底土有机碳特征、影响因素与作用机理研究进展

土壤有机碳是陆地生态系统最大的碳库,其源/汇特征深刻影响全球气候变化。土壤碳库中约50%以上的碳储存在20 cm以下的底土层,底土有机碳是土壤碳库的重要组成部分,对全球碳循环具有重要影响。底土碳库变化及其关键调控机制已成为土壤学研究领域的热点之一。本文综述了国内外有关底土有机碳变化特点、影响因素及其周转与稳定的关键机理等方面的研究进展。综合国内外的研究表明,底土有机碳并不稳定,其对植被、环境因素以及土地利用变化等的响应比较敏感,从而影响整个土壤剖面碳库的源/汇功能并反馈于全球气候变化。影响表土有机碳周转与稳定的主要作用机理在底土中同样适用,包括团聚体物理保护、有机碳自身的化学结构稳定以及与矿物质的化学键合稳定等。但是,底土独特的土壤特性和生物特性,导致有机碳周转与稳定机理的作用程度可能与表土存在差异。由于当前对底土有机碳时空变化及其源汇特征的了解尚不明确,未来研究需要系统阐明底土有机碳周转的关键作用机理,并将底土碳库周转纳入区域土壤碳循环过程与固碳减排潜力评估。     

紫金山不同海拔高度土壤的碳氮分布特征

有机碳氮是影响陆地生态系统的重要因子,保持并提高土壤碳氮储量,是稳定生态系统生产力的关键.以南京紫金山土壤为研究对象,依照海拔高度进行采样,对比分析了土壤有机碳氮的变化规律.研究结果表明:紫金山土壤有机碳氮受地表植被的影响比较大,混交林>林地>草地,土壤有机碳氮总量随海拔的升高呈现上升趋势,土壤碳氮比高达34~45,且随海拔升高呈下降趋势.相关分析表明,紫金山土壤有机碳与全氮质量分数呈显著正相关关系,由此说明氮素主要以有机氮的形式存在于有机质中.     

酸雨对土壤有机碳转化和固持的研究进展

由于城市发展的速度加快,酸雨的频率和强度逐渐增加,对土壤生态系统的危害日益严重.本文在酸雨对土壤有机碳含量的影响和土壤有机碳转化机理的基础上,总结了酸雨对土壤生态系统影响的相关研究成果,包括以下几个方面:(1)酸雨对土壤养分矿化的影响;(2)酸雨对土壤团聚结构的作用;(3)酸雨对土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)等养分元素的平衡关系.由于研究区域的气候、土壤类型及耕作方式等因素不同,酸雨对土壤碳固持的影响存在巨大差异,今后应加强从以下几个方面进行扩展实验:(1)多种因素耦合关系研究;(2)不同的酸雨类型组合研究;(3)现场长期定位监控.     

长期施磷对玉米和土壤C∶N∶P及有机质稳定性的影响

【目的】研究长期施用不同量磷肥对农田土壤和作物碳(C)∶氮(N)∶磷(P)生态化学计量学、微生物活性及土壤碳库数量和稳定性的影响,为农田养分调控和生态系统稳定提供科学依据。【方法】以沈阳农业大学长期(28 a)地膜覆盖与施肥定位试验为平台,设置3个施磷处理：不施磷肥(P₀)、67.5 kg P₂O₅/(hm²·a)(P₁)、135 kg P₂O₅/(hm²·a)(P₂)。2015年秋季收获期采集0～20 cm土壤和玉米植株不同器官(根茬、茎秆、叶片、籽粒),测定土壤和作物C、N、P含量,土壤呼吸速率及土壤颗粒有机碳与矿质结合态有机碳含量。【结果】与不施磷肥相比,长期施用磷肥增加土壤全磷、速效磷、碱解氮含量及土壤pH,降低土壤C/P和N/P,对土壤有机碳、全氮含量及C/N无影响。施用磷肥增加了玉米器官磷含量,从而降低了N/P,但对玉米器官的C、N含量无影响。施用磷肥抑制了土壤呼吸速率(微生物活...     

奶牛粪沼液对小麦-玉米轮作土壤团聚体有机碳组分的影响

为探明奶牛粪沼液连续施用对耕层土壤团聚体及有机碳活性的影响,本研究以小麦-玉米轮作体系为研究对象,进行了2年奶牛粪沼液连续施用的田间小区试验,分析了沼液施用后表层(0～10 cm)和亚表层(10～20 cm)土壤水稳性团聚体及其总有机碳与各活性组分含量的变化特征.研究发现：施用沼液后土壤团聚体稳定性显著(P<0.05)增加,土壤小团聚体有向大团聚体演化的趋势,且沼液施用量越大,耕层土壤中大团聚体增加越多;施用沼液后耕层土壤碳库存分别比施用化肥的处理增加25.9%～35.2%,高活性有机碳的变化对土壤碳库的影响最大;施用沼液会通过活性碳的输入提升耕层土壤碳库活度,且亚表层土壤碳库活度对外源有机物的输入更加敏感,大团聚体中活性较高有机碳增加是主要驱动因子.     

旱地生态系统碳氮过程对干旱响应与反馈的Meta分析

干旱会影响陆地生态系统碳氮循环,形成对气候变化的反馈效应.然而,目前国际上有关旱地生态系统碳氮过程对干旱的响应与反馈效应尚不清楚.本研究共收集整理了全球来自128篇文献的1344组原位观测数据进行Meta分析(Meta?analysis),用以定量评估旱地生态系统碳氮过程对干旱的响应程度和反馈效应.结果表明,干旱会显著...     

长期氮沉降对杉木人工林土壤微生物生物量和群落组成的影响

为了探讨长期(> 10a)氮沉降对森林生态系统土壤微生物的影响,选择杉木人工林为研究对象,设定了4个水平的人工模拟氮沉降试验,分别是N0(0 kg·hm~(-2)·yr~(-1))、N1(60 kg·hm~(-2)·yr~(-1))、N2(120 kg·hm~(-2)·yr~(-1))和N3(240 kg·hm~(-2)·yr~(-1))。基于14a野外氮沉降处理后,利用氯仿熏蒸法和磷脂脂肪酸(PLFA)法,分析不同氮沉降处理水平对不同土层(0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm)土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)和微生物群落组成的影响。结果表明,土壤微生物生物量均呈现随土层加深而降低的趋势,即0～20 cm> 20～40 cm>40～60 cm;低氮处理(N1)能促进土壤MBC的增加,而高氮处理(N3)抑制了土壤MBC和MBN;氮沉降处理对土壤的微生物类群总量(总PLFAs)、细菌生物量、真菌生物量、革兰氏阳性菌和革兰氏阴性菌均没有显著影响,但N3处理显著降低了20～40cm土层的丛枝菌根真菌生物量。Pearson分析表明,土壤微生物量碳、氮与微生物群落组成之间关系密切。该研究结果为预测长期气候变化背景下森林土壤微生物对其的响应提供了科学依据。     

长三角地区土壤理化性质对城市和农田土壤碳的影响分析

土壤碳是碳循环中重要的环节,同时与土壤的理化指标存在着密切的联系.通过对长三角地区主要城市土壤和农田土壤的碳质量分数、主要化学组分、pH值、磁化率等主要土壤指标的统计,分析土壤理化指标对土壤总碳和有机碳的影响,讨论了其差异及形成原因.研究结果表明,城市CO2释放能力大于农田土壤.     

河流有机碳循环研究综述

综述河流有机碳循环的研究进展,分析河流有机碳的来源（包括外源和内源两种）,指出碳的同位素”c和”c是河流有机碳来源示踪的重要工具,以及受气候、地形、植被等因素的影响,河流有机碳的含量有明显的区域和季节差别．阐述影响河流有机碳的产出因素（其中,径流深度、土壤有机碳含量和生物量密度影响最大）,得出随着人类活动对流域地表自然过程的干扰程度加剧,河流碳的侵蚀输入过程发生了剧烈变化,尤其是大型水库或拦河坝通过改变河流的水文、水力过程,直接改变了河流有机碳的输送以及河流有机碳的生物地球化学循环过程．     

草地土壤生态系统对氮沉降响应的研究进展

草地分布十分广泛,且大多位于生态脆弱带,对全球变化响应十分敏感。本文综述了草地土壤理化性质、酶活性和微生物量、多样性、群落结构以及功能基因丰度对氮沉降响应的研究进展。在低氮条件下,氮沉降有利于土壤无机氮库、有效磷和有机碳库的储存,细菌数量和多样性的增加。随着氮沉降量持续增加,将加剧土壤酸化,硝态氮的淋失,降低有机碳库和磷库储量、降低微生物量和多样性等负面效应,引起草地生态功能退化。因此,为保护草地生态系统多样性和维持其生态功能,未来应加强对我国不同草地生态系统氮饱和阈值的研究。     

植被恢复过程中芒萁对侵蚀红壤碳氮库的影响

选择未治理地、治理10 a与30 a的马尾松林为研究对象,对比林下有芒萁覆盖(MQ)与林下裸露地(CK)土壤碳氮储量的差异.结果表明,未治理地芒萁覆盖度和生物量均很低,治理10 a和30 a的马尾松林下芒萁覆盖度和生物量显著增加.各林地芒萁覆盖下的土壤(1 m)有机碳、氮储量均显著高于林下裸露地(P<0.05);治理10 a和30 a马尾松林土壤有机碳、氮储量分别比未治理地增加了153%和296%、24%和101%;治理后芒萁覆盖下的土壤有机碳积累快于氮的积累,总体上芒萁覆盖的土壤C/N均高于林下裸露地.以上结果显示了芒萁对侵蚀红壤区土壤有机碳的恢复和氮素积累具有重要影响.     

长江三角洲典型地区土壤-水稻系统中Cd的分布及其迁移制约因素

为了弄清楚长江三角洲土壤-水稻系统中Cd污染和迁移制约因素,采集了典型地区的水稻土壤、秸秆、籽实等样品共66组,测试了这些样品中重金属元素和常量元素的含量、土壤pH值和总有机碳含量等参数指标,并对这些参数进行相关性分析,评估水稻土壤与籽实中的Cd污染,探讨Cd空间分布,讨论土壤中pH值和有机质以及其他金属元素对Cd在水稻中积累的制约作用。结果表明:长江三角洲典型地区水稻土壤和籽实都存在Cd含量超标现象,土壤样品中Cd质量分数为(81.39～1441.00)×10^-9,平均值277.40×10^-9,而水稻籽实样品中Cd质量分数为(10.44～692.40)×10^-9,平均值55.63×10^-9;根据土壤环境质量标准(GB15618—1995)的二级标准,水稻土壤超标率为9.09%,超标样品主要分布在苏州、镇江和常州;根据食品中污染物的限量标准(GB2762—2005),水稻籽实Cd含量超标率为4.55%,超标样品集中在苏州和无锡;影响水稻积累Cd的因素有土壤中总有机碳、CaO、MgO、P的含量和pH值;水稻中S和Se含量与Cd含量关系密切,Cd与Zn表现为协同作用,土壤中S、Se和Zn的含量对水稻积累Cd无明显影响;提高土壤中pH值以及增加土壤总有机碳含量,能适当降低水稻中Cd的积累,适当增加土壤中Ca、Mg和P的含量能在一定程度上降低水稻对Cd的吸收。     

基于RothC模型的红壤旱地有机碳库对稻秆和猪粪添加的响应

稻秆和猪粪是提高红壤旱地有机碳库储量的重要外源有机物质.本研究基于等碳量添加稻秆与猪粪的235 d室内培养实验,采用物理化学联合分组方法将土壤有机碳分为颗粒有机碳(POM)、砂粒和稳定团聚体碳(S+A)、溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(s+c-rSOC)以及惰性有机碳(rSOC)组分,并结合RothC模型探讨了红壤旱地中易分解的植物残体碳(DPM)、难分解的植物残体碳(RPM)、腐殖质碳(HUM)、微生物生物量碳(BIO)以及惰性有机质(IOM)5个碳库组成的动态变化特征.研究结果表明,红壤旱地总碳(TC)及各组分有机碳含量均随着稻秆与猪粪添加量的增加而显著增加,但添加稻秆对增加TC、DPM、RPM和IOM含量的影响显著高于猪粪,而BIO和HUM含量的影响则显著低于猪粪.随着培养时间延长,IOM/TC逐渐增大,而DPM/TC、RPM/TC、BIO/TC和HUM/TC则逐渐减小.游离态铁氧化物的增加可以促进红壤旱地中DOC显著增加(P<0.05);非晶质铁氧化物的增加可以促进DOC显著降低,IOM组分碳显著增加(P<0.05),而非晶质铝的增加可以促进POM、BIO、H...     

北亚热带落叶阔叶林土壤呼吸时间变化特征

利用LI-8100开路式土壤碳通量系统测定龙王山森林土壤呼吸速率,研究北亚热带落叶阔叶林土壤呼吸速率的日变化和季节性变化规律.结果表明:北亚热带落叶阔叶林土壤呼吸速率在12—14时达到最大,与土壤温度变化基本一致;森林土壤呼吸速率随土壤温度的季节性变化而变化,在夏季土壤呼吸速率较高,在冬季土壤呼吸速率较低;土壤呼吸速率与土壤温度间存在着明显的指数关系,土壤呼吸温度敏感系数Q10为2.81.     

贡嘎山冰川森林区径流过程模拟

山地冰川森林的水文效应是陆地生态系统中森林和水的相互作用及其功能的综合体现。在不同的地区,由于气候、地势、地质条件、土壤和地形等因素的综合影响,山地冰川森林的存在和变化呈现出不同的水文生态响应。针对山地冰川森林区的水文特点,建立了了具有物理机制的山地冰川森林流域分布式DGF-SLEHM（Distributed Glacial Forest Space-Land-Ecology Hydrology Model）水文模型,它在一般模型的基础上,增加了反映山地冰川森林植被截留和植被蒸散发结构、森林土壤结构以及积雪融雪计算处理的模块。并以贡嘎山典型的山地冰川森林区———黄崩溜沟流域为例,对山地冰川森林影响水文作用的复杂过程及其水文生态效应展开模拟分析。从总径流量和年径流过程模拟的统计特征来看,该模型大体上反映出山地冰川森林区的径流过程,能够对地面水文过程进行系统仿真。     

龙脊稻作梯田休闲期的土壤水分、养分与酶活性特征

为了解休闲期稻作梯田的土壤水分、养分和酶活性特征对提高梯田土壤有机碳的固持水平状况的影响,在广西龙脊梯田景区内采集休闲期19个稻田土壤样品,测定土壤养分和酶活性,结果表明：龙脊稻作梯田土壤水分、 pH、有机碳、总氮、碱解氮、总磷和速效磷的平均值分别为40.58%、 4.76、 18.82 g/kg、 1.97 g/kg、 97.51 mg/kg、 0.32 g/kg和68.61 mg/kg,土壤蔗糖酶活性、脲酶活性和酸性磷酸酶活性的平均值分别为5.01 mg/(g·24 h)、 4.02 mg/(g·24 h)和9.75 mg/(g·2 h);土壤水分含量与土壤总有机碳含量和3个土壤酶活性之间均呈显著的正相关关系,归一化的土壤养分和归一化的土壤酶活性之间呈显著的正相关关系。综上,在休闲期提高土壤水分有利于龙脊稻作梯田土壤总有机碳的固持和土壤酶活性的提高。     

荒漠草原恢复文献综述

草地是世界上分布最广的植被类型之一,是陆地生态系统的重要组成部分,在减缓全球变化中起着重要的作用。草地退化是我国天然草地面临的突出问题,已经威胁到社会和经济的正常发展。从自然因素和社会因素角度分析草地退化原因,起主导作用的是人类的活动和不合理的资源利用导致草地面积减少,覆盖度降低。本文结合近几年前人对这一问题的看法,综合其研究,以期为合理利用、科学管理天然草地提供理论基础。     

长期施肥对紫色土酶活的影响

研究了长期施有机肥、化学氮磷钾肥及有机无机肥配施对紫色土酶活的影响。结果表明,长期不同施肥紫色土土壤酶活发生了显著变化。长期有机肥与化学NPK肥配施有利于紫色土酶活的改善。土壤有机质含量与土壤脲酶(URE)酶活、过氧化氢酶(CAT)酶活呈极显著正相关(r>0.661,p<0.01,n=14),说明土壤有机质含量是影响土壤CAT、URE酶活高低的重要因素。土壤中URE、CAT、中性磷酸酶(NEP)之间存在相互刺激作用,CAT酶活与多酚氧化酶(PPO)酶活之间存在此消彼长的关系。     

生态系统痕迹化石——古土壤的研究意义

在国内首次将古土壤作为生态系统痕迹化石进行研究 ,旨在探索不同陆地生态系统留下的痕迹化石特性 .根据古土壤的特性 ,计算成壤期其时其地的古代雨量和古代气温 ,并根据土壤成熟度来推算成壤期所持续的年限 ,从而说明了古土壤作为生态系统痕迹化石重要的环境学和年代地层学意义     

生态系统痕迹化石——古土壤的研究意义

在国内首次将古土壤作为生态系统痕迹化石进行研究,旨在探索不同陆地生态系统留下的痕迹化石特性.根据古土壤的特性,计算成壤期其时其地的古代雨量和古代气温,并根据土壤成熟度来推算成壤期所持续的年限,从而说明了古土壤作为生态系统痕迹化石重要的环境学和年代地层学意义.