集约农作条件下土壤有机碳动态模拟及其在黄淮海平原区的应用

集约农田土壤有机碳动态对作物可持续生产有重要意义。本研究基于碳固持CQESTR模型,在国内短期、中长期物料填埋试验资料基础上进行修正,将CQESTR模型按照物料降解与累积积温关系划分4个阶段,确定了不同降解阶段的物料类型因子。通过对黄淮海平原集约化农区7个独立肥料长期定位点1151组耕层土壤有机质观测值与模拟值进行验证,模型模拟95%置信区间为1.91g·kg-1,r2=0.91。修正的CQESTR模型可以预测不同种植和管理措施下作物残体、外源有机物料及土壤有机质的矿化,从而对集约耕作条件下土壤有机碳矿化和固持进行评价。

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。