黑土区坡耕地与坡林地表土团聚体有机碳库差异

以东北黑土区典型坡耕地(玉米)和坡林地(退耕还落叶松林和樟子松林)表层土壤为研究对象,分别在坡上、坡中上、坡中、坡中下、坡下5个坡位设置取样点采集非原状土,风干后将土壤筛分为2~5 mm、1~2 mm、0.5~1 cm、0.25~0.5 mm、0.25 mm 5个粒级团聚体,分别计算每个粒级土壤风干团聚体所占比例,测定各粒级土壤风干团聚体有机碳含量,并以此为基础计算土壤团聚体有机碳贮量。通过对比不同坡位、各粒级风干团聚体组成及其有机碳含量与贮量变化规律,探明黑土区不同土地利用方式下坡地土壤团聚体有机碳库对不同侵蚀类型的响应特征。结果表明:坡耕地土壤团聚体迁移、沉积过程不同于坡林地,耕地土壤2 mm团聚体的组成比例显著高于2种林地,并在坡下达到最高值(70.30%);有机碳含量均随团聚体粒级减小逐渐增加,樟子松林地内各粒级有机碳含量(25.57~142.60 g/kg)显著高于耕地(22.58~30.06 g/kg)和退耕还落叶松林地(21.58~66.53 g/kg);坡林地土壤团聚体有机碳贮量由坡上至坡下逐渐增加,相同坡位处土壤团聚体有机碳贮量均为樟子松林地退耕还落叶松林地耕地。研究结果证实了黑土区耕作侵蚀的存在及其对土壤团聚体、团聚体有机碳库分布的影响,同时印证了退耕还林是减缓坡地黑土耕作侵蚀、提升有机碳库的长效途径。      

不同土壤团聚体及其有机碳库的分布特征

通过野外调查与室内分析相结合的方法,对山西农业大学校园内的农田、灌木丛、针叶林、阁叶林和草地土壤团聚体及其有机碳库的分布特点进行了研究.结果表明：（1）不同土地利用方式下土壤团聚体的分布均以＞10 mm团聚体为主,总体随着团聚体粒径的减小呈先减小,后增加,再减小,然后增加,最后减小的变化.（2）0～20 cm土层中,不同土地利用方式的分形维数表现为：阔叶林＞针叶林＞农田＞灌木丛＞草地,草地的分形维数与灌木丛、阔叶林、农田、针叶林间差异极显著,在20～40 cm土层中,分形维数表现为：灌木丛＞草地＞阔叶林＞农田＞针叶林,针叶林的分形维数与灌木丛、草地、阔叶林、农田间差异极显著.（3）土壤团聚体有机碳含量随着粒径的减小呈先增加后降低的趋势.（4）不同土地利用方式下,随着土层深度的增加有机碳贮量降低,在0～20 cm、20～40 cm土层,有机碳贮量随着土壤粒径大小的变化趋势与不同粒级土壤团聚体质量百分比的变化趋势相同,主要以＞ 10 mm粒级团聚体最高,且与其余粒级间均呈极显著关系,＞10mm粒级的有机碳贮量表现为农田＞阔叶林＞灌木丛＞针叶林＞草地.     

利用方式对干旱草原土壤碳水化合物含量及团聚体稳定性的影响

以自然放牧草地为对照,对围栏草地和耕地2种利用方式下干旱草原土壤总有机碳、碳水化合物碳含量和土壤团聚体稳定性进行了测定．与自然放牧地相比较,围栏草地土壤总有机碳和碳水化合物碳含量显著增加;耕种土壤总有机碳含量变化不明显,但碳水化合物碳含量显著降低．与自然放牧地相比较,围栏放牧草地土壤团聚体稳定性变化不明显,而耕种土壤团聚体稳定性显著降低．据此认为,在耕地利用方式下土壤团聚体稳定性的显著降低,与土壤碳水化合物碳含量的显著降低密切相关．     

西藏林芝不同土地利用方式的土壤团聚体及其有机碳分布

为揭示西藏林芝地区不同土地利用方式对土壤团聚体及其有机碳含量的影响,以八一镇耕地(FL)、蔬菜大棚(VG)、撂荒地(AL)、草地(GL)、次生林地(SF)为研究对象,采用干筛法对土壤团聚体进行分级,分析团聚体及其有机碳、易氧化有机碳的含量和分布。结果表明:在0~20 cm土层,各土地利用方式下基本以≥2 mm团聚体为主,其含量大致表现为GL、AL高于VG和FL,表明与农用地(FL、VG)相比,自然生态系统的土壤结构较好。土壤团聚体有机碳和易氧化有机碳的含量在不同土地利用方式下整体表现为0~10 cm>10~20 cm,大团聚体(≥0.25 mm)高于微团聚体(<0.25 mm),并以≥2 mm团聚体的贡献率最高,碳汇能力较强。结果说明,自然生态系统的土壤结构较好,草地、林地的开垦行为将导致土壤结构变差。实施保护性耕作措施,减少草地、林地的人为干扰有利于提高土壤有机碳库的稳定性,发挥土壤"碳汇"功能。     

不同水土保持植被对典型黑土微团聚体稳定性的影响

以典型黑土区落叶松人工林、水曲柳人工林和草地等水土保持植被以及耕地土壤为研究对象,通过土壤微团聚体分散系数、粒径组成以及不同粒径微团聚体有机碳质量分数的测定计算和分析。结果表明:(1)与耕地相比,所研究的3种水土保持植被均可显著增加(0.05 mmd≤0.25 mm)大粒径微团聚体组成比例、降低(d≤0.002 mm)小粒径微团聚体组成比例(P0.05),并表现出乔木植被对增加土壤大粒径微团聚体比例的作用显著强于草地植被(P0.05);(2)所研究的3种水土保持植被总体上均不同程度地较耕地增加了土壤微团聚体有机碳质量分数,尤其是乔木植被显著增加了土壤中各个粒径的微团聚体有机碳质量分数,且增加幅度显著高于草地植被(P0.05);(3)水土保持植被均显著降低了土壤分散系数(P0.05)。可以认为,水土保持植被通过改善土壤微结构和增加微团聚体有机碳质量分数,进而实现增强微团聚体的稳定性,以微团聚体有机碳质量分数增加的贡献大于微团聚体组成的改变。     

不同土地利用方式土壤团聚体有机碳分布特征——以海南省定安县为例

为了解不同土地利用方式下土壤团聚体的分布特征,选取海南定安县菜地、林地、农田和不同年限撂荒地撂荒地A(撂荒年限3年)、撂荒地B(3年撂荒年限8年)、撂荒地C(8年撂荒年限10年)0～30 cm土层土壤团聚体及其有机碳的分布进行研究。结果表明:同一种土地利用方式农田团聚体含量随着粒径的减小而增加,0.25 mm粒径时,其含量最大;不同年限撂荒地团聚体粒径组成呈双峰趋势,菜地团聚体粒径在1～2 mm时含量最大;林地团聚体含量随着粒径的减小而减少。在不同土层,农田5 mm粒径团聚体含量在表层最少,撂荒地5 mm粒径团聚体含量在表层最多,菜地团聚体含量随着土层的增加而减少;林地土壤团聚体变化较为复杂,说明人为活动(如施肥、踩踏、除草等)对较大粒径团聚体影响明显。不同土地利用方式下各粒径团聚体有机碳的含量也各有差异,总体上表现出随着团聚体粒径的减少团聚体有机碳含量呈增加的趋势。另外,农田、撂荒地A、撂荒地B、撂荒地C、菜地和林地粒径为0.25 mm的团聚体有机碳含量分别是粒径为5 mm的团聚体有机碳含量的2.78、2.45、3.71、3.73、4.08、2.92倍,其含量差异最大,由此可以说明在土地利用方式的变化过程中,最先影响的是粒径为5 mm团聚体中的有机碳累积和分布,是土地利用方式变化过程中较为敏感的部分。不同土地利用方式下团聚体有机碳中菜地农田林地撂荒地A撂荒地B撂荒地C,说明撂荒地10年内不利于团聚体有机碳的累积。     

长期施肥对黑土水稳性团聚体稳定性及有机碳分布的影响

【目的】基于黑土长期定位试验平台,研究不同施肥方式下土壤水稳性团聚体和有机碳分布特征,以期揭示化肥和有机肥长期施用对土壤肥力的影响,为实现黑土合理培肥提供理论指导。【方法】依托37年黑土长期定位试验,采集CK（不施肥）、NPK（化肥）、M₂（常量有机肥）、M₂NPK（常量有机肥配施化肥）、M₄（高量有机肥）、M₄NPK（高量有机肥配施化肥）处理0—20 cm土层的土壤样品,利用湿筛法分析水稳性团聚体稳定性及有机碳在不同粒级团聚体中的分配特征。【结果】长期有机无机配施以及施高量有机肥显著降低大团聚体比例,提高微团聚体比例。长期施用化肥及常量有机肥并未明显改变团聚体的分布。M₂NPK、M₄NPK、M₄处理的大团聚体比例较CK处理分别降低32.7%、45.8%和55.4%,而微团聚体的比例较CK处理分别提高73.2%、102.5%和123.9%。长期有机无机配施及高量有机肥的施用显著降低表层土壤水稳性团聚体的稳定性。长期施肥显著增加土壤有机碳含量,增加量为CK的1.12—2.06倍,施用有机肥及有机无机配施处理有机碳含量增加更为显著。长期施用有机肥可以增加各粒级水稳性团聚体中有机碳的含量,且随着粒径的变小,各处理有机碳含量的增加幅度逐渐减小。各处理水稳性大团聚体中有机碳含量显著高于微团聚体,这表明有机碳主要分布在大团聚体中。长期施高量有机肥及配施化肥显著降低了大团聚体对有机碳的贡献率,增大了微团聚体的贡献率,即微团聚体有机碳贡献率高于大团聚体,而其他处理大团聚体有机碳贡献率高于微团聚体。【结论】黑土长期施用化肥对团聚体的分布及团聚体有机碳含量没有显著影响。高量有机肥以及有机无机配施显著降低了大团聚体的比例,进而降低土壤团聚体的稳定性。长期施用有机肥显著增加土壤及各粒级团聚体中有机碳含量。高量有机肥及配施化肥显著降低了大团聚体有机碳贡献率,有机碳贡献率的优势粒级为微团聚体。     

喀斯特山区土地利用对土壤团聚体有机碳和活性有机碳特征的影响

通过选取喀斯特山区火龙果园、草丛、花椒林、乔木林和灌草丛为研究对象,对其土壤团聚有机碳和团聚体活性有机碳分布与积累特征进行研究,结果表明:各土地利用方式下的团聚体组成均以＞0.5 mm团聚体为主,其含量可占团聚体总量的82.57％-94.79％;各粒级团聚体中有机碳和活性有机碳的含量均以乔木林最高,花椒林和火龙果园相对居中,而以草丛和灌草丛较低,随土壤团聚体粒径降低,有机碳和活性有机碳的峰值基本出现在＜0.25 mm粒级团聚体,但该粒径对土壤有机碳和活性有机碳的贡献率却不足6％和4％;土壤有机碳和活性有机碳的累积均受5-1 mm团聚体中有机碳和活性有机碳含量增加的影响,该粒级团聚体对有机碳和活性有机碳的贡献率也分别达28.70％-49.47％和34.13％-47.47％,可将5-1 mm粒径团聚体作为喀斯特山区的土壤有机碳固定的特征团聚体;土壤团聚体活性有机碳含量与土壤团聚体总有机碳含量呈极显著正相关关系(r=O.8768),表明团聚体活性有机碳可以作为衡量喀斯特山区土壤团聚体有机碳动态的一个敏感性指标.     

半干旱地区不同土壤团聚体中微生物量碳的分布特征

 在半干旱地区采集7个不同利用方式的土样,利用干筛法获得不同粒径的团聚体,并分析其有机碳、微生物量碳和K_2SO_4浸提碳含量。结果显示,有机碳含量最高的土壤其大团聚体占的比例也最高;未筛分土壤的微生物量碳以灌溉耕地最高、油菜-土豆轮作旱地最低,分别为336和189mg·kg-1。团聚体微生物量碳含量为153～324mg·kg-1。灌溉耕地土壤>5mm团聚体最高,草地土壤<0.25mm团聚体最低。土壤有机碳和微生物量碳在大团聚体(>2mm)中的含量相对都高于小团聚体。微生物量碳与土壤有机碳极显著相关,与K2S     

土地利用方式对土壤团聚体轻组有机碳的影响

[目的]为确定合理的森林经营措施提供必要的科学依据。[方法]选择东北温带地区典型土地利用方式,采用土壤轻组有机碳分离方法,研究天然次生林、人工林和农田对土壤团聚体轻组有机碳(LFOC)的影响。[结果]不同土地利用方式土壤团聚体LFOC含量天然次生林高于农田,并随土层深度增加而递减。在不同土地利用方式下,表层(0～20 cm)各粒级土壤团聚体轻组有机碳(LFOC)含量差异显著。天然次生林转变为农田下降幅度为2.48～4.17 g/kg。土壤团聚体LFOC含量、土壤团聚体LFOC分配比例均表现为:不同土地利用方式粒径2.00～1.00 mm最高,0.25～0.50 mm为最低。天然次生林转变为农田土壤团聚体LFOC主要损失在大团聚体0.25mm中。2.00 mm的水稳性大团聚体对土壤LFOC具有强富集和物理保护作用。天然次生林和人工林转变为农田时,大团聚体土壤LFOC的下降最明显。天然次生林和人工林平均重量直径(MWD)均高于农田,农田土壤团聚体稳定性最低。[结论]土壤轻组有机碳可作为土壤有机碳库变化的早期敏感指标。     

天水市退耕还林（草）不同造林模式对土壤养分的影响

[目的]研究不同造林模式对改善土壤的差异和机理。[方法]对甘肃省天水市秦州区退耕还林（草）工程3种造林模式土壤的含水量、容重、总孔隙度、水稳性团粒组成和土壤有机碳进行了比较分析。[结果]与农田对照相比,退耕还林（草）3种造林模式的土壤含水量均显著地高;0—20cm表层的土壤容重均显著地高,而20—60cm土层的则均显著地低;0～20cm表层的土壤总孔隙度显著地低,而20～60cm土层的则均显著地高;各土层土壤不同粒径的土壤团粒百分含量高于相应的农田;土壤有机碳均随土壤深度的增加而减小,说明退耕还林有利于土壤有机碳向下输送。3种造林模式中以乔草型效果为最好。[结论]实施7年退耕还林（草）后,与农田相比,明显改善了土壤物理性质和土壤结构．提高了土壤保水和蓄水性能。     

土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响

[目的]探讨土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。[方法]利用团聚体分组方法,选择红树林湿地和农田（由湿地开垦为农田）为研究对象,分析湿地转变为农田后土壤团聚体有机碳的变化规律。[结果]土壤团聚体主要分布在2000～250μm粒级中。质量分数为76．52％。土壤有机碳含量在团聚体中分配呈现了在2000—250μm粒级中最大,50～250μm次之,〈50μm团聚体最小的规律。土地利用变化对土壤团聚体有机碳具有明显的影响,对2000～250μm粒级团聚体的影响最为显著,50～250μm次之。土壤有机碳含量与2000～250μm和〈50μm团聚体有机碳含量达到了极显著水平,但同50～250μm粒级有机碳含量并无明显相关。[结论]湿地开垦为农田后导致土壤团聚体碳库发生了显著变化,其中2000～250μm粒级有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。     

岩溶生态系统土壤非保护性有机碳含量研究

通过现场采样及室内测定方法,对岩溶天然林、灌丛和人工林土壤的非保护性有机碳进行了研究。结果发现,在0～10cm表层土壤,灌草丛土壤颗粒有机碳含量是天然林土壤的1.40倍,土壤轻组有机碳含量是天然林土壤的4.02倍;但随土层深度增加,天然林土壤颗粒有机碳分配比例和轻组有机碳分配比例大于灌丛土壤,且灌丛土壤有机质逐渐向大团聚体富集,而天然林不同深度土壤大团聚体都富集有机质。天然林土壤和人工林土壤<0.05mm的颗粒有机碳富集系数差异很小,但>0.1mm颗粒和0.1～0.05mm颗粒的有机碳富集系数差异相对较大,尤其在土壤表层有明显的差异。颗粒有机碳、轻组有机碳、不同深度土层土壤有机碳与水稳性团聚体之间存在显著的相关性。     

茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征

 【目的】弄清茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征,以期反映退耕还茶模式对土壤团聚体及其养分循环的影响,为协调区域土地利用及退耕还林（茶）工程的实施提供依据。【方法】采用野外调查和室内分析相结合的方法,以撂荒地和桉树人工林为对照,就茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮的分布特征进行了研究。【结果】（1）茶园和对照撂荒地、桉树人工林土壤团聚体中有机碳含量基本随团聚体直径的减小而增加,最大值均集中于＜0.25 mm团聚体中;（2）茶园及对照地土壤微生物量碳、氮含量则基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮含量最大值分布于5—2 mm团聚体中,茶园土壤除了＜0.25 mm团聚体外,其微生物量碳、氮的含量均高于撂荒地和桉树人工林同直径团聚体;（3）茶园及对照地土壤团聚体微生物熵基本随团聚体直径的减小而降低,其中茶园土壤团聚体微生物熵最大值分布于5—2 mm团聚体中,其分布规律与微生物量碳、氮基本一致。【结论】与撂荒地、桉树人工林相比,茶园土壤团聚体中微生物量碳、氮较为丰富,大团聚体中的含量尤为突出,表明退耕还茶是研究区一种较为理想的退耕模式。     

玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对土壤有机碳及团聚体稳定性的变化分析

[目的]对玛纳斯河流域不同恢复模式下盐渍化弃耕地土壤有机碳及团聚体稳定性的变化特征进行分析.[方法]以玛纳斯河流域为背景,选取典型的重度盐渍化弃耕地为试验区.随着弃耕地变成棉田年限的增加,土壤有机碳（SOC）含量增加,开垦2、5和10年的土壤微生物生物量碳（MBC）和易氧化有机碳（LOC）的含量以及土壤水溶性有机碳（WSOC）和土壤热水溶性有机碳（HWSOC）的含量较弃耕地高.连续人工开垦后SOC和大团聚体（＞1 mm）含量增加,土壤团聚体稳定性增强,其中开垦10年0～5、5～10 cm土层＞1mm团聚体分别占56.9％和56.7％,团粒指数下降至43.9％.[结论]水稳性团聚体的含量与SOC和土壤HWSOC达到0.05水平显著正相关.玛纳斯河流域盐渍化弃耕地新垦土地对绿洲农田土壤HWSOC对维持土壤团聚体稳定性的贡献明显.