土地利用方式对紫色土丘陵区土壤剖面碳、氮影响

采取野外调查与室内分析相结合的方法研究了紫色土丘陵区林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面(0～40 cm)有机碳、全氮变化特征.结果表明.有机碳、全氮均随土层深度增加而逐渐减小,且林地、撂荒地有机碳递减幅度高于水田、旱地.相对于撂荒地和旱地,水田、林地更利于有机碳、全氮的积累.林地有机碳和全氮在0～5 cm土层表现出绝对优势;随土层递增,与水田、撂荒地和旱地的差异逐渐减小.水田有机碳和全氮在大于10 cm土层显示最大值.而撂荒地有机碳和全氮仅在土壤表层高于旱地.有机碳与全氮存在显著正相关关系;w(C)/w(N)随土层深度增加而降低,且林地、撂荒地降低幅度较大.因此相对于水田、旱地,林地和撂荒地w(C)/w(N)仅在0～10 cm显示较大值.可见,土地利用方式对陆地生态系统碳、氮蓄积有明显影响,通过旱地还林或撂荒可以增加土壤特别是表层土壤对碳、氮的积累.     

丘陵区坡面土壤有机碳及颗粒有机碳分布特征

测定了紫色丘陵区疏林地、荒草地和坡耕地三种土地利用方式下土壤有机碳和颗粒有机碳含量,探讨不同利用方式与坡位下土壤有机碳和土壤颗粒有机碳的分布特征.结果表明:不同土地利用方式下上坡位和中坡位土壤有机碳和颗粒有机碳含量均为疏林地＞坡耕地＞荒草地,而在下坡位两者含量变化差异较大;不同土地利用方式下各坡位土壤剖面有机碳含量均是在0～5 cm层富集,颗粒有机碳的含量也表现出一定在剖面分异性;不同土地利用方式土壤颗粒有机碳分配比例为(0.74±0.01)～(0.34±0.02),不同土地利用方式之间土壤颗粒有机碳分配比例差异较小.相关分析表明,不同利用方式下土壤有机碳、全氮和颗粒有机碳含量之间均呈显著的相关性.     

长期不同施肥措施对红壤水稻土有机碳和养分含量的影响

将红壤丘陵地区的荒地开垦为水田不仅可以防治土壤侵蚀,而且能增加土壤肥力,提高农田生产力.本文研究了红壤荒地垦殖为稻田,长期定位施肥15年后不同施肥措施下水稻土的有机碳和养分含量特征.结果表明:不同施肥措施包括不施肥条件下,15年水稻垦殖都提高了土壤肥力.不同施肥措施水稻土的pH提高了0.9～1.3个单位.耕层土壤有机碳含龟达到8.19～1O.13 g·kg-1,全氮含量达到0.89～1.20 g·kg-1,有机碳与全氮含最都有明显提高,且有机碳和全氮含量之间相关性极显著.水稻土耕层全磷含量在0.25～0360 g·kg-1之间,有效磷含量在2.2～20.9 mg·kg-1之间,化学磷肥的培肥效果好于有机肥(猪粪),有机无机磷肥配施能显著提高土壤全磷和有效磷库.土壤全钾还未有明显变化,土壤速效钾含量在40.4～142.5 mg·kg-1之间,不同施肥措施除氮钾肥处理外都造成了土壤速效钾含量下降,秸秆还田到目前为止对于土壤速效钾含量还没有明显作用.     

速生杨人工林对土壤碳氮含量及微生物生物量的影响

以耕地为对照,在山东德州对4年生和7年生速生杨人工林下土壤有机碳、全氮和微生物生物量测定结果表明,土壤有机碳、全氮及微生物生物量主要集中分布在0-5和5-10 cm土层,林地土壤有机碳、全氮含量及微生物生物量都显著低于耕地,微生物生物量降低幅度比土壤有机碳和全氮大.10 cm以下土层检测指标在各样地间差异不显著.土壤有机碳与微生物碳、土壤全氮与微生物氮分别呈显著线性正相关,耕地转为林地后,土壤肥力下降.     

呼伦贝尔草原土壤粘粉粒组分对有机碳和全氮含量的影响

土壤在维持全球碳、氮循环中起着重要的作用。利用土壤粒级分组的方法,分析了呼伦贝尔草原土壤有机碳、全氮、阳离子交换量,并探讨其空间差异与成因。结果表明,(1)在呼伦贝尔草原,土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)在不同地质发育的土壤类型中变异较大,而土壤粘粉粒组分中的有机碳(SOCclay-silt)、全氮(TNclay-silt)质量分数变异较小。在土壤表层(0~20cm),SOC、TN质量分数分别介于0.24%~3.70%、0.0316~0.3403mg/kg,而SOCclay-silt、TNclay-silt平均质量分数分别为3.61%±0.50%、0.3440%±0.0251%。在土壤下层(20~40cm),SOC、TN质量分数分别介于0.13%~2.91%、0.0175~0.2511mg/kg,而SOCclay-silt、TNclay-silt平均值分别为2.65%±0.63%、0.2622%±0.0923%。(2)土壤有机碳、全氮与土壤粘粉粒比例之间呈显著的正相关,表明土壤粘粉粒比例愈高,土壤有机碳和全氮在土壤中稳定性就愈强。     

三江平原沼泽湿地垦殖对土壤微生物学性质影响研究

沼泽湿地垦殖对全球碳循环有重要影响,可以对全球气候系统产生反馈调节作用。土壤微生物学指标是反映不同土地利用方式最敏感的指示因子,可以在早期反映土壤有机碳的变化情况。以我国三江平原典型沼泽湿地、湿地垦殖为水田(15a)和旱田(25 a)3种土地利用方式为研究对象,开展了沼泽湿地垦殖对土壤微生物学性质变化影响研究。结果表明,沼泽湿地垦殖为水田和旱田后土壤有机碳、全氮含量显著降低(P=0.001),其中有机碳平均降低了31.50%、51.38%,全氮降低了49.81%、63.88%,旱田减少量显著高于水田,垦殖后全氮损失量高于有机碳引起土壤质量的下降。湿地开垦后土壤微生物量碳和土壤基础呼吸显著降低(P0.001),土壤有机质和养分可利用性下降,微生物活性降低,但开垦后二者在0~10和10~20 cm土层间的差异变弱;微生物熵总体表现为降低趋势,旱田和沼泽湿地0~10 cm土层差异不显著(P=0.728),10~20 cm土层差异显著(P=0.005),反映出农田土壤活性有机碳分配比例的降低;湿地垦殖后,水田土壤呼吸商(q CO2)升高,而旱田q CO2值显著降低(P=0.003),说明微生物在不同土地利用方式下对底物基质碳源利用策略发生改变;经回归分析发现,q CO2和土壤有机碳、全氮含量呈显著正相关,表明微生物对基质碳利用率随土壤质量的改善而降低。     

南川市三泉镇岩溶区农田生态系统有机碳密度

通过在重庆南川市三泉镇岩溶区选取样地进行植被样方观测、植被与土壤样品采集与实验分析,进而计算和讨论该区不同土地利用方式下农田生态系统植被碳密度、土壤有机碳密度和农田生态系统总有机碳密度.结果表明不同土地利用下农田生态系统无论是植被有机碳密度.土壤有机碳密度,还是整个农田生态系统有机碳密度都存在十分明显的差异.在4种农田生态系统土地利用类型中,冬水田的有机碳密度最高,两季田次之,旱地和菜地有机碳密度最低.而且土壤有机碳在农田生态系统有机碳密度的组成中占主导地位(占90%以上).因此,进一步发展生态农业,搞好生态环境建设,维持农田生态系统土壤有机碳储量的稳定是该区土地合理利用和农田生态系统碳减排的首要任务.同时通过改进耕作制度和措施,提高农业生产水平;不断探索农作物秸杆的综合利用,增加农田生态系统有机碳的滞留时间等措施也是农田生态系统碳减排的有效途径之一.     

不同干扰方式对内蒙古典型草原土壤有机碳和全氮的影响

为准确把握草原生态保护与修复工程的实施效果,并为北方草地生态保护和优化管理提供有效的科学支持,选择内蒙古典型草原退牧还草工程区为研究对象,采用野外成对取样(围栏内-围栏外)与室内分析相结合的方法,研究了休牧、补播和自由放牧3种人为干扰方式对土壤容重、含水量、有机碳和全氮含量的影响。结果表明:在0~30 cm土层,随深度的增加,不同干扰方式对各指标的影响不同,但总体上草原土壤含水量、有机碳和全氮含量表现为补播﹥休牧﹥自由放牧(P0.05);土壤容重为自由放牧休牧补播(P0.05)。随土层深度增加,除土壤容重无显著变化外(P0.05),土壤有机碳和全氮含量均呈现显著下降(P0.05);土壤含水量则相反,其中,补播处理降幅最小,自由放牧处理降幅最大。0~30 cm各土层土壤容重与土壤含水量、土壤有机碳和全氮含量都成极显著负相关关系(P0.000 1),而土壤含水量、有机碳和全氮3项指标间相互成显著正相关关系(P0.000 1)。综上所述,不同干扰方式对草地土壤理化性状有明显影响,自由放牧加速了草地土壤有机碳和全氮的损失,而补播和休牧对遏制草地退化、恢复草地功能起到了积极的作用。     

高原鼠兔不同干扰强度对高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响

利用高原鼠兔(Ochotona curzoniae)有效洞口数密度划分高原鼠兔干扰强度的方法,研究不同高原鼠兔干扰强度对高山嵩草(Kobresia pygmaea)草甸土壤有机碳和全氮含量及其贮量的影响,以期阐明高原鼠兔对土壤养分供给能力的影响.结果表明,随高原鼠兔干扰强度增加,高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮含量以及其贮量均表现为先增加后降低的变化趋势,在干扰强度Ⅱ时最大(对应的有效洞口数密度为224个/hm2)(P<0.01).高原鼠兔干扰条件下,0-10 cm土层的有机碳和全氮含量显著大于10-20 cm土层的有机碳和全氮含量(P<0.01),而有机碳和全氮贮量在0-10cm和10-20 cm土层间差异不显著.因此,从高山嵩草草甸土壤养分调控角度看,适量的高原鼠兔干扰能够提高高山嵩草草甸土壤有机碳和全氮的固持潜力.     

川中丘陵区边坡防护林对农田土壤有机碳的影响——以盐亭县为例

通过边坡防护林和轮作措施的区组对比分析,研究川中丘陵区典型的边坡防护林——柏木林对农田土壤有机碳和微生物量碳含量分布的影响。结果表明,有边坡防护林的2种农田(油菜-玉米轮作和玉米单作)土壤有机碳和微生物量碳含量明显高于无防护林同类农田。有防护林的农田土壤有机碳和微生物量碳含量呈与防护林距离减小而下降的变化趋势;而无防护林农田内,不同距离土壤有机碳和微生物量碳含量无显著差异。多因素方差分析表明,防护林对土壤有机碳和微生物量碳含量的影响均达显著水平,轮作措施仅对浅层土壤微生物量碳含量的影响达显著水平。总体上看,柏木防护林能增加农田土壤有机碳含量,但同时对近距离农作物存在一定的胁迫作用,应该对纯柏木防护林的结构和组成进行改造。     

稻草还田方式对双季稻田耕层土壤有机碳积累的影响

选择南方典型双季稻田,研究不同的稻草还田方式对土壤不同层次有机碳的积累、表土碳密度、C/N比值及水稻产量的影响。结果表明,不同的稻草还田和耕作处理对水稻产量无显著影响;不同稻草还田处理的土壤有机碳和C/N均随土层加深而减小;3个稻草还田处理0-5 cm土层土壤有机碳质量分数显著高于不还田对照,其中,以高桩免耕处理最高,比无草翻耕处理提高13.8%（P〈0.01）;5-10 cm土层表现为高桩翻耕处理显著高于其他处理,增加幅度为1.39-1.66 g kg-1;10-15 cm为翻耕处理（包括稻草不还田和还田）显著高于各免耕处理;稻草翻耕处理（0-15 cm）的耕层有机碳密度显著高于其他处理。因此,南方双季稻田采取稻草翻耕还田方式有利于增加土壤有机碳汇。     

中国农田生态系统土壤碳库的饱和水平及其固碳潜力

在利用反硝化-分解(DNDC)模型估算中国分县农田土壤碳库及其变化量的基础上,分析中国分省农田土壤碳库的饱和水平,估算各省市自治区农田土壤的固碳潜力,比较旱田与水田固碳能力的差异。结果表明:笔者所得到的中国农田土壤碳库的饱和水平可代表在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下农田土壤经过耕种后所能达到的碳含量的平衡值,为农田选择土地利用方式、耕作栽培措施和施肥方式以固定更多的碳素提供依据。在分布上,中国农田土壤碳库的饱和水平以华北地区较低,以华北地区为中心向外呈辐射状递增。在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下,中国农田土壤的固碳潜力为-0.969 Pg。从单位面积的固碳潜力看,以西藏自治区最高,黑龙江省最低;从分布看,从南向北有逐渐递减的趋势。中国水田比旱田有更大的固碳能力。     

中国农田生态系统土壤碳库的饱和水平及其固碳潜力

在利用反硝化-分解（DNDC）模型估算中国分县农田土壤碳库及其变化量的基础上，分析中国分省农田土壤碳库的饱和水平，估算各省市自治区农田土壤的固碳潜力，比较旱田与水田固碳能力的差异。结果表明：笔者所得到的中国农田土壤碳库的饱和水平可代表在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下农田土壤经过耕种后所能达到的碳含量的平衡值，为农田选择土地利用方式、耕作栽培措施和施肥方式以固定更多的碳素提供依据。在分布上，中国农田土壤碳库的饱和水平以华北地区较低，以华北地区为中心向外呈辐射状递增。在1990年的土地利用方式、耕作措施、施肥水平和气候条件不变的情况下，中国农田土壤的固碳潜力为-0．969Pg。从单位面积的固碳潜力看，以西藏自治区最高，黑龙江省最低；从分布看，从南向北有逐渐递减的趋势。中国水田比旱田有更大的固碳能力。     

滦河流域不同土地利用类型土壤微生物量C、TN、TP垂直分异规律及其影响因子研究

根据2009年4月份在滦河流域采集的25个土壤样点的数据资料,对不同土地利用类型土壤微生物量C、TN、TP质量分数特征、垂直分异规律、表聚性及与影响因子进行研究。结果表明：土壤微生物量C、TN、TP在土壤表层（0～10cm）的平均表聚系数分别为0.22、0.19和0.14,并且河滩地、林草地的土壤微生物量C、TN质量分数明显高于水稻田和旱田土壤,而农田系统土壤中TP质量分数相对占优。土壤微生物C、TN、TP的剖面分布均表现出从表层向下减少的总趋势,并以40cm为界,不同土地利用类型土壤、同层观测值的显著性差异有所不同。土壤微生物量C、TN与土壤含水率呈极显著正相关（P〈0.01）,与粉粒呈显著正相关（P〈0.05）,与土壤容重呈极显著负相关,与气温、降水量呈负相关。TP与气温、降水量呈极显著正相关,与容重负相关,与其它因子没有明显相关关系。     

坝上地区土地利用与覆被变化对土壤养分的影响

坝上地区是典型的农牧交错带 ,生态环境十分脆弱。研究表明 ,解放后 ,该区土地利用与土地覆被状况经历了多次反复的变动。 2 0世纪 80年代以前 ,草地大规模改变为旱地 ,部分改为林地 ;90年代初 ,旱地又逐步被改为草地、林地和水田使用。土地利用与土地覆被的变化引起土壤中有机质、全N、全P、全K、碱解N以及有效态P、K、B、Mo、Mn、Zn、Cu和Fe等养分呈有规律的改变。当土地由草地变为林地、旱地变为林地、旱地变为水田时 ,总体养分增多。但也有例外 ,尤其是碱解N、速效P和速效K以及微量元素 ,有时出现与上述规律不一致的情况。     

Climatic/edaphic controls on soil carbon/nitrogen response to shrub encroachment in desert grassland.

The proliferation of woody plants in grasslands over the past 100+ years can alter carbon, nitrogen, and water cycles and influence land surface-atmosphere interactions. Although the majority of organic carbon in these ecosystems resides belowground, there is no consensus on how this change in land cover has affected soil organic carbon (SOC) and total nitrogen (TN) pools. The degree to which duration of woody plant occupation, climate, and edaphic conditions have mediated SOC and TN responses to changes in life-form composition are poorly understood. We addressed these issues at a desert grassland site in Arizona, USA, where the leguminous shrub velvet mesquite (Prosopis velutina) has proliferated along an elevation/precipitation/temperature gradient and on contrasting soil morphologic surfaces. On sandy loam complexes of mid-Holocene origin, mean SOC and TN of soils in the grassland matrix increased approximately 68% and approximately 45%, respectively, with increasing elevation. Soil organic carbon pools were comparable and TN pools were approximately 23% higher in Pleistocene-aged clay loam complexes co-occurring with Holocene-aged soils at the upper elevation/climatic zone. Across the site, belowground resources associated with large Prosopis plants were 21-154% (SOC) and 18-127% (TN) higher than those in the grassy matrix. The variance in SOC and TN pools accounted for by Prosopis stem size (a rough surrogate for time of site occupation) was highest at the low- and mid-elevation sites (69-74%) and lowest at the upper elevation site (32-38%). Soil delta15N values ranged from 5.5 per thousand to 6.7 per thousand across the soil/elevation zones but were comparable in herbaceous and shrub-impacted soils and exhibited a weak relationship with Prosopis basal stem diameter (r2 < 0.1) and TN (r2 < 0.08). The SOC delta13C values decreased linearly with increasing Prosopis basal diameter, suggesting that size and isotopic composition of the SOC pool is a function of time of Prosopis site occupation. Isotopic mixture models indicate that encroachment of C3 woody plants has also promoted SOC additions from C4 plant sources, indicative of long-term herbaceous facilitation. Grassy sites in contrasting soil/elevation combinations, initially highly distinctive in their SOC pool size and delta13C, appear to be converging on similar values following approximately 100 years of woody plant proliferation.     

东北北部温带森林和干草地土壤养分分布及影响因素

土壤是陆地生态系统碳储存的重要场所,其养分变化与全球陆地碳循环密切相关。土壤养分是植物生长的重要保证,而土壤各养分之间是紧密联系的。理解土壤养分变化与环境因素的关系有助于更好地了解陆地生态系统碳、氮、磷循环。本研究以东北北部自东向西沿降水量梯度变化纬度带上的温带森林与干草地生态系统为研究对象,利用气象数据和野外土壤实测数据,分析了纬度带上不同植被类型土壤的有机碳、全氮、碳氮比、速效磷的空间分布格局及其与环境因子（年降水量、年均温、土壤pH值）的关系。研究纬度带上降水量自东向西逐渐减少,植被类型从温带森林过渡到干草原,与降水量和植被类型对应,植被生物量也自东向西呈现从高到低的分布梯度。研究结果表明：从整个研究带上来说,降水量与土壤pH值是土壤养分空间分布的决定因素,沿纬度带从东到西,随着降水量逐渐减少,土壤pH值逐渐增加,而土壤有机碳、全氮、碳氮比、速效磷含量逐渐减少。但如果将森林和草地分别讨论则发现,森林和草地生态系统的土壤养分环境控制因素有较大差别。对于草地生态系统而言,降水量和土壤pH值仍然是其土壤养分含量的控制因子,但森林生态系统由于所处区域降水量充足,降水量不再是其土壤养分的控制因子,降水量只与森林土壤碳氮比呈显著正相关。研究还发现森林土壤的速效磷含量与温度呈正相关,与土壤pH值呈负相关,说明温度对东北北部温带森林的土壤养分含量具有一定的控制作用。     

退耕还湖后安庆沿江湿地土壤颗粒分形特征

以安庆沿江不同退耕还湖方式(白荡湖区,低坝高网式养鱼;菜子湖区,自然恢复湿地)和不同历史利用方式(水耕和旱耕)的湿地土壤为研究对象,分析退耕还湖后湿地土壤的颗粒分形特征变化。结果表明,退耕还湖后白荡湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量降低,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数降幅小于历史旱耕湿地;菜子湖区湿地土壤颗粒分形维数和<0.01 mm粒径颗粒含量升高,且历史水耕湿地土壤颗粒分形维数增幅大于历史旱耕湿地。2个湖区湿地土壤颗粒分形维数与土壤细黏粒、粗黏粒和细粉粒含量呈显著正相关(P<0.01),与粗粉粒、细砂粒和粗砂粒含量呈显著负相关(P<0.01),与土壤有机质、全磷和有效氮含量呈显著正相关(P<0.05),土壤颗粒分形维数和土壤养分含量的聚类分析结果总体相似。土壤颗粒分形维数可作为评价退耕还湖后湿地生态恢复过程中土壤演变状况的重要参考指标。     

不同恢复年限刺槐林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征

地处西秦岭山地的甘肃天水吕二沟小流域土壤侵蚀问题严重,上世纪五六十年代开始,当地政府在研究区实施了多年的生态恢复措施以保持水土,但目前尚未有植被恢复对土壤生态计量特征的系统调查.分析不同林龄人工林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征可在一定程度上揭示土壤养分的限制情况.选取黄土丘陵沟壑区不同生长年限(5、20、40、...