黑河中游不同土地利用类型下土壤碳储量及其空间变化

通过黑河中游不同土地利用类型下土壤碳密度、碳储量的研究表明:总有机碳(TOC)、活性有机碳(AOC)、非活性有机碳(NOC)碳密度、碳储量从小到大呈不同的变化趋势。其中,NOC与TOC碳密度从大到小的空间分布基本一致,而AOC与NOC、TOC的分布存在差异,说明土地利用类型变化对三类有机碳的影响不同。经计算得到,1m深度TOC、AOC、DOC碳库总量分别为94.72、45.12、49.60Tg,DOC碳库占TOC碳库的比例略高于AOC占TOC碳库的比例。分析发现,引入AOC和NOC指标,更能真实反映出有机碳与影响因素间关系。     

青海湖流域沼泽和湿草甸表层土壤有机碳含量及其结构特征

为了研究青海湖流域沼泽和湿草甸表层土壤有机碳含量及其结构特征,于2015年9月15～17日,在青海湖流域的小泊湖、仙女湾和鸟岛的沼泽和湿草甸中,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定表层土壤有机碳含量;利用~(13)C核磁共振技术,分析表层土壤有机碳的结构特征。研究结果表明,仙女湾、小泊湖和鸟岛湿草甸表层土壤总有机碳质量比分别为32.38 g/kg、24.85 g/kg和24.80 g/kg,比沼泽的减少了11.7%、6.68%和21.22%;表层土壤水溶性碳质量比分别为71.99 mg/kg、64.13 mg/kg和40.31 mg/kg,比沼泽的减少了13.21%、3.33%和15.78%;表层土壤易氧化碳质量比分别为850.40 mg/kg、575.99 mg/kg和663.29 mg/kg,比沼泽的减少了0.83%、21.35%和10.48%;沼泽和湿草甸表层土壤有机碳结构都以烷氧碳含量(36.71%～54.19%)所占比例最高,其它依次为烷基碳含量(25.58%～36.82%)、芳香碳含量(6.20%～16.27%)和羧基碳含量(6.65%～15.41%);湿草甸表层土壤有机碳中的烷基碳含量和芳香碳含量所占比例小于沼泽,而烷氧碳含量所占比例大于沼泽;随着沼泽退化为湿草甸,其表层土壤的总有机碳及其组分含量显著减少,沼泽表层土壤有机碳结构更复杂,其有机碳库更稳定,湿草甸表层土壤有机碳结构相对简单。     

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。     

安徽三汊河国家湿地公园不同土地利用方式下表层土壤活性有机碳含量

为了揭示安徽三汊河国家湿地公园不同土地利用方式下土壤有机碳及其活性组分含量的差异,于2017年7月16日,在该湿地公园内的天然沼泽——芦苇(Phragmites australis)+藨草(Scirpus triqueter)沼泽、由天然沼泽开垦的分别耕种了3 a和30 a的耕地、果园和林地中,采集表层(0～10 cm深度)土壤样品,测定土样中的有机碳、微生物量碳、可矿化碳和可溶性碳含量。研究结果表明,天然沼泽表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为16.99 g/kg、124.42 mg/kg、119.44 mg/kg和0.55 g/kg,耕种了3 a的耕地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为6.31 g/kg、98.64 mg/kg、24.91 mg/kg和0.22 g/kg,耕种了30 a的耕地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为19.22 g/kg、173.40 mg/kg、84.78 mg/kg和0.40 g/kg,果园表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为12.31 g/kg、93.28 mg/kg、55.08 mg/kg和0.20 g/kg,林地表层土壤中的有机碳、微生物量氮、可溶性有机碳和可矿化有机碳质量比分别为12.64 g/kg、109.00 mg/kg、53.96 mg/kg和0.14 g/kg;天然沼泽开垦为耕地耕种了3 a后,表层土壤中活性有机碳各组分含量显著降低,耕种了30 a后,表层土壤活性有机碳各组分含量有所增加。     

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。     

格氏栲天然林土壤有机碳空间分布及其影响因素

采用GIS技术对格氏栲天然林土壤有机碳空间分布特征及其影响因素进行研究,结果表明:土壤有机碳含量(O)、土壤有机碳密度、土壤有机碳储量均属于中等变异,且随土层深度的增加而减少,表层富集现象明显.土壤有机碳含量在Ⅰ层(0 ～ 20 cm)为32.15 g/kg,分别是Ⅱ层(20～40 cm)、Ⅲ层(40 ～ 60 cm)的2.35、4.63倍,剖面均值为17.60 g/kg;土壤有机碳密度在Ⅰ～Ⅲ层分别为6.76 kg/m2、3.17 kg/m2、1.74 kg/m2,土壤剖面平均有机碳密度为11.67 kg/m2.引入泰森多边形替代土壤类型图,计算得格氏栲天然林土壤有机碳储量为1.49×104 t,Ⅰ层、Ⅱ层、Ⅲ层分别为8.66×103 t、4.01 × 103 t、2.20×103 t.土壤有机碳含量和土壤有机碳密度空间分布情况类似:在西南和东北各有一个高值区,以WS - EN为中线,西北和东南呈近似对称的条带状分布,且向两边表现出递减的趋势.相关分析和逐步回归分析表明,土壤有机碳含量与土壤理化性质相关性均达到极显著水平,与全氮(TN)、全磷(TP)、水解性氮(AN)、有效磷(AP)、速效钾(AK)显著正相关,与全钾(TK)、pH、土壤容重(B)显著负相关,满足O=38.19+72.42 TN+0.04AN+54.47 TP - 7.50pH - 7.04B.同时分析了地形、土壤理化性质、人为活动等对格氏栲天然林土壤有机碳含量的影响.研究结果可为提高土壤有机碳储量精度、评估格氏栲天然林生态效益及其在区域碳循环中的作用和功能提供参考依据.     

林分密度对华北土石山区油松人工林土壤有机碳及养分特征的影响

 以木兰围场国有林场管理局实施间伐后6种保留密度下（540、650、1 084、1 104、1 408和1 860 株 / hm2）油松人工林为研究对象,研究各土层的土壤有机碳和N、P、K等养分元素含量及其相关关系。研究结果显示：(1) 土壤有机碳含量和碳密度垂直递减特征明显,均随土壤深度的增加而显著减小,当林分密度由540 株 / hm2增加到1 860 株 / hm2时,土壤有机碳含量及碳密度变化规律不尽一致,其分布区间分别为10.56~21.21 g / kg,与5.48~11.70 kg / m2;(2) 林分密度对土壤有机碳及碳密度有显著的影响,1 408 株 / hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度分别与650 株 / hm2和1 860 株 / hm2油松林下土壤有机碳含量及碳密度呈显著性差异,而其它林分密度间无显著差异。当林分密度为1 104 株 / hm2时,各土层土壤全N和P、K的有效量及全量均保持在一个相对较高的水平,在0~60 cm深度土壤全N、全P、全K、有效P和速效K含量均值均达到最高,分别为1.38 g/kg、0.34 g/kg、32.75 g/kg、33.10 mg/kg和118.85 mg/kg;(3) 不同林分密度、不同土层土壤有机碳含量、碳密度与土壤全N及P、K的全量和有效量的相关显著性有差异,对整个土壤剖面而言,土壤有机碳含量及碳密度与土壤全N、全P、速效K均呈显著或极显著正相关;(4) 在本研究林分密度范围内,从林地土壤固碳的角度,建议将油松人工林的林分密度控制在1 104 株 / hm2。     

闽江河口湿地空心莲子草土壤碳库研究

以闽江河口区最大的洲滩湿地——鳝鱼滩湿地为研究区域,选取空心莲子草湿地土壤为研究对象,对研究区内18个土壤剖面以10cm为间隔分层取样,对其土壤有机碳含量、储量和垂直变化特征及其影响因子进行分析。研究结果表明,空心莲子草湿地土壤有机碳含量和储量最大值均出现在0～10cm土壤剖面,含量和储量分别为32.77g/kg和2817.96t/km2,并与其它土壤剖面的含量和储量存在显著差异,0～60cm土层平均有机碳含量为9.70g/kg,平均有机碳储量为1002.86t/km2,且各个土壤理化因子在表层0～10cm的含量均与其它土层存在显著差异。空心莲子草湿地土壤有机碳含量与影响因子相关性较显著,其中,土壤含水量和土壤盐度与土壤有机碳含量呈极显著正相关(r=0.990,p=0.000<0.01,n=6;r=0.922,p=0.004<0.01,n=6),土壤容重与土壤有机碳含量呈极显著负相关(r=-0.982,p=0.000<0.01,n=6),土壤灰分和土壤pH值与土壤有机碳含量呈显著负相关(r=-0.857,p=0.015<0.05,n=6;r=-0.838,p=0.019<0.05,n=6)。     

黑河中游湿地土壤有机碳分布特征及其影响因素

以黑河中游湿地为研究对象,分析木本、高草、低草3种湿地植被类型土壤有机碳的分布特征及影响因素,结果表明,土壤有机碳含量的大小依次为高草>低草>木本植被类型,0~20 cm的差异均达到显著水平(p<0.05)。低草植被类型有机碳的空间变异最大,木本植被居中,高草植被最小。高草、低草和木本植被0~40 cm土壤有机碳密度分别为7.33、5.44和4.25 kg/m2。高草、低草植被以表层土壤(0~10 cm)有机碳含量更高,分别占0~40 cm的32%,31%,木本植被以亚表层(10~20 cm)最高,占33%。土壤有机碳含量与土壤含水量、磷素呈显著正相关(p<0.05),与土壤质量、pH值呈显著负相关(p<0.05)。     

广西土壤有机碳储量估算及与全国部分省区的比较研究

以广西第二次土壤普查的土壤剖面数据为基础,结合广西1:50万的土壤图以及相关的地形DEM图和行政区划图,在GIS平台下对广西表层土壤有机碳密度和储量进行了估算,对不同土壤类型、不同区域的土壤有机碳分布特征进行了分析,并将结果与全国其他省市地区的研究成果进行了对比。结果表明:广西表层土壤有机碳密度分布不均,呈现桂北高,桂南低的空间分布特点;中等海拔地区高,低海拔地区低;黄壤高,砖红壤低。有机碳密度均值为3.33 kg/m2,低于全国平均水平4.70 kg/m2;表层土壤有机碳库储量为6.42×1011kg,占全国表层土壤有机碳储量的1.5%。     

Spatial variation and driving mechanism of soil organic carbon components in the alluvial/sedimentary zone of the Yellow River

Alluviation and sedimentation of the Yellow River are important factors influencing the surface soil structure and organic carbon content in its lower reaches. Selecting Kaifeng and Zhoukou as typical cases of the Yellow River flooding area, the field survey, soil sample collection, laboratory experiment and Geographic Information System(GIS) spatial analysis methods were applied to study the spatial distribution characteristics and change mechanism of organic carbon components at different soil depths. The results revealed that the soil total organic carbon(TOC), active organic carbon(AOC) and nonactive organic carbon(NOC) contents ranged from 0.05–30.03 g/kg, 0.01–8.86 g/kg and 0.02–23.36 g/kg, respectively. The TOC, AOC and NOC contents in the surface soil layer were obviously higher than those in the lower soil layer, and the sequence of the content and change range within a single layer was TOCNOCAOC. Geostatistical analysis indicated that the TOC, AOC and NOC contents were commonly influenced by structural and random factors, and the influence magnitudes of these two factors were similar. The overall spatial trends of TOC, AOC and NOC remained relatively consistent from the 0–20 cm layer to the 20–100 cm layer, and the transition between high-and low-value areas was obvious, while the spatial variance was high. The AOC and NOC contents and spatial distribution better reflected TOC spatial variation and carbon accumulation areas. The distribution and depth of the sediment, agricultural land-use type, cropping system, fertilization method, tillage process and cultivation history were the main factors impacting the spatial variation in the soil organic carbon(SOC) components. Therefore, increasing the organic matter content, straw return, applying organic manure, adding exogenous particulate matter and conservation tillage are effective measures to improve the soil quality and attain sustainable agricultural development in the alluvial/sedimentary zone of the Yellow River.     

Total N, total P and organic matters content in floodplain soils of Xianghai Nature Reserve

Soil sediment samples of 10 layers with a spacing of 10 cm each were collected in different floodplain zones adjacent to Huolin River in the Xianghai Nature Reserve, and contents of total N, total P and organic matters were analyzed. The results showed that contents of total N, total P and organic matters were generally decreasing with the increase of distance from sample locations to the river channel, and contents of the three items were generally higher in the upper soil layer than that in the lower soil layer. The content variations displayed how flooding functions influenced nutrient matter content variations in floodplain soils since the flood inundation frequencies of the sample locations varied. The correlation analysis displayed that there were remarkable relativities between total N, total P and organic matters within definite spatial distance from the Huolin River channel.     

Total N,total P and organic matters content in floodplain soils of Xianghai Nature Reserve

Soil sediment samples of 10 layers with a spacing of 10 cm each were collected in different floodplain zones adjacent to Huolin River in the Xianghai Nature Reserve, and contents of total N, total P and organic matters were analyzed. The results showed that contents of total N, total P and organic matters were generally decreasing with the increase of distance from sample locations to the river channel, and contents of the three items were generally higher in the upper soil layer than that in the lower soil layer. The content variations displayed how flooding functions influenced nutrient matter content variations in floodplain soils since the flood inundation frequencies of the sample locations varied. The correlation analysis displayed that there were remarkable relativities between total N, total P and organic matters within definite spatial distance from the Huolin River channel.     

黑河绿洲区耕作影响下的土壤粒径分布及其与有机碳的关系

选取黑河绿洲区典型土壤类型为研究对象,分析耕作对土壤粒径分布及其与土壤总有机碳、活性有机碳、惰性有机碳关系的影响。结果显示:非耕地(灰钙土、灰褐土、栗钙土)转变为耕地后,改变了10～50μm粗粉粒、50～250μm细砂粒、250～1000μm粗砂粒的含量,对<5μm的粘粒含量影响小。而风沙土变为耕地土壤后,土壤颗粒出现了细化现象。土壤粒径分布的变化也波及到了土壤颗粒与有机碳的关系,耕地与非耕地中存在异同点。相同之处在于,以50μm作为分界点,土壤总有机碳、活性有机碳、惰性有机碳与<50μm的粉粒、粘粒土壤颗粒含量呈正相关,与>50μm的砂粒呈负相关。不同之处为:耕地中土壤有机碳仅与5～10μm、10～50μm、50～250μm有关;非耕地中土壤有机碳与<1μm、1～5μm、5～10μm、10～50μm、50～250μm、250～1000μm的含量有关。分析表明,耕作是引起土壤活性有机碳增加及土壤有机碳与土壤粒径之间的关系发生变化的内在原因。     

黄河三角洲柽柳林场湿地土壤养分的空间异质性及其与植物群落分布的耦合关系

于2007年7月,在黄河三角洲柽柳林场湿地,采集了不同植物群落表层土壤,分析了土壤可溶性盐、有机质、全氮和全磷含量等的空间分异及其与湿地植被分布的关系。土壤可溶性盐、有机质、全氮和全磷的含量分别为0.11%～4.31%、0.18%～1.55%、128～1268mg/kg和521～770mg/kg,可溶性盐、有机质、全氮的空间分异显著。随土壤可溶性盐含量的增大植物种类逐渐减少,不同群落下土壤有机质、全氮含量分布规律相似:随着土壤可溶性盐含量的降低、水分条件的改善,土壤有机质及全氮含量升高。土壤可溶性盐含量是该区植被分布的主要限制因素,同时植被的分布改善了土壤的营养状况。     

Simulating Potential Distribution of Tamarix chinensis in Yellow River Delta by Generalized Additive Models

There are typical ecosystems of littoral wetlands in the Yellow River Delta. In order to study the relationships between Tamarix chinensis and environmental variables and to predict T. chinensis potential distribution in the Yellow River Delta, 641 vegetation samples and 964 soil samples were collected in the area in October of 2004, 2005,2006 and 2007. The contents of soil organic matter, total phosphorus, salt, and soluble potassium were determined.Then, the analyzed data were interpolated into spatial raster data by Kriging interpolation method. Meanwhile, the digital elevation model, soil type map and landform unit map of the Yellow River Delta were also collected. Generalized Additive Models (CAMs) were employed to build species - environment model and then simulate the potential distribution of T. chinensis.The results indicated that the distribution of T. chinensis was mainly limited by soil salt content, total soil phosphorus content, soluble potassium content, soil type, landform unit, and elevation. The distribution probability of T. chinensis was produced with a lookup table generated by Grasp Module (based on GAMs) in software Arc View GIS 3.2. The AUC (Area Under Curve) value of validation and cross - validation of ROC (Receive Operating Characteristic) were both higher than 0.8, which suggested that the established model had a high precision for predicting species distribution.     

扎龙湿地克钦湖表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布特征

为了了解扎龙湿地克钦湖沉积物中营养物质的分布状况,在扎龙湿地克钦湖设置了21个采样点,于2016年7月9日,采集了0~5 cm深度的沉积物样品,测定了表层沉积物样品中有机质、全氮和全磷含量;利用克里金插值法,绘制表层沉积物有机质、全氮和全磷含量的空间分布图,并分析了其空间分布特征及影响因素。研究结果表明,克钦湖0~5 cm深度沉积物中有机质和全磷含量整体上由东北向西南逐渐减小,北湖区表层沉积物中的有机质和全磷含量都大于南湖区;克钦湖中西部表层沉积物中的全氮含量较大,东南部的较小,南、北湖区表层沉积物中全氮含量平均值较接近;克钦湖表层沉积物整体呈弱碱性,北湖区表层沉积物组成以粉砂土为主,南湖区表层沉积物组成以砂土为主;表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量与研究区的地势、植物群落分布和周边人类活动有关,粉砂土含量和pH是影响表层沉积物中有机质、全氮和全磷含量分布的主要指标。     

黄河流域高质量发展空间格局演进——基于新发展理念视角北大核心CSCD

以黄河流域66个市级单元为研究对象,基于新发展理念选取34项指标构建高质量发展指标体系,利用熵值法计算得到黄河流域高质量发展水平,以高质量发展水平、高质量发展平均增量和平均增速为变量,利用ESDA法分析2000—2020年黄河流域高质量发展空间关联和格局演化特征。结果表明:(1)2000—2020年黄河流域高质量发展水平相似市域空间相关,高质量发展水平在波动中有所提高,发展趋于均衡。(2)2000—2015年,黄河流域高质量发展平均增量和平均增速的空间关联较为显著,均呈现出强集聚—弱集聚—较强集聚演变特征,增长状态相似市域彼此邻近;但2015—2020年增长状态相似市域随机分布,空间不相关。(3)高质量发展平均增量和平均增速格局变化较大,高值区均由东部向中部再向西部转移,高值区数量大于低值区数量,黄河流域高质量整体发展较快。平均增量冷热点区呈现相对分散—集中分布—分散布局的态势,平均增速相似市域由相对分散向集中连片演化,不同等级冷热点圈层分布。(4)发展基础相对较差的区域增长速度较快,城市群仍是带动黄河流域高质量发展的重点区域。未来应坚持新发展理念,创新城市群合作模式,推动黄河流域高质量一体化发展。     

古尔班通古特沙漠南缘主要土壤化学特征的空间异质性

运用半方差分析和Kriging插值研究了古尔班通古特沙漠南缘典型沙垄至垄间地浅层土壤(0～30 cm)pH值、电导率、有机质及全N含量的空间变异特征。结果表明,土壤pH值、有机质及全N含量服从正态分布,电导率符合对数正态分布。半方差分析结果显示,土壤pH值、电导率符合球状模型,而有机质、全N含量符合高斯模型。除全N具有中等空间相关性外,其余的都具有强空间相关性。用Kriging插值法对未测点的参数含量进行最优估计,绘制含量分布图,从而更直观地反映研究区土壤参数空间变异特征。