不同水土保持林地土壤有机碳研究

研究了重庆四面山低山丘陵区不同水土保持林地0~20、20~40 和40~60 cm的土壤有机碳含量及不同深度的土壤有机碳密度。结果表明：0~20、20~40 和40~60 cm土层中土壤有机碳含量的平均值分别为3309、751和321 g/kg;0~20 cm的土壤有机碳密度介于497～1431 kg/m2,而0~60 cm的土壤有机碳密度介于784～1794 kg/m2,均值为1278 kg/m2;土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但其减少程度随水土保持林树种组成不同而异;不同水土保持林地60 cm深度的土壤有机碳密度存在显著差异,表现为：天然次生林>人工林>农耕地,其中,天然阔叶混交林土壤有机碳密度最大,为1794 kg/m2,农耕地的最小,仅为784 kg/m2。人工水土保持林中,阔叶混交林的土壤有机碳密度最大。从增加土壤碳的角度,建议营造阔叶混交林     

上海城市样带土壤有机碳空间变异性研究

为揭示城市化、工业化等人为活动对土壤有机碳的影响,选择能反映上海城郊乡梯度差异的城市样带,采用地统计学方法对表层土壤样品土壤有机碳的空间变异结构和分布格局进行了分析。结果表明：城市表层土壤有机碳含量均属中等变异,徐汇区土壤有机碳含量呈正态分布,奉贤区、闵行区和所研究样带土壤有机碳含量呈对数正态分布。半方差函数模型拟合结果显示徐汇和闵行区土壤有机碳符合指数模型,奉贤和所研究样带土壤有机碳符合球状模型。通过泛克里格插值得到城市表层土壤有机碳含量空间分布图,发现徐汇、闵行区土壤有机碳呈岛状,奉贤区呈条带状,而所研究样带呈条带和岛状分布相结合的特点。土壤有机碳含量城郊乡梯度差异明显,工业化、城市化、肥料投入与管理等人为因素对城市土壤有机碳空间分布密切相关     

坡度和坡位对植烟坡地紫色土有机碳氮变化的影响

为研究坡度、坡位等地形因素对土壤碳氮变化的影响,以川西南植烟紫色土为对象,探究了坡度、坡位及其交互作用下不同层次(0～20、20～ 40 cm)土壤有机碳、全氮含量及碳氮比的变化特征.结果 表明:(1)土壤有机碳、全氮含量总体偏低,变异系数均为0～20 cm＞20～40 cm,而碳氮比的变异系数则表现为20～40 cm＞0～20 cm;(2)随坡度增加,土壤有机碳、全氮含量及碳氮比逐渐降低,其中有机碳和全氮在0°～5°与5°～20°间差异显著;相比于0°～5°,其他坡度土壤有机碳降幅为10.07％～ 28.69％,全氮降幅为3.72％～23.74％;(3)随坡位下降,土壤有机碳和全氮含量增加,以全氮增幅较大,相对于上坡位,中、下坡位土壤有机碳增幅为6.48％～15.98％,全氮增幅为13.43％～ 30.34％.碳氮比随坡位下降而降低,但差异不显著;(4)坡度主要影响有机碳含量变化,坡位则对全氮及碳氮比变化影响明显,坡度坡位交互效应尤其显著.总体来看,随坡度增大,土壤有机碳显著下降,坡位越高,土壤全氮下降越显著,土壤碳氮比上升越显著,尤以20～ 40 cm土层中上、中坡位碳氮变化协调性差,碳氮比随坡位增高显著上升.     

金沙江头塘小流域人工林有机碳及其剖面分布特征

采用野外调查、室内分析并结合相关的方法,研究探讨了金沙江头塘小流域7种不同植被恢复人工林土壤剖面层次有机碳(SOC)含量、有机碳密度(SOCD)和有机碳储量及分布特征。结果表明,不同林分类型及土层间土壤SOC含量存在明显差异:就整个土层(0~100 cm)而言,7种林分土壤SOC平均含量介于6.46±1.67~24.95±2.32 g·kg–1,大小依次为柳杉林旱冬瓜林圆柏林栓皮栎林圣诞树林墨西哥林藏柏林,且差异显著(p0.05);7种林分土壤SOC含量均出现表聚现象,从表层到深层都呈现递减趋势,且具有一定的规律性;7种林分土壤容重总体上均表现为随土层深度的增加逐渐增加,土壤容重表现为:柳杉林栓皮栎林圣诞树林圆柏林旱冬瓜林墨西哥柏林、藏柏林;7种林分土壤有机碳密度垂直分布和土壤有机碳含量垂直分布特征一致,随土层深度增加土壤有机碳密度减少,以表土10 cm的土壤有机碳密度最大;有机碳储量均随着土层加深所占比例逐渐降低,同时土壤有机碳主要集中于土层0~40 cm内,分别占总有机碳的65.60%(圣诞树林)、63.16%(旱冬瓜林)、54.41%(墨西哥柏林)、58.56%(圆柏林)、62.96%(藏柏林)、61.70%(栓皮栎林)和56.37%(柳杉林),0~40 cm土层土壤有机碳占总有机碳的百分比均达到50%以上。     

基于GWR模型的秭归县柑橘园土壤有机碳空间异质性分析

研究柑橘园土壤有机碳空间异质性及其与土壤理化性质、地形特征和气候变量之间的关系，为提升经济林生态系统服务提供科学依据。在秭归县柑橘分布区内进行野外采样，基于随机森林和地理加权回归模型并结合8个地形因子、2个气候因子和13个土壤变量，建模分析了土壤有机碳的主要影响因素，并进行了土壤有机碳含量的空间分布预测。结果表明：研究区0～20 cm(表层)和20～40 cm(下层)土壤有机碳含量平均值分别为11.95和9.01 g·kg^-1,长江北岸(9.24和7.56 g·kg^-1)土壤有机碳含量低于长江南岸(14.48和10.36 g·kg^-1),但长江北岸(0.53和0.66)变异系数高于长江南岸(0.45和0.58)。影响因素对土壤有机碳含量空间分布的相对贡献在土层间存在差异，表层为全氮(53.0%)>全钾(11.9%)>碱解氮(11.4%)>年均降水量(7.6%)>土壤含水量(7.3%)>年均温度(5.1%)>海拔(3.7%),下层为全氮(69.7%)>碱解氮(14.2%)>容...     

三峡库区主要森林植被类型土壤有机碳贮量研究

根据全国森林资源清查资料,按主要优势树种和分布面积将三峡库区主要森林植被划分为马尾松针叶林、栎类混交林、灌木林等11种主要森林植被类型。基于196个土壤剖面数据,分析了11种主要森林植被类型下土壤有机碳含量、碳密度大小和分配特征。研究发现,三峡库区主要森林植被类型下土壤有机碳含量和碳密度均存在较大差异,二者总体上都随土层加深而降低。11种主要森林植被类型中以杉木针叶林土壤有机碳密度最大,达16.0 kg/m2,温性松林下土壤碳密度最小,仅为7.9 kg/m2。不同植被类型下土壤有机碳贮量在土层中的分配比例也不同,以灌木林和柏木林土壤碳贮量在土层间的差异最大。11种主要森林植被类型土壤平均厚度为56.3～98.5 cm,其中杉木针叶林土壤最厚,达98.5 cm,灌丛土壤最薄,平均厚度仅56.3 cm。三峡库区11种主要森林植被类型总面积为3 313 251 hm2,土壤总有机碳贮量为 366.36 t,其中0～10、10～20、20～40和＞40 cm土层分别占22.90%、18.36%、28.33%和30.41%。     

长江三角洲地区土壤有机碳库研究

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。基于新近完成的1：250 000多目标地球化学调查及相关研究成果,运用地理信息系统软件ARCGIS 9.2、统计软件SPSS13.0,对长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤有机碳密度及储量作出实测统计。结果表明:长江三角洲地区0~20 cm土壤有机碳库储量为238.65 Tg,有机碳密度为3.28±0.92 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于2.63~3.57 kg/m2;0~100 cm土壤有机碳库储量为822.76 Tg,有机碳密度为11.30±3.48 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于9.35~11.94 kg/m2;0~180 cm土壤有机碳库储量为1 245.72 Tg,有机碳密度为17.11±7.04 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于14.27~18.00 kg/m2。与第二次土壤普查比较,全区0~20、0~100cm土壤有机碳密度均值都表现为上升趋势,有机碳库储量增加,土壤表现为碳汇功能。提供了新的土壤碳库实测统计信息,为研究中国区域土壤碳固定潜力、深入全面理解区域碳循环提供基准数据。     

环鄱阳湖区农田土壤有机碳影响因素空间分布格局分析及制图研究

利用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,对环鄱阳湖区农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)影响因子的空间分布格局进行系统分析,结合克里格插值方法进行土壤有机碳制图研究,同时综合比较了地理加权回归方法(GWRK)与回归克里格(Return Kriging,RK)方法在预测土壤有机碳储量结果之间存在的差异。结果表明:(1)根据Pearson相关性分析结果,所选取的各环境影响因素均与土壤有机碳具有相关性(P0.01)。(2)通过GWR模型对各影响因素空间分布格局的分析,发现SOC与坡向、年均温度和年均降水呈正相关,与坡度、植被覆盖度呈负相关。(3)GWRK法得到的土壤有机碳含量变化范围为6.35～31.93g·kg~(-1),接近采样点的实测值;RK方法得到的土壤有机碳含量变化范围在7.41～25.76 g·kg~(-1),总体空间分布特征与GWRK的结果相似,但RK方法预测的结果较为平滑,与SOC储量实际状况还存在一定差异。(4)GWR的拟合优度R~2(0.50)明显高于RK中的R~2(0.20); GWRK方法的均方根误差(RMSE)为4.58,小于RK方法的均方根误差5.35,且通过GWRK方法得出的预测结果在制图上结合采样点位置信息,使成图效果更加精细。     

川中丘陵典型农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20cm耕层土壤有机碳密度为1.11~4.26kg/m2,平均值为2.66kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为3.45和2.34kg/m2,均低于全国平均值;全县20cm深度土壤有机碳总储量2.50×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为1.53×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

川中丘陵紫色土区农田土壤有机碳储量及空间分布特征

土壤有机碳在陆地生态系统碳循环中起着举足轻重的作用。针对农田区域内典型县域尺度有机碳储量及其空间格局特征的研究,可以为区域农田土壤固碳提供参考,为研究我国土壤有机碳储量提供基础数据支持。基于2012年农田土壤有机碳分析调查数据,结合GIS和GPS技术对川中丘陵区盐亭县土壤有机碳密度和储量及空间格局进行了估算和分析。结果表明:其主要土壤类型的0~20 cm耕层土壤有机碳密度为111~426 kg/m2,平均值为266 kg/m2,水田和旱地耕层土壤有机碳密度分别为345和234 kg/m2,均低于全国平均值;全县20 cm深度土壤有机碳总储量250×109 kg C,紫色土类土壤有机碳储量最大,为153×109kg C,水稻土次之,有机碳储量0.93×109kg C,两者占据了农田土壤有机碳储量约98%,冲积土和黄壤土类由于面积小,有机碳储量也最低。各土壤类型有机碳储量丰度指数(RI)值都较低,碳存储能力处于中下水平。在县域农田尺度,有机碳空间格局与气候差异、植被类型关系不大,土壤类型空间差异和地形差异是有机碳空间格局形成的主要原因。     

长江流域土壤相对湿度变化及其影响因素

以1992~2012年长江流域196个土壤观测站的旬土壤相对湿度资料为基础,通过线性趋势和Kriging插值等方法分析0~50 cm土层土壤相对湿度年际、年内时空分异和季节变化特征,并从气候和NDVI要素探寻其变化原因。结果表明:(1)长江流域年均土壤相对湿度自1992年以来整体上呈波动增加趋势,年际变化倾向率为0.26%/a。江源地区土壤相对湿度增幅大于其他地区。(2)土壤相对湿度表现为东南和西南部较高,东北和西北部较低的空间分布特点。(3)四季土壤相对湿度增加的强烈程度由大到小依次是秋季、冬季、夏季、春季。(4)土壤相对湿度增加的主要原因是潜在蒸发减少和NDVI增加。     

丘陵区耕地土壤剖面有机质含量分布特征及其影响因素分析

为了进一步了解耕地有机质剖面信息,基于325个剖面（0~60 cm）采样数据,运用经典统计学探讨了重庆市耕地有机质剖面分布特征,并通过多因素方差分析对比了成土母质、土地类型、海拔对土壤有机质剖面分布的影响。结果表明：（1）基于成土母质、土地类型、海拔的CART树模型对0~20、20~40、40~60 cm土层有机质变异解释率分别为57%、44%、35%。（2）土壤有机质随土壤深度增加而减少,表现出较强的表聚性,0~20 cm土壤有机质均值是20~40 cm的1.5倍,是40~60 cm的2倍。（3）成土母质、土地类型、海拔均对0~20 cm土壤有机质含量变化产生显著影响,海拔对20~40 cm土壤有机质含量变化产生显著影响,成土母质对40~60 cm土壤有机质含量变化产生显著影响。（4）海拔和成土母质的交互作用对不同深度土壤有机质变化均产生显著影响,冲积母质、石灰岩母质发育的土壤在500~1 000 m的海拔区间上有机质含量最高,紫色母质发育的土壤有机质含量与海拔呈正相关关系。     

Depth profiles of radiocarbon and carbon isotopic compositions of organic matter and CO2 in a forest soil

Depth profiles of the specific activities of (14)C and carbon isotopic compositions (Delta(14)C, delta(13)C) in soil organic matter and soil CO(2) in a Japanese larch forest were determined. For investigating the transport of CO(2) in soil, specific activities of (14)C, Delta(14)C and delta(13)C in the organic layer, and atmospheric CO(2) in the same forest area were also determined. The specific activity of (14)C and Delta(14)C in the soil organic matter decreased with the increase in depth of 0-60cm, while that of soil CO(2) did not vary greatly at a soil depth of 13-73cm and was more prevalent than that of atmospheric CO(2). Peaks of specific activities of (14)C appeared at the depth of 0-4cm and Delta(14)C values were positive in the depth range from 0 to 15cm. These results suggest that the present soil at a depth of 0-4cm had been produced from the mid-1950s up until 1963, and the bomb C had reached the depth of 15cm in the objective soil area. The delta(13)C in the soil organic matter increased at the depth of 0-55cm, while that of soil CO(2) collected on 8 November 2004 decreased rapidly at the depth of 0-13cm and only slightly at the depth of 53-73cm. By combining the Delta(14)C and delta(13)C of the respective components and using the Keeling plot approach it was made clear that the entering of atmospheric CO(2) showed a large contribution to soil CO(2) at the depth of 0-13cm and a negligible contribution at the depth of 53-73cm for soil air collected on 8 November 2004. Respiration of live roots was presumed to be the main source of soil CO(2) at the depth of 53-73cm on 8 November 2004.     

不同植茶年限土壤微团聚体及有机碳分布特征

采用野外调查和室内分析相结合的方法,就不同植茶年限土壤微团聚体及有机碳分布特征进行了研究。结果表明：（1）茶园土壤微团聚体含量随粒级的减小而减小;>005 mm和005~001 mm粒级微团聚体含量随着土壤深度的加深而增大,而001~0005 mm、0005~0001 mm和<0001 mm粒级微团聚体含量随着土层深度加深而减少;（2）茶园土壤微团聚体有机碳含量随微团聚体粒级的减小而增加;随植茶年限的延长,各粒级微团聚体中有机碳含量增加;不同植茶年限茶园土壤总有机碳含量随土层深度的增加而减少;（3）微团聚体对土壤有机碳的贡献率以>005 mm粒级为主,005~001 mm粒级次之,0005~0001 mm粒级最少。〖JP+1〗随着植茶年限的延长,>005 mm粒级微团聚体对土壤有机碳的贡献率呈减小的趋势,005~001 mm粒级微团聚体对土壤有机碳的贡献率呈增加的趋势,而其它粒级的微团聚体则呈现先增大后减小的变化趋势,并在植茶21~23 a达到最大值     

丰乐河流域表层土壤有机碳空间变异特征研究

土壤有机碳含量空间变异特征的研究对于区域土壤资源的可持续利用具有重要意义。在ArcGIS技术的支持下对丰乐河流域表层土壤(0~20 cm)有机碳（SOC）含量的空间变异特征进行了研究。结果表明：丰乐河流域SOC含量为1431±4.50 g·kg-1,不同土地利用类型下SOC含量差异显著（p<001）。其中,林地SOC含量的均值最大,为1558±593 g·kg-1;水田和旱地次之（分别为1539±309 g·kg-1、1146±304 g·kg-1）;园地最小(1109±348 g·kg-1)。流域SOC含量变异系数（CV）为3144%,属中等变异程度。其中,林地的CV为3806%,在4种土地利用类型中为最大;园地、旱地的CV分别为3138%、2652%;水田的CV最小,为2007%,表明人类活动影响表层土壤有机碳含量的变异程度。研究区表层SOC半方差模型为球状模型,块金效应小于25%,存在强烈的空间自相关性,且空间变异主要由结构性因素引起。SOC含量空间分布的各向异性显著,在南北方向上变异程度最为剧烈。SOC含量空间分布表现为东北部、西南部较高,西北部偏低,总体呈斑块状分布     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

滨海围垦区不同陆生植物配置模式对土壤有机碳储量及土壤呼吸的影响

为了研究不同陆生植物配置模式对滨海围垦区土壤有机碳储量及土壤呼吸特征的影响,在崇明东滩围垦湿地公园栽植了8 a的湿地松纯林、湿地松 紫穗槐混交林及紫穗槐纯林3种典型陆生植物配置模式,以裸地作为对照,采用Li 6400便携式光合作用仪的土壤呼吸叶室对其土壤呼吸进行了测定,期间对土壤有机碳含量及土壤容重,影响土壤呼吸的土壤微气候因子、植物群落结构等进行了同步测定。结果表明：土层0~40 cm土壤有机碳储量变化范围为296~691 kg/m2：湿地松 紫穗槐混交林>裸地>紫穗槐纯林>湿地松纯林,不同植物配置模式对土壤有机碳储量改善不同,湿地松与紫穗槐混交配置比纯林更有利于增加滨海围垦区土壤有机碳储量;土壤呼吸速率年平均值变化范围为274~519 μmol/(m2·s)：紫穗槐纯林>湿地松 紫穗槐混交林>湿地松纯林>裸地,土壤温度是影响滨海围垦区土壤呼吸的关键因子,各配置模式土壤呼吸的差异可能与其土壤有机碳储量及植物叶面积指数有关。可为滨海围垦区进行以增汇为目的人工管理提供科学依据     

Soil carbon stocks after conversion of Amazonian tropical forest to grazed pasture: importance of deep soil layers

Recent studies suggest that carbon (C) is stored in the topsoil of pastures established after deforestation. However, little is known about the long-term capacity of tropical pastures to sequester C in different soil layers after deforestation. Deep soil layers are generally not taken into consideration or are underestimated when C storage is calculated. Here we show that in French Guiana, the C stored in the deep soil layers contributes significantly to C stocks down to a depth of 100 cm and that C is sequestered in recalcitrant soil organic matter in the soil below a depth of 20 cm. The contribution of the 50–100 cm soil layer increased from 22 to 31 % with the age of the pasture. We show that long-term C sequestration in C4 tropical pastures is linked to the development of C3 species (legumes and shrubs), which increase both inputs of N into the ecosystem and the C:N ratio of soil organic matter. The deep soil under old pastures contained more C3 carbon than the native forest. If C sequestration in the deep soil is taken into account, our results suggest that the soil C stock in pastures in Amazonia would be higher with sustainable pasture management, in particular by promoting the development of legumes already in place and by introducing new species.