谷不同林地土壤有机碳和颗粒态有机碳的含量比较

[目的]研究元谋干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳在0～40cm分布情况,为干热河谷土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以自然草坡(车桑子+扭黄茅)作为对照(CK)研究银合欢人工林、余甘子+罗望子人工林、罗望子人工林土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量变化。林地小区面积为20m×30m,按照蛇形取样方法每个林地随机取4个点,深度为0～40cm,每10cm一层,共4层,每层3个重复。[结果]研究表明,3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳含量均较低,各林地有机碳和颗粒态有机碳分布均以0～10cm为最高。有机碳和颗粒态有机碳含量最高的是罗望子林,分别达到7.7175和2.9967g/kg;最低是自然草坡,分别为3.0783和1.5950g/kg。通过对3种林地土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量的欧式距离比较发现,有机碳自然草坡和银合欢林相似,颗粒态有机碳自然草坡和银合欢林、罗望子林相似。[结论]干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳总体含量偏低,土壤退化严重。

不同覆盖处理下西南亚高山森林土壤颗粒态有机碳的季节动态

[目的]研究不同覆盖处理对西南亚高山森林土壤颗粒态有机碳动态的影响.[方法]利用均质化重装土柱在凋落物和积雪不同的土表覆盖处理下（裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪LS）进行原位培养,在不同时间采集原位培养土柱,分别测定0～10 cm和10～20 cm深度土壤颗粒态有机碳（Particulate organiccarbon,POC）含量.[结果]不同处理下土壤表层（0～10 cm）与表下层（10～20 cm） POC含量在短期内均具有一定的稳定性,但低温季节和非冻融季节含量变化显著;各处理下POC在低温季节中期高于前期和末期;效应分析显示,采样时间（温度）对POC含量影响显著,而凋落物和积雪覆盖对土壤POC含量影响不显著,但各种采样时间（温度）、覆盖和土壤深度等因素对土壤POC动态有交互作用.[结论]亚高山土壤POC主要是在低温季节前期和中期形成和积累,在非冻融季节消耗,温度因素比土表覆盖更显著影响土壤POC的季节动态.气温升高将导致高海拔土壤低温季节缩短和非冻融季节延长,可能促进高海拔土壤有机碳库中积累的大量POC消耗,使高海拔土壤成为一个潜在的碳源.

乌江流域颗粒态有机碳的时空分布特征

以乌江为研究对象,采集了乌江干流7座大型水库及猫跳河支流红枫水库的表层水体悬浮颗粒物(total suspended matter,TSM)样品,测定了其表层颗粒态有机碳(particulate organic carbon,POC)和稳定碳同位素(δ13C),并以木质素作为陆源有机质的生物标志物,分析了乌江流域水库有机碳的空间和季节分布特征.结果表明:表层水体TSM质量浓度受季节影响显著,呈现出春夏季高于秋冬季的趋势;POC和木质素含量(∑8和Λ8)差异受季节影响较大,其中秋冬季上游POC含量显著高于下游,体现出梯级筑坝拦截效应;∑8与Λ8呈显著线性相关,都表现出明显的秋冬季高丁春夏季的趋势.表层水体TSM的δ13C值明显偏负,可能是由于陆源植物碎屑和淡水浮游生物更容易存在于表层水体.木质素参数信息反映出流域内的优势植被种群为被了植物,TSM样品的陆源有机质是由多种类型植物共同混合、降解、运输至河流的.TSM样品的降解水平不高,7月、10月个别采样点出现了较高的降解水平.

施用猪粪生物炭对酸性和石灰性水稻土颗粒态和矿物结合态有机碳含量及化学结构的影响

[目的]土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳库的主要组成,了解施用生物炭对其含量变化及其在土壤总有机碳中的占比和化学组成特征,对认识土壤有机碳动态变化具有重要意义。[方法]于2019年,分别在杭州市富阳区的酸性和石灰性水稻土上进行猪粪生物炭施用量和方法定位试验,种植制度为单季水稻。试验设置6个处理:常规施化肥(NPK),NPK基础上施用猪粪4.5 t/(hm^(2)·a)(SM),NPK基础上施用猪粪生物炭4.5 t/(hm^(2)·a)(SBc1)、11.25 t/(hm^(2)·a)(SBc2)、22.5 t/(hm^(2)·a)(SBc3),以及猪粪生物炭一次性施用112.5 t/hm^(2)(SBc4)。2021年(第3年)水稻收获后,采集0-20 cm耕层土壤样品,分析其基本理化性质,并将土壤样品分为250~2000μm(粗颗粒态有机物),53~250μm(细颗粒态有机物)和<53μm(矿物结合态有机物)3个粒级,分析各粒级土壤中有机碳含量以及占比,并采用傅里叶红外光谱仪分析了各粒级土壤有机碳的特征光谱,以特征光谱峰值半定量性的评估了有机碳组成的变化。[结果]与SM处理相比,酸性水稻土中SBc3、SBc4处理土壤有机碳含量分别显著增加了49.4%和103.3%,石灰性水稻土中土壤有机碳含量分别增加了42.2%和53.0%。与SM处理相比,4个猪粪生物炭处理显著增加了酸性水稻土粗颗粒态有机碳(C-POC)含量137.8%~554.1%,细颗粒态有机碳(F-POC)含量37.6%~85.2%(P<0.05);SBc3和SBc4处理分别显著增加了石灰性水稻土中C-POC含量110.0%和203.0%,F-POC含量54.8%和96.0%(P<0.05);与SM处理相比,4个猪粪生物炭处理对两种水稻土MAOC含量的影响均不显著(P>0.05)。傅里叶红外光谱特征测定结果表明,施用猪粪和猪粪生物炭对两种水稻土各粒级中主要有机化合物的类型无显著影响,但会影响其比例,与NPK处理相比,SBc3和SBc4处理分别显著增加了酸性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例19.5%和38.0%,降低了酚醇碳族化合物的比例7.8%和17.9%,显著降低了石灰性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例21.0%和19.1%,增加了酚醇族化合物的比例19.1%和33.2%(P<0.05)。[结论]对于较高的猪粪生物炭施用量,不论一次性施用还是逐年施用均可显著增加水稻土总有机碳含量,且粗颗粒有机碳增加幅度大于细颗粒,而对矿物结合态有机碳含量无显著影响。施用猪粪生物炭对土壤有机碳主要组成有机化合物无显著影响,但会增加酸性水稻土有机碳的稳定性,而降低石灰性水稻土有机碳的稳定性。相同施用量下,猪粪生物炭提高酸性水稻土有机碳含量的作用高于石灰性水稻土。本试验结果可为猪粪生物炭在农田的科学应用提供技术支撑和理论依据。

黄土高原生物土壤结皮发育过程中颗粒态和矿物结合态有机碳变化特征

土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是重要的土壤碳库,其比例的变化决定土壤有机碳的周转速率及稳定性。探讨沙地生物土壤结皮发育过程中颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量、分配比例和差异性特征,对于深刻认识初始土壤形成过程中有机碳库形成、稳定机制具有重要意义。选择神木市六道沟流域生物土壤结皮4个发育阶段(藻结皮、藻结皮+少量藓结皮、藓结皮+少量藻结皮、藓结皮)为研究对象,裸沙作为对照,研究生物结皮层及结皮层下层0—2 cm,2—10 cm,10—20 cm土层土壤颗粒态和矿物结合态有机碳的变化特征。结果表明:(1)在BSCs土层,POC的增加速率大于MAOC,MAOC处于饱和状态;(2)在BSCs和0—2 cm土层,以微生物源有机碳为主导的MAOC主要贡献有机碳积累,在2—10 cm和10—20 cm土层,以植物源有机碳为主导的POC主要贡献有机碳积累;(3)POC和MAOC含量随土层增加而降低,随着生物土壤结皮发育而增加;(4)POC和MAOC与SOC均有显著的正相关关系,表明结皮定殖和发育显著促进了土壤有机碳积累。这些结果表明生物土壤结皮的定殖和发育能够显著促进POC和MAOC增加进而贡献土壤有机碳的固存。在土壤早期发育过程中,MAOC对SOC的贡献占主导地位。然而由于沙土黏粒含量的缺乏导致MAOC趋于饱和时,SOC的增加或主要由POC的积累来实现。

土壤颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳对气候变暖响应的研究进展

提高陆地生态系统固碳增汇能力是如期实现“双碳”目标最为经济、绿色的途径之一。土壤颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳作为重要的土壤有机碳组分,是精细诊断陆地生态系统碳循环变化的关键。已有研究表明气候变暖改变了陆地生态系统碳循环,同时对植物和微生物源有机碳输入产生影响,但关于土壤有机碳组分对气候变暖响应及其影响因素的研究尚未有统一结论。论文系统介绍了土壤颗粒态和矿物结合态有机质分组框架;阐述两种组分形成、转化和稳定过程;梳理目前学术界关于土壤颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳对气候变暖响应及其影响因素的研究进展。在此基础上讨论现有研究的不足和未来面临的挑战,并提出目前亟需解决的关键科学问题及未来研究方向,以期为制定土壤有机碳管理措施和应对气候变化提供一定的理论参考。

重金属污染的稻田土中总有机碳和颗粒态碳的变化

从广东大宝山矿区横石河下游受重金属污染的水稻田采集6个土壤剖面样品,研究了土壤中总有机碳(TOC)、颗粒态有机碳(POC)和POC/TOC比率的垂直分布特征,并探讨不同污染程度对土壤有机碳含量及稳定性的影响.结果表明,与轻度污染和中度污染采样点相比,在重度污染的各土层中,TOC含量显著下降,其垂直分布有显著改变.POC含量在不同土层间的变化与TOC表现出相似的规律,但差异更显著.重金属污染会影响土壤有机碳不同组分在土壤剖面上的垂直分布特征及分配比例,从而影响土壤有机碳的稳定性和可利用性.中度重金属污染使POC含量显著增高,土壤有机碳变得易于分解和损失;重度污染使TOC含量显著降低,不利于土壤有机碳的固定和积累.不同重金属对土壤有机碳稳定性的影响不同,Pb表现出与Cu、Cd的拮抗作用,Pb使有机碳稳定性增加;而Cu和Cd则相反.但多种重金属联合效应使土壤有机碳稳定性呈降低趋势.

太湖西北湖区表层水体颗粒态有机碳含量的季节变化及其来源解析

以太湖重度蓝藻水华发生的西北湖区为研究对象,从河口到湖心区设置5个采样点,于2012年9月—2013年8月逐月采集表层水体样品,测定了水温、蓝藻生物量和总细菌丰度,并分析了颗粒态有机碳(POC)、溶解性有机碳(DOC)含量及颗粒态有机物(POM)的碳稳定同位素特征值(δ^(13)C_(POM))和碳氮比(C/N).结果表明,与DOC相比,太湖西北湖区表层水体POC含量变化范围较大,为(0.49±0.03)^(30.86±2.00)mg·L^(-1),冬季POC含量较低,春季和夏季POC含量达到最大值.降雨冲刷作用产生的悬浮物随着地表径流进入水体可能是引起汛期POC/DOC升高的重要原因.鉴于太湖水体风场影响下表层湖流作用会引起蓝藻在西北湖区堆积,5个采样点的蓝藻生物量没有显著差异.POC含量的差异仅存在于靠近陈东港的河口区S5与湖心S4之间(p<0.05,n=10).蓝藻生物量与POC含量(r=0.634,n=48,p<0.01)、δ^(13)C_(POM)(r=0.500,n=48,p<0.01)均显著正相关,表明蓝藻是太湖西北湖区表层水体POC的来源之一.西北湖区秋、冬季δ^(13)C_(POM)显著低于春、夏季(p<0.001,n=57),均值(-25.9‰±6.37‰)介于太湖δ^(13)C微囊藻(-20.9‰)和外源来源端元的碳稳定同位素特征值(-27‰)之间,表明内源和外源来源都是太湖西北湖区表层水体POC的来源,夏季表层水体POC的主要来源是内源,冬季河口区S5的主要来源是外源.POM碳氮比有显著季节变化规律,秋、冬季较春、夏季高(p<0.001,n=55),平均值(9.36±2.80)较低,可能是内源来源POC及外源POC被细菌生物降解的结果.

长期不同施肥对黄泥土水稳性团聚体颗粒态有机碳的影响

研究了长期不同施肥处理（化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥）下太湖地区黄泥土耕层水稳性团聚体颗粒态有机碳含量的变化。结果表明，供试土壤水稳性团聚体组成以〉2mm和2—0．25mm粒径为主，施肥下〉2mm水稳性团聚体显著增加，并伴随2—0．25mm水稳性团聚体明显减少。颗粒态有机碳主要存在于〉2mm水稳性大团聚体中，并随着水稳性团聚体粒径的减小而明显减少。〉2mm水稳性大团聚体中的POE对施肥的响应较为敏感，以化肥与秸秆配施下该粒径水稳性团聚体中POE的积累效果最为明显。而化肥与猪粪配施则显著增加了2-0．25mm和0．25-0．053mm水稳性团聚体中的POC含量。土壤不同层次水稳性团聚体中POE的来源不同，在0—5cm表层可能主要来源于作物根茬生物量，而在5—15cm土层则可能跟施入的外源有机物有关。

南沙海域基于^(234)Th-^(238)U不平衡的颗粒态有机碳输出通量及其时间演化

测定了南沙海域一时间系列站 ｔ１， ｔ２时刻（相距 １２．３ ｄ）水柱各相态２３４Ｔｈ比活度及相关的水化学要素．结果发现真光层中溶解态２３４Ｔｈ比活度随时间的推移而降低，颗粒态２３４Ｔｈ比活度随时间的推移而升高，总２３４Ｔｈ比活度则几乎保持恒定，表明２３４Ｔｈ在溶解相与颗粒相两相间的快速转换．水柱总２３４Ｔｈ的垂直分布呈现“双亏损层”的分布模式．运用稳态不可逆清除模型估算出两个时间点上真光层的颗粒态有机碳（ＰＯＣ）输出通量，分别为４６．５和１３．１ｍｍｏｌＣ／ｍ２·ｄ．对ＰＯＣ输出通量的估算产生显著影响的不是２３４Ｔｈ清除模型而是真光层底部 ＰＯＣ／２３４Ｔｈｐ值的选取．

利用方式对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响

【目的】为了解林地转化为农地对砂质土壤有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中分布的影响。【方法】本文采用物理与化学相结合的方法比较研究了自然林地、桔园和蔬菜地等3种利用方式下砂质土壤不同粒径团聚体中有机碳(C)、氮(N)和磷(P)的分布和化学形态。【结果】林地开垦种植柑桔和蔬菜,表土有机碳平均分别减少了79%和67%,全氮平均分别下降了64%和31%,而土壤磷却成倍的增加。农业土壤(桔园和蔬菜地土壤)的C/N比(11～19)低于林地土壤(25～37)。土壤颗粒态有机质对土地利用变化极为敏感,在林地开垦为桔园和蔬菜地后,颗粒态有机质形式的碳(POM-C)的下降幅度明显高于非颗粒态有机碳,林地、桔园和蔬菜地土壤POM-C占土壤总有机碳的平均比例分别为69.1%、41.0%和12.5%。林地土壤有机碳和氮素主要分布在>0.5mm和0.25～0.5mm的团聚体中;而桔园和蔬菜地土壤的有机碳和氮素主要分布在0.25～0.5mm和0.053～0.125mm团聚体中。磷素主要分布在>0.5mm和<0.053mm等2个粒级中。农业土壤磷素主要以HCl-P形态存在,而林业土壤的磷主要以NaOH-OP(有机磷)和H2O-P形态存在。【结论】研究证实了由原始林地开垦转变为农业用地不利于砂质土壤有机碳和氮的积累;利用方式改变可极大地影响砂质土壤中有机碳、氮和磷的形态及其在不同大小团聚体中的分布。

长白山两种森林类型土壤颗粒有机碳和黑碳分布特征

[目的]量化长白山原始阔叶红松林和杨桦次生林土壤颗粒有机碳和黑碳含量及分布特征,为研究东北森林土壤有机碳分布和积累提供依据。[方法]采用粒径分组方法测定原始阔叶红松林和杨桦次生林土壤表层(A_(11))和亚表层(A_(12))颗粒有机碳(POC)和黑碳(BC)含量,分析其与土壤基本性质(有机质、含水量、p H值、粘粒和团聚体等)的关系。[结果]表明:(1)两种森林类型土壤A_(11)和A_(12)POC含量分别为31.89 88.00、5.25 19.45 g·kg^(-1),BC含量分别为8.43 22.40、3.39 12.10 g·kg^(-1),二者随土壤深度增加而显著下降(p<0.01)。(2)森林类型显著影响土壤POC和BC,表现为杨桦次生林>原始阔叶红松林。(3)两种森林类型土壤POC与土壤有机质、含水量、水稳性团聚体均显著相关,与p H值、粘粒相关性不显著;BC与土壤p H值、粘粒和团聚体相关性均不显著,与含水量显著相关,与有机质仅在A_(11)显著相关。(4)土壤POC和BC显著相关(p<0.01)。[结论]在长白山地区森林类型显著影响土壤POC和BC含量,杨桦次生林土壤POC和BC显著高于原始阔叶红松林,很大程度上与森林的采伐和火烧有关。两种森林类型土壤POC和BC分布格局是土壤物理化学性质综合作用的结果。

生态恢复对红壤侵蚀地土壤有机碳组成及稳定性的影响

为了研究红壤侵蚀区生态恢复过程中土壤有机碳的组成与动态变化,选择红壤侵蚀区生态恢复10 a和30 a的马尾松林为对象,以侵蚀裸地和次生林为对照,应用土壤有机碳物理分组方法,研究了侵蚀地植被恢复过程中表层土壤粗颗粒态有机碳(cPOC)、细颗粒态有机碳(f POC)和矿质结合有机碳(MOC)含量及POC/MOC比值的变化。结果表明:生态恢复显著提高了土壤有机碳含量(P<0.05),土壤中不同组分有机碳含量也相应增加。生态恢复10 a,土壤有机碳主要以f POC形式积累,cPOC和MOC没有显著变化,其中0—10 cm土层POC占总土壤有机碳(SOC)比例高达64.1%,但稳定性较差。与恢复10 a相比,生态恢复至30 a时,0—10 cm土壤f POC含量相对不变,cPOC和MOC含量均显著增加(P<0.05),10—20 cm土壤f POC和MOC增加量达到显著水平,而cPOC含量仍未显著增加,说明生态恢复过程中土壤固碳模式符合SOC饱和理论。生态恢复过程中土壤POC/MOC比值呈先升高后降低的趋势,且表层土壤大于亚表层土壤,说明随着生态恢复时间的增加,土壤有机碳稳定性逐渐提高,且亚表层土壤高于表层。因此,生态恢复对于侵蚀地碳固定的长期有效性具有重要意义。

覆盖作物种植对砂姜黑土团聚体稳定性及其有机碳组分的影响

为探究覆盖作物种植对淮北平原砂姜黑土团聚体稳定性和有机碳组分的影响,本研究以淮北平原砂姜黑土为研究对象,研究不压实及压实处理下不同覆盖作物类型(休闲、苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子混播)对表层土壤(0~10 cm和10~20 cm)团聚体稳定性及其有机碳组分的影响。结果表明:与休闲相比,种植不同覆盖作物(苜蓿、油菜、萝卜+毛苕子)均能显著提高两种压实处理0~10 cm土层有机碳(SOC)含量,其中苜蓿处理增幅最大(14.3%);在10~20 cm土层,仅苜蓿处理显著增加了SOC含量(9.17%~10.8%)。在0~10 cm和10~20 cm土层,各覆盖作物处理土壤水稳性团聚体平均质量直径(MWD)的变化规律与土壤有机碳完全一致,均表现为苜蓿处理显著提高了两个土层的MWD。与休闲相比,3个种植覆盖作物处理均能显著提高0~10 cm土层水稳性大团聚体(≥2000μm)的含量;10~20 cm土层中仅苜蓿处理在两种压实处理下水稳性大团聚体(≥2000μm)含量较休闲处理有显著提升。种植覆盖作物使不同粒级团聚体SOC含量均呈现出增加的趋势,其中苜蓿处理显著增加了0~10 cm和10~20 cm土层≥2000、250~<2000μm和53~<250μm团聚体SOC含量。与休闲处理相比,苜蓿、油菜和萝卜+毛苕子处理均显著增加了0~10 cm和10~20 cm土层土壤颗粒有机碳(POC)含量,其中苜蓿处理的增幅均为最大(25.2%~34.5%)。覆盖作物对土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量无显著影响。与不压实处理相比,压实处理对SOC、POC和MOC含量以及水稳性团聚体MWD均无显著影响。研究表明,种植覆盖作物尤其是苜蓿可以显著提高砂姜黑土总有机碳和颗粒有机碳含量以及水稳性团聚体的稳定性,从而改善砂姜黑土质量并提升其生产力。