长江中下游地区湿地开垦及土壤有机碳含量变化

概述了历史时期至今,尤其是20世纪下半叶50 a来长江中下游地区湿地的开垦状况;总结了研究区湿地土壤及其开垦为农田后土壤有机碳含量的变化特征.长江中下游地区湿地分布广, 存在着湿地开垦强度大、土壤碳密度较低和土壤有机碳损失严重等土壤碳库变化问题.与原湿地土壤相比,湿地被开垦为农田后,土壤有机碳含量总体上在降低,而且随着湿地开发利用年限的增加,其土壤有机碳含量减少的幅度也在增加.     

川中丘陵地区近25年来农田土壤有机碳密度变化——以四川省盐亭县为例

根据盐亭县第二次全国土壤普查23个土壤剖面的采样记录,2007年采集了这23个土壤剖面样品,并分析测定其土壤有机碳含量,对比发现,盐亭县近25年来土壤平均有机碳密度上升2.70 t/hm2,上升幅度为5.65%,该县农田土壤具有微弱的碳汇效应.近25年来该县土壤有机碳密度变化复杂,不同土壤类型之间的变化差异较大.其中,水稻土、黄壤和紫色土有机碳密度均有不同程度的上升,而冲积土的有机碳密度则明显下降.而就土地利用方式而言,水田土壤的有机碳密度呈明显上升趋势(上升幅度15.38%),而旱地土壤有机碳密度则基本上保持稳定少变.该区今后应主要通过改良耕作措施,推广生态农业技术,增加土壤有机物质归还量;加强生态环境建设,搞好水土保持;灌溉水利工程建设进一步稳定和扩大水田面积等措施,以达到稳定和提高农田土壤有机碳储量的目的.     

珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量时空变化特征及其影响因素识别

土壤有机碳库动态变化对区域乃至全球碳平衡具有显著影响,快速城市化地区社会经济迅速发展中土地利用/覆被变化剧烈,其农田耕层土壤有机碳库变化问题倍受关注。选择珠三角核心区为研究区域,基于1980与2015年农田耕层土壤有机碳含量数据,以乡镇为单元分析农田耕层土壤有机碳库储量的时空变化特征,并通过地理探测器定量识别其影响因素的主导因素。结果表明：1）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量1980―2015年间损失巨大,损失量达67.16%,同时其空间变化具有典型的城镇集群指向特征,即距离城镇集群越近,损失程度越大;2）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库储量的时空异质性变化受到气候变化、地形状况、水文环境、社会经济发展、土地利用变化和农田景观变化等多种因素的影响,且其影响力存在较大差异,各因素贡献力（q统计量）介于0.004~0.256之间;3）珠三角核心区农田耕层土壤有机碳库时空变化主导影响因素的贡献力表现为农田景观变化＞二三产增长胁迫＞水网密度＞土地结构变化。     

滨海滩涂土壤有机碳演变驱动因子框架

通过归纳、总结前人大量的研究成果,从土壤有机碳演变的尺度约束框架、滩涂土壤有机碳的核心控制因子以及演变的驱动因素3个方面进行总结。结果表明：①目前形成的监测技术约束下的碳库研究体系,其研究的结果忽视了机理性认识的未来需要,这对于应对未来气候变化条件下的滩涂湿地碳库变化风险稍显不足; ② 滩涂土壤有机碳演变的核心控制因子有泥沙、地貌与埋藏速率、植被与农业活动。滩涂围垦后的农业活动类型与方式是滩涂开发后影响土壤有机碳演变的核心要素,远远高于自然滩涂中的自然主导因子; ③ 不同因素在不同时空尺度上会对滩涂有机碳演变起到重要影响,其中,土地利用/覆被对于有机碳的影响机制是需要重点关注的核心命题; ④ 小尺度、长时间尺度有机碳循环机制的研究需要加强,同时,综合考量要素的时空尺度特性及其技术手段的提升,更加注重过程研究对于指导未来滩涂土壤有机碳研究更具有现实意义。     

闽东滨海湿地土壤有机碳含量分布格局

为了揭示闽东滨海湿地土壤有机碳的分布格局,对闽东滨海不同类型湿地土壤有机碳含量进行了测定和分析.结果表明,不同湿地类型0～60 cm土壤有机碳含量介于5.34～12.94 g/kg之间,平均值为7.78 g/kg.其中,红树林的有机碳含量为12.94 g/kg;稻田的有机碳含量为8.67 g/kg;水产养殖场的有机碳含量为6.64 g/kg;水域的有机碳含量为5.81 g/kg;潮间裸滩的有机碳含量为5.33 g/kg.土壤有机碳含量垂直分布格局为裸滩和水域由表及里逐渐减少;稻田呈现先减小后增大的趋势;而红树林与水产养殖场的土壤有机碳含量都在20～40cm土层达到最大值.闽东滨海湿地土壤有机碳水平分布格局为霞浦县最大,蕉城区次之,福鼎市最低.不同湿地类型土壤有机碳储量也不同,红树林的有机碳储量为5.66 kt/km2;稻田的有机碳储量为3.42 kt/km2;水产养殖场的有机碳储量为2.75 kt/km2;水域的有机碳储量为2.69 kt/km2;潮间裸滩的有机碳储量为2.11 kt/km2.土壤有机碳含量与全氮含量、碳氮比呈显著正相关(p＜0.01),与pH呈显著负相关(p＜0.01),表明在土壤中的氮主要以有机氮的形态存在.     

土壤侵蚀对农田中土壤有机碳的影响

碳主要在通气状态下释放出CO₂以温室效应的形式影响全球变化。当前,农田土壤固碳过程是土壤碳循环研究中的一个前沿领域,其中农田土壤再分布过程能否导致土壤固碳已引起科学上、政治上以及社会上广泛的兴趣。本文从不同的尺度阐述土壤再分布过程对土壤有机碳的影响。分别阐述土壤侵蚀和再沉积过程在全球碳循环,陆地碳库研究中的作用,土壤侵蚀与农田景观土壤有机碳动态、活性组份以及碳通量之间的关系,土壤再分布过程引起的土壤固碳机理。在此基础上指出今后迫切需要解决的问题。     

纳帕海湿地土壤有机碳和微生物量碳研究

以纳帕海湿地天然沼泽、沼泽化草甸和草甸为研究对象,研究土壤有机碳和土壤微生物量碳含量的时空分布及其变化。结果表明,天然沼泽、沼泽化草甸和草甸0~40 cm深土层的平均有机碳含量在(18.02±0.24)~(258.44±3.37)g/kg之间变动;三者10~40 cm深土壤的各土层平均有机碳含量随着土壤深度增加在不断减小,且差异显著(p0.05);其土壤表层(0~10 cm)的平均微生物量碳含量都较高,分别为(446.23±98.72)mg/kg(沼泽化草甸)、(204.23±44.90)mg/kg(天然沼泽)和(158.64±65.24)mg/kg(草甸);三者0~40 cm深土层的微生物量碳含量差异明显,沼泽化草甸的微生物量碳含量最高,为940.00 mg/kg,天然沼泽次之,为472.23 mg/kg,草甸最低,为359.78 mg/kg;在垂直分布上,三者的土壤微生物量碳含量表现出与土壤有机碳含量一致的规律;土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量都与土壤含水量显著相关,表明纳帕海湿地土壤有机碳含量和土壤微生物量碳含量主要受土壤水分的影响,而人为疏干排水是导致土壤水分下降的诱因。     

会仙喀斯特溶洞湿地、稻田和旱田土壤有机碳含量及其与养分的关系

以桂林会仙喀斯特溶洞湿地及其附近的稻田和旱田表层土壤为研究对象,采用常规方法,测定土壤有机碳和养分含量,并分析二者之间的关系。结果显示,喀斯特溶洞湿地的土壤有机碳含量为(21.77±1.42)g/kg,与稻田的土壤有机碳含量[(22.33±1.19)g/kg]没有显著差异,而旱田土壤有机碳含量为(12.78±0.22)g/kg,比湿地土壤低41.30%。稻田土壤的全氮含量、碱解氮含量、p H、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁含量都与喀斯特溶洞湿地土壤无显著差异。但是,上述指标在旱田土壤中较低,降低幅度为15.63%~50.87%。统计结果表明,所有土壤全氮含量和p H与土壤有机碳含量都呈显著正相关(p0.01);土壤碱解氮、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁与土壤有机碳含量都显著正相关(p0.05)。因此,土壤碱解氮、阳离子交换量、交换性钙和交换性镁对维持喀斯特溶洞湿地和稻田土壤较高的土壤有机碳水平具有重要的作用。     

内蒙古乌梁素海湿地土壤有机碳组成与碳储量

2013年5月,在乌梁素海湿地的明水区、湖中芦苇(Phragmites australis)区、人工芦苇区(弃耕26 a)和弃耕芦苇区(弃耕3 a),采集0~40 cm深度的土壤(或沉积物)样品,研究土壤的有机碳组成[颗粒有机碳(POC)和矿质结合有机碳(MOC)]和碳储量。乌梁素海明水区的平均水深1~3 m,生长着沉水植物;湖中芦苇区水深约1 m,自然生长着野生芦苇,常年淹水;弃耕芦苇区为2011年农田退耕后形成的芦苇沼泽,季节性淹水;人工芦苇区的芦苇于1988年种植,季节性淹水。结果表明,明水区和湖中芦苇区表层土壤(0~10 cm深度)的总有机碳含量(15 g/kg)明显高于弃耕芦苇区[(2.60±0.33)g/kg]和人工芦苇区[(6.29±0.75)g/kg]。随着土壤深度的增加,人工芦苇区、明水区和湖中芦苇区土壤的总有机碳(TOC)含量都在减少。弃耕芦苇区各深度土壤的总有机碳和颗粒有机碳含量都相对最低。湖中芦苇区表层土壤的颗粒有机碳含量[(6.96±3.02)g/kg]最高,并且随着土壤深度的增加,其颗粒有机碳含量减少最快。除弃耕芦苇区外,其他采样区土壤(沉积物)的矿质结合有机碳含量都随着土壤深度的增加而减少,且在10~20 cm深度变化最明显,与颗粒有机碳含量垂直变化相似。明水区沉积物的颗粒有机碳含量占总有机碳含量的比例相对较低,表明其碳库最稳定。各采样区土壤(沉积物)不同组分有机碳含量与有机氮含量显著线性相关,TOC/TON、POC/PON和MOC/MON平均值分别为11.0、12.8和10.2。明水区沉积物总有机碳的储量最高(3.93 kg/m2),其次为湖中芦苇区(3.48 kg/m2)和人工芦苇区(3.18 kg/m2),弃耕芦苇区土壤总有机碳的储量仅为1.87 kg/m2。各采样区土壤(沉积物)的矿质结合有机碳储量都占较大比例,分别为80.2%(明水区)、67.9%(湖中芦苇区)、78.3%(人工芦苇区)和68.8%(弃耕芦苇区)。如果沼泽化导致明水区退化为芦苇沼泽,乌梁素海湿地的碳库损失将达到0.45 kg/m2。     

基于景观格局的现代黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳储量估算

利用2000年和2009年的TM影像数据,对现代黄河三角洲滨海湿地的景观进行分类,将其划分为9种景观类型.利用ArcGIS9.3软件,依据2009年黄河三角洲滨海湿地GPS土壤定点采样点的理化分析数据,计算出土壤有机碳密度,并进行空间插值,结合各景观类型分布面积,估算表层(0～30 cm深度)土壤有机碳密度和储量.研究结果表明,2000～2009年,研究区的总面积增加,土壤有机碳密度为0.73～4.25 kg/m2; 2000年和2009年的土壤总有机碳储量分别为3.43×106t和3.17×106t.各景观类型的土壤有机碳储量随着其面积的变化而变化,面积变化最明显的景观类型是滩涂、灌草地、农田和盐田养殖池,导致这种变化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果.减少和限制人类活动、保护表层土壤对黄河三角洲滨海湿地土壤碳库的持续稳定发展非常重要.     

武夷山沿海拔梯度土壤活性有机碳库的变化(英文)

土壤活性有机碳(LOC)是一组活跃的化学物质,由于其较短的周转时间和对环境变化的敏感性在全球碳循环中发挥着重要的作用。但是,对活性有机碳在亚热带森林沿海拔梯度的空间变异还缺乏了解。在本研究中,我们测定了福建武夷山自然保护区不同海拔高度具有代表性的中亚热带常绿阔叶林(500 m)、针叶林(1150 m)、亚高山矮林(1750 m)以及高山草甸(2150 m)土壤不同土层(0-10,10-25和25-40 cm)中微生物可利用碳(MAC)、微生物量碳(MBC)、易氧化碳(ROC)、水溶性碳(WSOC)和轻组碳(LFC),并观测了相应的植物凋落物质量(LM),土壤温度和湿度。结果表明:沿海拔梯度的植被变化和土层深度变化对土壤活性有机碳有显著的影响。微生物可利用碳、微生物量碳、易氧化碳和水溶性碳在不同土层均沿海拔高度的增加而显著增加;而低海拔的常绿阔叶林和针叶林中轻组碳的含量高于亚高山矮林和高山草甸的轻组碳的含量。各土壤活性有机碳库均随土层的加深而减小。除轻组碳外,各碳库间存在着极显著的正相关(p0.001)。轻组碳分别在低海拔(常绿阔叶林和针叶林)和高海拔(亚高山矮林和高山草甸)与各碳库显著相关。     

模拟气候变化和CO2增加对高寒草原土壤有机碳的影响

本研究的1／1标是利用CENTURY模型分析气候变化、大气CO2浓度倍增、气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用对藏北高原高寒草原土壤有机碳的影响。结果表明：未来50年不同气候变化情景下土壤表层（0-20cm）有机碳呈降低趋势,变化率为49．77％-52．36％。P1T0情景（降水增加．温度不变）、POT1情景（降水不变,温度增加）和P1T1情景（降水增加,温度增加）下的模拟结果相近。其中P1T1情景下高寒草原土壤有机碳损失的最多（模拟结束时的土壤有机碳为844．40gCm^-2）,POT1情景下土壤有机碳损失49．77％。相对CO2不变情景而言,CO2倍增情景下土壤有机碳增加12．87％。CO2增加对土壤有机碳的影响大于气候变化单独作用对土壤有机碳的影响。气候变化与大气CO2浓度倍增共同作用导致土壤有机碳降低。未来50年P1T1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．39％,POT1＋2×CO2情景下土壤有机碳降低49．81％,P1T0＋2×CO2情景下土壤有机碳降低52．317）％。因此,高寒草原土壤有机碳含量随降水、温度和大气CO2浓度的变化而变化。     

Spatial Distribution of Surface Soil Organic Carbon Density and Related Factors along an Urbanization Gradient in Beijing

Urban surface soil has a unique set of structures and processes that affect surface soil organic carbon density (SOC_density) and its spatial variations. Using Beijing as a case study, and assisted by field investigations and experiments, we analyzed the spatial distribution of SOC_density in different land use types and functional regions, and assessed associated factors such as urbanization level, the physiochemical properties of soil and plant configurations. The present study aims to provide useful information about the mechanisms driving soil organic carbon and climate change in developing and developed areas in urbanized regions like Beijing. Results indicate that P is the main factor positively influencing SOC_density in most regions. Because of the specific interference directly related to human beings in urban areas, with decreases in the urbanization level, more physiochemical factors of soil can influence SOC_density. SOC_density under grasses is not significantly different from that under other plant compositions. Urbanization processes decrease the heterogeneity of the spatial pattern of SOC_density in most land use types, but increased its contents when the area reached a developed level in Beijing. More factors related to human interference and spatial variation of surface soil carbon storage, especially under impervious land in urban areas, should be considered in future studies.     

小叶章湿地土壤酶活性分布特征及其与活性有机碳表征指标的关系

选取三江平原小叶章（Calamagrostis angustifolia）沼泽湿地,研究了沼泽湿地土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及土壤活性有机碳表征指标（土壤微生物量碳MBC,微生物量氮MBN、溶解有机碳DOC）在近表土层（0～30cm）的分布特征,及其内在相关性,探讨酶活性与土壤活性有机碳库的关系。结果表明：表层土壤的酶活性和活性有机碳表征指标含量最高,随着土壤深度增加,土壤脲酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、过氧化氢酶活性及MBC、MBN、DOC均显著降低。经相关分析表明,土壤酶活性与土壤活性有机碳表征指标间呈极显著正相关关系,其中蔗糖酶与MBC、DOC相关系数最高,过氧化氢酶活性与MBN的相关系数最高。表明不同土壤酶对湿地土壤活性碳表征指标转化循环的贡献不同,土壤酶活性对土壤活性有机碳库有显著的影响,以蔗糖酶对活性有机碳库影响最为显著。     

我国东部土壤有机碳的密度及转化的控制因素

根据第二次土壤普查资料，计算了我国东部土壤的有机密度和储量，并通过田间和室内试验的结果，分析了影响农田土壤中有机碳转化的因素。结果表明，我国东北地区土壤有机碳密度变幅为2．5－73．3kg C/m^2，平均值为10．5kg C/m^2，而在东南热带亚热带地区，剖面土壤有机碳密度变幅为3．9－16．7kg C/m^2，平均值为9．52％kg C/m^2。随着木质素含量和土壤粘粒含量的增加，植物物质的分速率下降，而土壤温度，pH和游离碳酸钙含量的增加促进了 植物物质的分解；淹水的水田中植物物质的分解速率通常低于旱地；土壤性质和有机物组成对植物物质分解的影响可以掩盖气候条件的影响，而土壤游离碳酸钙可以掩盖土壤质地的影响。     

深层土壤有机碳的来源、特征与稳定性

深层土壤有机碳占土壤剖面总有机碳的一半以上．最近发现表层和深层土壤有机碳动态及其调控因素并不相同,这对准确评估土壤固碳潜力具有重要影响．深层土壤有机碳主要来源午根系、根系分泌物、可溶性有机碳、土壤微生物及生物扰动作用,这些来源的相对重要性可能取决于气候、土壤、植被类型和土地利用方式;与表层土壤相比,深层土壤有机碳一般具有较高的稳定性同位素C／N、平均驻留时间长、矿化速率低和高稳定性．深层土壤有机碳的生物化学稳定性、化学稳定性和物理保护三种稳定性机制的相对贡献并不清楚．未来应加强环境变化和人类干扰对深层土壤有机碳动态及稳定性影响的研究．     

景宁望东垟高山湿地自然保护区沼泽土壤有机碳含量分布特征

为了研究山地沼泽土壤有机碳的分布特征,在浙江省南部景宁望东垟高山湿地自然保护区内的森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地中,设置采样地,于2018年9月6~8日,分别采集0~10 cm、10~30 cm、30~60 cm和60~100 cm深度的土壤样品,测定土壤有机碳含量及其活性组分含量,并分析其与其它土壤理化指标的关系。研究结果表明,随着土壤深度的增加,森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地土壤有机碳含量总体上逐渐减小,10~30 cm深度土壤轻组有机碳和颗粒有机碳含量显著低于0~10 cm深度土壤,各深度土壤可溶性有机碳含量差异不大;在0~10 cm、10~30 cm和30~60 cm深度土层,森林沼泽土壤中的可溶性有机碳含量占有机碳含量的比例显著高于草本沼泽,草本沼泽土壤中的颗粒有机碳含量占有机碳含量的比例显著高于森林沼泽和针阔混交林地,草本沼泽土壤有机碳库较稳定;森林沼泽和针阔混交林地土壤有机碳含量与土壤中的全氮和全磷含量显著相关,森林沼泽、草本沼泽和针阔混交林地土壤中的有机碳各活性组分含量与土壤有机碳含量显著相关。     

三工河流域绿洲土壤有机碳的空间分布

为理解大尺度下土壤有机碳的空间分异特征,运用遥感与GIS技术,结合地统计学方法研究了三工河流域农业绿洲0~20 cm土层土壤有机碳的空间格局特征。结果表明:①流域尺度的土壤有机碳含量的理论变异函数符合球形模型,F检验达到极显著水平,在2~20 km的中尺度上具有中等强度的空间变异性和自相关性;②流域空间尺度上,土壤有机碳主要变化在4.5~6 g\5kg-1和10.5~12 g\5kg-1范围中,阜康绿洲区土壤有机碳含量明显要高于阜北绿洲区。土壤有机碳平均含量耕地最高,其次为草地,最低的为裸地。流域空间土壤有机碳储量为17.07×105 t,单位面积土壤有机碳储量:阜康绿洲>全流域>阜北绿洲。     

土地利用变化对亚热带山地红壤团聚体有机碳的影响

研究土地利用变化对土壤团聚体有机碳的影响。对福建省建瓯市山地红壤的农业利用(坡耕地、茶园、桔园)、林业利用(杉木、木荷、封育)不同土层(0~10 cm、10~20 cm)土壤团聚体有机碳含量与有机碳贮量进行研究。结果表明:不同土地利用方式土壤团聚体呈现粒径越小,有机碳含量越高的规律,其中木荷有机碳含量最高,茶园最小。林地随着粒径增加,土壤团聚体碳贮量呈增加的趋势,>2 mm团聚体有机碳贮量最高。土壤总有机碳增加主要受到大团聚体有机碳增加的影响。亚热带山地红壤内林地开垦为农业用地导致土壤及其团聚体中有机碳大幅度下降。