改良剂对矿区复垦土壤机械稳定性团聚体及有机碳的影响

为探究不同改良剂及施用时间对矿区复垦土壤结构和肥力的影响,在襄垣煤矿复垦区设置田间微区,研究施用改良剂6个月和1年时,泥炭和腐殖酸对复垦土壤机械稳定性团聚体分布与稳定性、土壤有机碳含量及土壤红外光谱特征的影响.结果显示,施用泥炭和腐殖酸6个月时大团聚体( 0.25 mm)含量增加,施用泥炭和腐殖酸1年时大团聚体含量减少,微团聚体(0.25 mm)含量增加.施用改良剂6个月时,泥炭和腐殖酸各处理土壤平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)均高于空白对照,均以5%腐殖酸处理最高,与空白对照相比分别增`加了10.95%和22.43%;施用泥炭和腐殖酸1年时,泥炭各处理土壤MWD和GMD仍高于空白对照,腐殖酸各处理土壤MWD和GMD则均低于空白对照.施用泥炭和腐殖酸能够增加土壤总有机碳及各粒级团聚体有机碳含量.施用改良剂6个月及1年时均以5%腐殖酸处理土壤总有机碳含量最高,分别较空白对照增加了566.35%和502.59%.施用泥炭6个月和1年时土壤 0.25 mm大团聚体有机碳增量最大,而施用腐殖酸6个月和1年时土壤0.25-0.053 mm团聚体有机碳增量最大.综上所述,泥炭和腐殖酸有利于大团聚的形成,能改善团聚体的稳定性,增加土壤有机碳、碳水化合物、含氧官能团、多糖及取代芳香类物质的含量,但施用改良剂1年大团聚体含量和有机碳含量会减少,施用腐殖酸1年会降低复垦土壤团聚体稳定性.(图4表1参33)     

岩溶区不同土地覆被方式对土壤团聚体有机碳的影响

分析不同土地覆被方式土壤有机碳的差异和特点有助于深入研究岩溶区碳循环的特点和规律。以西南岩溶地区森林、灌丛和果园3种土地覆被方式为研究对象,对0~100 cm各层土壤总有机碳及团聚体有机碳的差异和特征进行研究,结果表明:(1)3种土地覆被方式以森林土壤总有机碳含量最高(12.53~39.33 g·kg~(-1)),灌丛次之(8.48~27.99 g·kg~(-1)),果园最低(8.40~18.61 g·kg~(-1)),不同土地覆被方式土壤总有机碳不仅在0~20 cm差异显著,而且在40~70 cm土层也有明显差异(P0.05);各土地覆被方式0~100 cm各层土壤均以0.25 mm水稳性大团聚体为主,果园土壤2 mm团聚体质量分数在0~90cm土层显著低于森林和灌丛(P0.05)。(2)土地覆被方式对土壤2 mm大团聚体内有机碳含量的影响最为显著,森林土壤2 mm团聚体有机碳的含量为12.32~39.88 g·kg~(-1),在0~100 cm各层均显著高于灌丛和果园,并且灌丛土壤2 mm团聚体有机碳的含量在0~30 cm和40~90 cm土层也显著高于果园(P0.05)。另外,果园土壤0.25 mm微团聚体内有机碳的含量明显高于0.25 mm大团聚体,然而森林0~100 cm土层和灌丛0~30 cm土层各粒级团聚体有机碳含量没有显著差异(P0.05)。(3)3种土地覆被方式,0.25 mm大团聚体对土壤有机碳的贡献均高于0.25 mm微团聚体;森林、灌丛和果园0.25~2 mm团聚体对有机碳的贡献率分别为40.31%~67.76%,41.99%~59.38%和48.72%~68.18%,是贡献率最高的团聚体;不同土地覆被方式之间2 mm团聚体对有机碳的贡献差异最为显著,森林土壤明显高于灌丛和果园;3种土地覆被方式中果园土壤0.25mm微团聚体对有机碳贡献率相对较高,其0.053~0.25 mm微团聚体对有机碳的贡献率为13.08%~26.98%,仅次于0.25~2 mm大团聚体。     

不同轮作模式对潮土团聚体及其有机碳分布的影响

为揭示不同轮作模式下潮土土壤团聚体及其有机碳含量变化规律,于2018-2019年在山西大同进行了田间试验.设置处理为油菜—荞麦(RB)、玉米—荞麦(CB)、马铃薯—荞麦(PB)和燕麦—荞麦(OB)4种轮作模式,荞麦—荞麦(BB)连作和休闲—休闲(FF)为对照,测量指标为土壤团聚体组成、稳定性和团聚体内有机碳分布.结果显示:与连作模式(荞麦—荞麦)相比,各轮作模式均提高了土壤大团聚体数量和稳定性;油菜—荞麦(RB)轮作模式0-60 cm土层的大团聚体含量均增加,其0-20 cm土层的平均重量直径(MWD)、几何平均直径(GMD)增幅为5%和7%,20-40 cm土层的团聚体R0.25、MWD、GMD值增幅为8%、26%和37%.各轮作模式土壤有机碳主要富集在土壤表层,且>3 mm粒级土壤团聚体中有机碳含量对整个土壤有机碳含量和土壤有机碳库的贡献率最高.同时,各轮作模式0-20 cm土层各个粒级团聚体的有机碳含量均显著增加,油菜—荞麦(RB)轮作模式20-40 cm土层各个粒级团聚体的有机碳含量显著增加,随粒径级数递减其增幅分别为41%、49%、72%和39%,其>3 mm粒级团聚体的有机碳储量及贡献率也最高.总之,轮作有利于增加土壤团聚体的有机碳含量,可改善土壤团聚体组成及稳定性,增加土壤的固碳能力,但不同轮作模式间有差异.本研究表明油菜—荞麦轮作更有利于土壤固碳,可以在研究区域作为重要轮作模式进行推广和应用.(图2表5参41)     

川西亚高山不同彩叶林土壤水稳性团聚体特征

彩叶林是川西亚高山地区重要的生态系统类型之一.以川西亚高山典型彩叶林为对象,研究彩叶林不同季节土壤有机层和矿质土壤层水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征.结果表明:(1)彩叶林土壤水稳性团聚体各粒径占比总体呈现随团聚体粒径减小而降低的变化趋势,以2 mm团聚体最高,0.053-0.25 mm团聚体最低,土壤有机层和矿质土壤层2 mm团聚体分别占21.1%-54.3%和17.2%-60.0%.(2)土壤团聚体总量中大团聚体(0.25 mm)百分比(R_(0.25))占60%以上,土壤有机层R_(0.25)、团聚体平均重量直径(MWD)和几何平均直径(GMD)以糙皮桦-岷江冷杉林(BAF)最高;矿质土壤层R_(0.25)以BAF最高,MWD和GMD以白桦-云杉-川滇长尾槭林(BPA)最高;两个土层的土壤粒径分形维数(D)以BAF最低.(3)彩叶林类型变化显著影响土壤水稳性团聚体粒径组成、R_(0.25)、MWD、GMD和D,但采样时期、土层及其交互作用未显著影响土壤R_(0.25)、GMD和D.上述结果表明川西亚高山森林土壤水稳性团聚体粒径组成和稳定性特征随彩叶林类型变化明显不同,BAF具有较好的土壤团粒结构和稳定性.(图3表3参34)     

四川盆地西缘4种人工林土壤团聚体及有机碳特征

土壤团聚体作为土壤结构的基本单元,强烈影响着土壤物理化学性质.通过干筛法对四川盆地西缘4种人工林(柳杉林、含笑林、桢楠林和麻栎林)两个土壤层次(0-20 cm和20-40 cm)土壤团聚体及有机碳进行研究.结果表明:4种人工林土壤团聚体均以2 mm粒径为主,而0.5-0.25 mm粒径团聚体仅占1.07%-3.39%;柳杉人工林0-20 cm土壤有机碳含量比20-40 cm高2倍多,其他3种人工林两个土壤层次差异幅度相对较小;与2 mm土壤大团聚体相比,各林地微小团聚体有机碳含量相对较高.2 mm粒径团聚体对有机碳贡献率达到72%-87%.但是,较小粒径土壤团聚体有机碳储量相对较高.综上所述,就土壤团聚体及有机碳特征而言,柳杉林和麻栎林比桢楠林和含笑林更适合用于当地植被恢复.     

化肥减量配施有机肥和秸秆对华北潮土团聚体分布及稳定性的影响

为了探明化肥减量配施有机肥和秸秆对华北潮土区小麦-玉米轮作田土壤团聚体含量、大小和稳定性的影响,设置常规施肥(CK)、化肥减量处理(F)、化肥减量配施秸秆还田(FS)、化肥减量配施有机肥(FM)、化肥减量配施有机肥和秸秆(FSM)共5个处理定位试验,分别测定各处理土壤有机质和全氮含量,并采用干筛法和湿筛法测定分析土壤团聚体的粒径分布、0.25 mm粒级的含量、平均质量直径(mean weight diameter,MWD)、几何平均直径(geometric mean diameter,GMD)和分形维数(particle-sized dimension,PSD)。结果表明:小麦季,FS、FM和FSM处理显著提高了土壤有机质和全氮含量,并显著提高了机械稳定性和水稳定性团聚体0.25mm粒级的含量、MWD和GMD,显著降低了水稳定性团聚体PSD,各处理之间机械稳定性团聚体PSD差异不显著。玉米季,FM处理显著提高了土壤有机质含量。FS、FM和FSM处理的0.25 mm粒级水稳定性团聚体的含量均显著高于CK。FSM处理显著提高了机械稳定性团聚体0.25 mm粒级的含量、MWD和GMD;FM处理显著降低了水稳定性团聚体PSD。小麦季PSD和玉米季干筛团聚体PSD与粒径0.25mm团聚体的含量呈显著负相关关系,玉米季湿筛团聚体PSD与粒径0.25 mm团聚体的含量呈极显著负相关关系。综上,在华北潮土区化肥减施配施有机肥、作物秸秆可促进表层土壤团聚体的形成,并提高其稳定性,是维持土壤肥力有效的管理措施。     

复垦土壤团聚体稳定性和胶结物质对不同施肥的响应北大核心CSCD

土壤团聚体的组成和稳定性是评价土壤质量的重要指标,土壤胶结物质是团聚体形成的物质基础,两者密切相关.通过研究不同施肥处理下团聚体胶结物质含量的变化,阐明采煤塌陷区复垦土壤团聚体的分布与形成机制.设不施肥(CK)、施化肥(NPK)、单施有机肥(M)和有机无机肥配施(MNPK)4个处理,另取未复垦生土(RS)和周边未破坏多年种植的熟土(US)作为参照.采集耕层(0-20 cm)非扰动的土样,利用干筛法分析团聚体(> 2、0.25-2、0.053-0.25 mm)和粉黏粒组分(<0.053 mm)的分布比例,测定团聚体有机胶结物质(多糖、富里酸、胡敏酸和有机碳)和无机胶结物质(碳酸钙和颗粒组成)的含量.结果表明,同RS相比,各施肥处理均显著提高了> 0.25 mm机械稳定性团聚体的数量(R0.25),增幅为5.32%-5.94%,但是均显著降低了平均重量直径(mean weight diameter,MWD)(除M处理外),降幅为7.51%-9.83%,而M处理显著提高了几何平均直径(geometric mean diameter,GMD),增幅为5.65%.同CK相比,各施肥处理对大团聚体(> 0.25 mm)以及粉黏粒组分(<0.053 mm)的分布比例无显著影响,仅M和MNPK处理显著降低了微团聚体(0.053-0.25 mm)的分布比例,降幅为49.45%-62.40%.各施肥处理对富里酸含量无显著影响.NPK处理仅显著降低了土壤有机碳含量.M处理显著提高了土壤有机碳和碳酸钙含量,却显著降低了土壤黏粒含量.而MNPK处理显著提高了土壤各胶结物质含量(除富里酸和黏粒外).胶结物质与机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性的冗余分析结果表明,各胶结物质中,仅胡敏酸对机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化的解释率达到了显著水平(P <0.05),能够解释57.1%机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化,并且其单独贡献率为75.9%.综上所述,经过6年培肥,同未复垦土壤相比,各施肥处理显著提高了大团聚体的数量,但同周边农田土壤相比,仍有待进一步培肥提高团聚体稳定性;MNPK处理是提高该复垦土壤有机胶结物质含量最有效的措施,胡敏酸是影响该复垦土壤机械稳定性团聚体的分布比例和稳定性变化的唯一显著的胶结物质.(图5表6参36)     

等碳量不同有机物料添加对红壤团聚体组分分布及有机碳、氮含量的影响

由于土壤理化性质不同,不同肥力的红壤上适宜的有机物料种类可能存在差异。为精准分类指导不同肥力红壤选择适宜的有机物料种类,选择长期进行花生、油菜轮作的红壤旱地,采集0～20和>20～40 cm深度土壤样品,分别代表高肥力和低肥力土壤,设置不施有机碳(C0)以及施用油菜秸秆碳(OSC)、水稻秸秆碳(RSC)、玉米秸秆碳(MSC)、猪粪碳(PMC)处理,其中各有机物料处理的碳投入量相同,进行连续90 d的避光培养,测定不同处理团聚体组分及有机碳、氮含量,分析有机物料投入C/N比与团聚体组分C/N比的相关关系。结果表明：(1)与C0对照相比,各有机物料处理均显著提高了>2 mm团聚体比例。在高肥力土壤中,OSC、RSC、MSC和PMC处理>2 mm团聚体组分比例分别增加217.89%、283.97%、286.63%和210.63%,低肥力土壤中上述处理的增幅分别为72.25%、84.45%、72.11%和46.47%。(2)有机物料投入后,>2、>0.25～2、≥0.053～0.25和<0.053 mm团聚体组分有机碳含量均显著提升,但不同肥力土壤中各有机物...     

不同浓度和多样性的根系分泌物对土壤团聚体稳定性的影响

土壤团聚体是维持其物理结构和肥力的基础.为探究根系分泌物的浓度和多样性对土壤团聚体稳定性的影响,通过添加不同碳浓度(0.5 g/kg、1 g/kg)和多样性(3种碳源、9种碳源)人工模拟根系分泌物,研究土壤团聚体稳定性、粒级结构及其内部微生物生物量的变化.结果显示:(1)与对照相比,添加根系分泌物提高了土壤团聚体的稳定性,平均质量直径(Mean weight diameter,MWD)数值增加了28%-142%,几何平均直径(Geometric mean diameter,GMD)增加了20%-33%;(2)与低碳浓度根系分泌物相比,高碳浓度根系分泌物显著增加团聚体稳定性,且主要是通过增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳;而根系分泌物多样性的增加并未提高团聚体的稳定性,也未增加 2 mm粒级团聚体的含量和微生物生物量碳,其中在高碳浓度+低多样性处理(High carbon concentrations+low diversity,HC+LD)下 2 mm粒级团聚体的含量显著增加了560倍, 2 mm粒级团聚体中微生物生物量碳增加了3.6倍.本研究表明根系分泌物能够通过刺激微生物生长,增加土壤中大粒级团聚体的含量,进而提高团聚体的稳定性,其效应与根系分泌物的浓度和成分显著相关.(图3表2参37附图1)     

基于粒度的土壤团聚体中砷的形态分布特征

为明确土壤团聚体对砷分布和形态的影响,探讨污染农田中砷的可移动性及其环境风险,采集辽宁省某冶炼厂周边污染与非污染(对照)农田表土,采用湿筛法获得2 mm、2~0.25 mm、0.25~0.053 mm和0.053 mm 4个粒级的团聚体,分析明确了污染与对照土壤团聚体中全砷及污染土壤团聚体中各提取态砷的分布特征。结果表明,污染土壤0.25 mm粒级团聚体含量(78.49%)以及其中砷的分配量(80.83%)均显著高于对照土壤(64.33%、67.8%),其中0.25~0.053 mm粒级团聚体中砷的分配量最高(43.13%)。2 mm、0.25~0.053 mm以及0.053 mm粒级团聚体中各形态砷分布规律一致:残渣态(20.21~99.10 mg·kg~(-1))铁锰氧化物结合态(13.38~26.39 mg·kg~(-1))专性吸附态(5.19~8.86 mg·kg~(-1))非专性吸附态(1.13~2.94mg·kg~(-1))。而2~0.25 mm粒级团聚体中各形态砷为:残渣态(85.91 mg·kg~(-1))专性吸附态(28.48 mg·kg~(-1))铁锰氧化物结合态(25.63 mg·kg~(-1))非专性吸附态(6.00 mg·kg~(-1))。非专性吸附态和专性吸附态砷在0.25 mm粒级团聚体中的含量显著高于0.25 mm粒级团聚体。     

海南岛甘什岭低地次生雨林土壤有机碳及影响因素

热带雨林是世界上最复杂的森林生态系统,在全球碳循环中发挥着重要作用。热带低地次生雨林是受人类干扰较为严重的雨林类型,而关于其土壤有机碳库的研究甚少。以海南岛甘什岭热带低地次生雨林为研究对象,通过野外调查采样与室内分析相结合等方法,研究了经人为采伐干扰后自然更新恢复形成的3种林分类型(Ⅰ为较大采伐强度下恢复的灌丛与低矮乔木,Ⅱ为经中等采伐强度恢复成林分密度较大的次生雨林,Ⅲ为因交通条件不便,受采伐干扰较小的次生雨林)的土壤有机碳含量、碳密度的垂直分布特征及其影响因素,旨在为热带低地次生雨林恢复与土壤固碳能力研究提供科学依据。研究结果表明:(1)3种类型低地次生雨林的土壤有机碳含量均随土层深度的增加而降低,垂直分布特征为0—20 cm土层有机碳含量最高(3.07—4.49 g·kg^?1),在类型Ⅲ的变异系数最大为5.60%;(2)土壤有机碳密度的分布特征与有机碳含量基本一致,0—100 cm土层土壤有机碳密度为4.14—6.42 kg·m^?2,仅为全国平均水平的50.8%;(3)土壤有机碳与土壤全氮、碱解氮、有效磷均呈极显著正相关性(P<0.01),与林分凋落物厚度和物种丰富度呈显著正相关性(P<0.05)。热带雨林特有的水热条件、物种丰富度、土壤质地和极度缺磷现象的综合作用是形成其土壤有机碳积累特征的主要因素,加强受干扰破坏热带雨林的保护与修复,有助于土壤有机碳的积累。     

密云水库上游流域不同林分土壤有机碳分布特征

在全球气候变化背景下,森林土壤有机碳库作为全球土壤碳库的重要组成部分,已成为全球碳循环研究的重点之一。以密云水库上游流域天然次生山杨（Populus davidiana Dode）、白桦（Betula platyphylla Suk.）混交林、天然次生辽东栎（Quercus wutaishanica Blume）林、人工华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr.）林、人工油松（Pinus tabulaeformis Carr.）林和灌丛等5种典型林分为研究对象,选取典型样区,进行密集采样和试验分析,探讨了不同林分土壤有机碳质量分数和密度的分布特征。结果表明：在整个土壤剖面上（0~40 cm）,不同林分土壤有机碳质量分数和密度大小顺序均为：杨桦林〉辽东栎林〉灌丛〉落叶松林〉油松林,总体上呈现出随土地利用强度和人为干扰程度增加而降低的变化趋势,即天然次生林比人工林更有利于土壤有机碳的储存和积累;不同林分类型土壤有机碳质量分数和密度均在表层（0~10 cm）最大,并随着土层深度的增加呈下降趋势,剖面分布差异明显;此外,不同林分在0~20 cm土层中的单位面积土壤有机碳储量均占其剖面总储量的57%以上,即土壤有机碳富集在0~20 cm深的表层土体中。因此,为增加森林土壤固碳,应加强对天然次生林的保护,减少人类活动对森林及其表土层的干扰。     

水热条件对不同坡位兴安落叶松林土壤CH4通量的影响

兴安落叶松林是我国北方最大的针叶林,在我国具有重要的碳汇地位,对我国以及全球的气候变化具有重要影响。由于独特的高寒高湿和多年冻土的特殊生态环境,兴安落叶松林土壤中 CH4的吸收与释放的规律与众不同。因此,开展对土壤 CH4动态及其与环境关系的研究,对揭示兴安落叶松林碳汇能力的形成、碳释放动态以及兴安落叶松林对气候变化的作用具有重要的理论和实践意义。作者于2011年5月到9月间在内蒙古根河国家生态站,在不同坡位的4种典型兴安落叶松林群落中布设样地,采用静态箱-红外气体分析仪收集气体并分析CH4通量的变化,同时测定不同深度的土壤温度,测定土壤含水率。借助SAS方差分析、相关性分析等统计方法,对兴安落叶松林土壤CH4通量的季节变化进行研究,同时分析土壤温度及含水率对 CH4通量的影响。结果表明,CH4的季节动态变化规律：坡顶 CH4通量为春季释放,夏季吸收,秋季释放,吸收大于释放,通量的平均值为-68.12μg·m^-2·h^-1;坡上部CH4通量为春夏秋3季均吸收,通量的平均值为-342.49μg·m^-2·h^-1;坡下部CH4通量为春季释放,夏季吸收,秋季释放,释放大于吸收,通量的平均值为67.8μg·m^-2·h^-1;坡脚CH4通量为春夏秋3季均释放,通量的平均值为263μg·m^-2·h^-1。总的来说,在生长季兴安落叶松林土壤甲烷通量吸收大于释放,说明地处寒温带的大兴安岭是CH4的汇。观测期间CH4通量与温度及土壤含水率均有一定的相关性,二者从不同角度影响CH4通量的变化,而随着坡位的变化土壤水热条件也随之改变,这同样是影响CH4通量的一个重要因素。     

桂北地区桉树林及其他三种森林类型土壤有机碳含量及密度特征

以桂北地区桉树（Eucalyptus grandis×E.urophylla）林、杉木（Cunninghamia lanceolata）林、马尾松（Pinus massoniana）林和毛竹（Phyllostachys edulis）林的土层0~60 cm土壤为研究对象,对比分析了4种森林类型的土壤有机碳质量分数及密度分布特征。结果表明：（1）在4种森林类型土层中,有机碳质量分数的最大值[（49.49±1.16）g·kg-1]和最小值[（4.50±0.52）g·kg-1]分别出现在毛竹林土层0~15 cm和马尾松林土层45~60 cm。土层0~60 cm有机碳质量分数平均值按大小顺序排列为：毛竹林（28.16g·kg-1）〉杉木林（25.10 g·kg-1）〉桉树林（14.52 g·kg-1）〉马尾松林（9.56 g·kg-1）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳质量分数所占的比例分别为28.29%、39.14%、55.44%和43.94%。（2）4种森林类型土层中有机碳密度的最大值[（6.71±1.72）kg·m-2]和最小值[（1.14±0.11）kg·m-2]分别出现在杉木林土层0~15 cm和马尾松林土层40~60 cm。土层0~60 cm的有机碳密度平均值按大小顺序排列为：杉木林（19.60 kg·m-2）〉毛竹林（18.85 kg·m-2）〉桉树林（12.91 kg·m-2）〉马尾松林（8.47kg·m-2）。桉树林、杉木林、马尾松林和毛竹林土层0~15 cm有机碳密度所占的比例分别为25.12%、34.25%、52.07%和32.64%。4种森林类型土壤有机碳质量分数和有机碳密度均随着土层深度的增加呈降低的趋势。     

马鬃岭自然保护区土壤碳蓄积的研究

以金寨马鬃岭自然保护区为研究对象,布置56个采样点,分析该区森林土壤有机碳质量分数时空分布特征和碳储量。结果表明：研究区有机碳含量丰富,随着土壤深度、植被类型、海拔高度的变化而变化。0~20cm土层有机碳质量分数最高为90.88 g·kg-1,平均为32.47 g·kg-1,土壤有机碳质量分数随着深度的增加而递减,表层有机碳变化幅度高于深层土壤,不同测点递减的程度不同;有机碳质量分数随海拔高度的增加呈递增趋势;土壤有机碳质量分数存在明显的季节变化,表层土壤秋季有机碳质量分数最高,冬春季次之,夏季最低,越往表层季节变化越明显。0~20 cm土层有机碳密度平均为6.52 kg.m-2,0~100 cm土层有机碳平均密度为23.26 kg.m-2,有机碳密度分布与有机碳质量分数分布基本一致。0~20 cm土层土壤碳储量为2.258×105~2.265×105 t,0~100 cm土层土壤碳储量为6.91×105~8.76×105 t,碳储量丰富。最后提出该自然保护区封山育林,对温室气体减排意义重大。     

铅锌矿区周边耕地土壤团聚体重金属污染状况及风险评估

为了解铅锌矿区耕地土壤团聚体污染状况,以贵州省都匀范家河铅锌矿区周围耕地土壤为研究对象,研究土壤团聚体中镉(Cd)、铅(Pb)、锌(Zn)3种重金属垂直分布特征和赋存形态。采用三步连续提取法(BCR)对污染土壤团聚体中3种重金属进行赋存形态分析,利用分布因子法(DFx)和地质累积指数法(Igeo)评估其环境风险。结果表明:土壤样品中重金属Cd、Pb和Zn的平均质量分数分别为23.25、518.40、3471.83 mg·kg^-1,已分别达到贵州土壤背景值的35.23、36.35、14.73倍,且3种重金属在土壤团聚体中的含量与其主要赋存形态特征均存在明显差异。研究区域剖面土壤中各粒径Cd主要以残渣态和可还原提取态的形式存在,各粒径Pb主要以残渣态和可氧化提取态的形式存在,80%及以上各粒径Zn为残渣态,综合得出研究区域土壤中重金属潜在影响程度为Cd>Pb>Zn。分布因子法结果表明:在0-100 cm剖面深度,Cd主要富集在0.25-1 mm的颗粒中,Pb主要富集在1-2 mm的颗粒中,Zn主要富集在0.053-2 mm的颗粒中;地质积累指数法结果显示,各粒径颗粒中Cd、Zn的污染水平主要为重污染,Pb主要为偏重污染。研究矿区周围耕地土壤已受到严重的重金属污染,应采取有效措施进行修复治理。该文为范家河铅锌矿区环境风险评价提供基础,旨在为矿区环境管理提供数据支撑。     

不同混交类型对毛竹林土壤有机碳和土壤呼吸的影响

为了解不同混交类型对毛竹林土壤有机碳含量和组成以及土壤呼吸的影响,为武夷山地区毛竹林土壤环境改善和可持续生产经营积累实验数据,以武夷山地区毛竹(Phyllostachys edulis J.Houz.)纯林、毛竹-阔叶树混交林、毛竹-油茶(Camellia oleifera Abel.)混交林、毛竹-杉木[Cunninghamia lanceolate (Lamb.) Hook.]混交林和毛竹-油桐[Vernicia fordii (Hemsl.) Airy Shaw]混交林5种林地为研究对象,对林地土壤进行采样并测定土壤有机碳含量、土壤活性有机碳组成和比例以及土壤呼吸.结果显示:(1)5种林地的土壤总有机碳(soil organic carbon,SOC)含量和SOC富集系数均表现为毛竹-阔叶树>毛竹-油茶>毛竹-杉木>毛竹纯林>毛竹-油桐,且一年之中夏季SOC含量最低.(2)SOC、土壤可溶性有机碳(dissolved organic carbon,DOC)、土壤微生物生物量碳(microbial biomass carbon,MBC)和轻组碳(lightfractionorganiccarbon,LFOC)含量均随土层深度加深而降低;毛竹-油桐林、毛竹-杉木林和毛竹-阔叶树林的几种土壤有机碳之间均表现为显著(P <0.05)正相关,部分甚至达到极显著(P <0.01).(3)毛竹-阔叶树林地的DOC、MBC和LFOC含量显著(P <0.05)高于其他林地,毛竹-油桐林地的DOC和LFOC含量在几种混交类型中最低,但其在0-20 cm土层的MBC含量显著(P <0.05)高于其他林地;DOC占SOC的比例随土层深度加深而增大,LFOC比例随土壤深度加深而减小,但混交林的LFOC比例相对于毛竹纯林有所提高,MBC比例在一定范围内波动.(4)一年四季中夏季林地的土壤呼吸最高,而毛竹-油茶林的土壤呼吸在几种林地中较高.综上,不同混交类型对土壤有机碳含量和组成以及土壤呼吸产生影响,毛竹-油桐林的土壤有机碳相对毛竹纯林有所下降,但其能够提高土壤上层的MBC含量,毛竹-阔叶树和毛竹-油茶的混交类型对土壤有机碳含量的提升效果较好,但毛竹-油茶林的土壤呼吸较高,因此在选择毛竹林混交方式时需要综合考虑.(图5表2参53)     

广东省森林球囊霉素相关土壤蛋白含量及影响因素

植被和土壤组成的差异将影响土壤微生物的组成及动态,土壤微生物的动态变化将体现在微生物产物上。球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)被认为是唯一来源于丛枝菌根真菌(Arbuscular Mycorrhizal Fungi,AMF)的糖蛋白,是土壤碳库的稳定组分,可用于指示AMF对土壤碳固持的影响。鉴于已有GRSP相关研究多集中在样点尺度,缺乏区域水平的研究这一事实,该研究选择广东省164个代表性森林样地为研究对象,通过测定表层(0-10 cm)土壤GRSP含量、土壤理化性质,旨在了解广东省森林土壤中GRSP水平及其对土壤有机碳固持的贡献。结合土壤理化性质、植被特征探讨区域范围内GRSP的影响因素。结果表明,(1)广东省森林土壤表层土(0-10 cm)中总球囊霉素相关土壤蛋白(total GRSP,T-GRSP)质量分数为(3.26±0.11) g?kg-1,易提取球囊霉素相关土壤蛋白(easily extractable GRSP,EE-GRSP)质量分数为(1.11±0.03) g?kg-1,植被起源和植被类型对GRSP含量的影响不显著,GRSP在地带性土壤中呈现黄壤>红壤>赤红壤>砖红壤的显著变化趋势。(2)针叶林GRSP的平均水平高于常绿阔叶林,这一趋势与3种植被类型下灌木草本层生物量的趋势一致。(3)GRSP与土壤有机碳含量、阳离子交换量呈显著正相关关系,与土壤pH值呈显著负相关关系,GRSP含量随土壤细颗粒(粒径<50μm)含量的增加而增加。广东省森林土壤GRSP对土壤有机碳的绝对贡献率为2.3%,GRSP能够与土壤细颗粒结合促进土壤团聚体的形成,并提高土壤保水性能和肥力。     

粤北亚热带山地森林土壤有机碳沿海拔梯度的变化

选择位于南岭国家级自然保护区的广东第一峰——石坑崆,从海拔300 m起到山顶部1 900 m范围,每隔100 m高程设置1条10 m×120 m的样带,共17条样带,研究土壤有机碳含量沿海拔梯度的变化规律及其与植被类型和凋落物层厚度的关系。结果表明,0～20 cm和>20～40 cm土层有机碳含量均随海拔梯度变化呈极显著差异(P<0.001),并随林分类型不同而呈高度显著差异(P<0.01),土壤有机碳含量总体上呈随海拔上升而升高的变化趋势。凋落物层厚度仅对0～20 cm土层有机碳含量有显著影响(P<0.05)。可见,海拔梯度变化是影响土壤有机碳含量的综合和主导因素,而最表层土壤有机碳含量还易受林分因子的影响,这些因子反映了土地利用变化及自然保护历史。该研究结果提示,减少人类活动的干扰和保持林地适合的凋落物层厚度有助于增加森林生态系统的碳储量。