土地利用变化的土壤碳效应研究进展

综合阐述了土地利用变化土壤碳效应研究的重要意义,分析了土壤有机碳蓄积、土壤碳释放、土地利用变化及其土壤碳效应等方面的研究进展;最后指出精确估计土壤碳库、开展综合的土地利用变化土壤碳效应研究和深入分析土地利用/覆被变化对陆地生态系统碳平衡的影响是未来陆地表层碳循环的重点内容.     

生态恢复过程中土壤有机碳的变化

对长汀河田严重侵蚀地采取植灌促林生态恢复措施后生态系统的土壤有机碳、可溶性有机碳和微生物生物量碳进行了研究，并以未采取生态恢复措施的严重侵蚀退化形成的光板地与村旁受保护的风水林为对照。研究结果表明：采用生态恢复措施以后，土壤有机碳含、贮量分别达到49．03g/kg和54．14t／hm^2，分别是光板地的10．43和4．06倍；土壤DOC含、贮量分别达到1.40g/kg和0．67t／hm^2，分别是光板地的10．00倍和6．50倍；土壤MBC含、贮量分别达到2．60g/kg和1.27t／hm^2，分别是光板地的6．34倍和4．23倍。     

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．     

安徽省土壤有机碳空间差异及影响因素

区域土壤碳储量和碳固定潜力及影响因素分析是全球变化中碳循环研究的重要前沿问题。本文采用第二次土壤普查资料,研究了安徽省不同类型土壤的有机碳密度和碳库,分析了影响土壤有机碳分布的自然和人为因素。结果表明,安徽土壤有机碳库为0.71Pg,表层土壤有机碳库为0.28Pg;土壤平均有机碳密度达117.54 t/hm²,碳密度的空间分布为:皖南山区>皖西大别山区>沿长江平原>江淮丘陵区>淮北平原区;气候和植被控制着表层土壤有机碳的省域分布,降水与土壤有机碳含量呈正相关。地形和母质影响土壤亚类间有机碳的差异;土壤总氮与土壤有机碳呈极显著相关,平原区土壤粘粒含量与表层土壤有机碳固定有较大关系。     

中亚热带山区土地利用变化 对土壤有机碳储量和质量的影响

通过对中亚热带山区天然林、人工林(用材林和经济林)、次生林、果园和坡耕地等7 种典型土地利用方式的土壤有机碳储量及质量的研究, 结果表明: 中亚热带山区天然林转变 为其他土地利用类型后, 土壤有机碳储量下降了25.6%~51.2%, 而表层0~20 cm 土壤有机碳 储量下降了45.1%~74.8%, 比底层土壤有机碳对土地利用变化的响应更为敏感。土壤轻组有机碳储量(0~60 cm) 下降了52.2%~84.2%, 轻组有机碳占总有机碳比例从13.3%降到3.0% ~10.7%, 比土壤总有机碳对土地利用变化更为敏感。天然林转变为其他土地利用类型后土壤 有机碳损失巨大的原因主要与凋落物归还数量及质量, 水土流失和经营措施对土壤(特别是表层土壤) 的扰动引起土壤有机质加速分解等因素有关。坡耕地人为干扰最严重, 土壤有机 碳下降幅度最大。中亚热带山区土地利用变化引起土壤有机碳储量下降幅度高于全球平均水平, 主要与区域降水和地貌条件有关。因此, 保护山区脆弱生态环境, 加强天然林保护和植 被恢复, 合理营造人工林, 减少耕作, 对山区土壤碳吸存、减缓大气CO₂ 浓度升高和气候变化以及促进山区可持续开发的生态服务功能发展都具有重要意义。     

人类活动对土壤有机碳库的影响研究进展

土壤有机碳库动态变化直接影响全球的碳平衡, 土壤有机碳库研究是全球碳循环研究中的关键。研究人类活动影响下的土壤有机碳库的动态特征及其过程机制,不仅可降低对未来气候预测的不确定性,也可为土壤固碳技术的选择和政策制定提供理论依据。从土地利用方式变化、耕作方式与管理两方面详尽阐述了国内外关于人类活动影响下土壤有机碳库动态的研究进展,提出应加强土地管理、采取适当的农业耕作措施来减少土壤有机碳的流失,以提高土壤对碳的固定。     

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。     

基于高光谱遥感的土壤有机碳含量估算研究进展

土壤有机碳库是人类可以对其施加影响的最大生物圈碳库,其储量的估算和动态变化研究是全球碳循环研究中的重要内容．传统的各种估算和监测方法存在一定的问题,而利用高光谱遥感估算土壤有机碳含量具有便捷快速、节约成本、非破坏性和准确度高的优势,同时,从机载高光谱传感器获取的土壤图像数据对于估算大尺度区域土壤有机碳含量和跨时空动态研究具有相当大的潜力．但是,基于高光谱遥感数据的监测受到很多因素的影响,包括土壤有机碳含量的差异、成土母质、土壤含水量、土壤质地等以及与土壤有机碳光谱响应特性较为接近的氧化铁的影响．另外,野外土壤表面状态（如植被覆盖、表面粗糙度、土壤含水量和沙石等）以及大气、光照和辐射条件等也都对研究结果和估算精度产生较大的影响．今后该领域的研究应致力于对各影响因素的深入研究,同时寻求更多有效的计量方法提高估算模型的稳定性,并最终应用高光谱遥感数据开展区域尺度土壤有机碳含量的估算．     

基于高光谱遥感的土壤有机碳含量估算研究进展

土壤有机碳库是人类可以对其施加影响的最大生物圈碳库,其储量的估算和动态变化研究是全球碳循环研究中的重要内容.传统的各种估算和监测方法存在一定的问题,而利用高光谱遥感估算土壤有机碳含量具有便捷快速、节约成本、非破坏性和准确度高的优势,同时,从机载高光谱传感器获取的土壤图像数据对于估算大尺度区域土壤有机碳含量和跨时空动态研究具有相当大的潜力.但是,基于高光谱遥感数据的监测受到很多因素的影响,包括土壤有机碳含量的差异、成土母质、土壤含水量、土壤质地等以及与土壤有机碳光谱响应特性较为接近的氧化铁的影响.另外,野外土壤表面状态(如植被覆盖、表面粗糙度、土壤含水量和沙石等)以及大气、光照和辐射条件等也都对研究结果和估算精度产生较大的影响.今后该领域的研究应致力于对各影响因素的深入研究,同时寻求更多有效的计量方法提高估算模型的稳定性,并最终应用高光谱遥感数据开展区域尺度土壤有机碳含量的估算.     

风蚀作用下的土壤碳库变化及在中国的初步估算

土壤有机碳库储量巨大且在表层富集 ,而风力侵蚀具有巨大的卷挟起沙、搬移输运和空间再分配能力 ,对土壤有机碳库的演变具有重要影响。在风力侵蚀作用下 ,风蚀发生地、风蚀土壤输运途中以及风蚀土壤沉降地的土壤有机碳库有着不同的变化过程。基于质量平衡原理 ,可以建立土壤有机碳流失及各路径碳输移量估算的模型。依据第二次全国遥感侵蚀调查以及第二次全国土壤普查数据 ,在GIS支持下 ,分析了中国土壤有机碳库以及风力侵蚀的空间格局 ,并计算得到风力侵蚀作用下中国土壤有机碳库储量变化以及各路径碳输移量。研究表明 ,我国因风力侵蚀造成的土壤有机碳流失量约为 5 9 76× 10 6 tC/yr,风蚀所致CO2 排放约为 2 9 88× 10 6 tC/yr;风蚀所致的土壤有机碳流失主要发生在中国西北部的干旱半干旱的农区和牧区     

耕作方式对紫色水稻土活性有机碳的影响

以位于西南大学试验农场的紫色土长期免耕试验田为研究对象,探讨不同耕作方式-冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)对紫色水稻土总有机碳、活性有机碳及稳态碳的影响。结果表明,在0~60 cm的土壤深度内,不同耕作方式下总有机碳的平均含量为LM(22.74 g/kg)>DP(14.57 g/kg)>XM(13.73 g/kg)>LF(13.10 g/kg)>SH(11.92 g/kg);活性有机碳的平均含量为DP(3.67 g/kg)>LF(3.49 g/kg)>LM(3.28 g/kg)>XM(3.17 g/kg)>SH(2.69 g/kg);稳态碳占土壤总有机碳的百分比为LM (85%)>SH (78%)>XM (77%)>LF (75%)>DP (74%)。长期垄作免耕具有明显的碳截存效应和良好的固碳能力。     

Effects of land-use changes on organic carbon in bulk soil and associated physical fractions in China's Horqin Sandy Grassland

The Horqin Sandy Grassland is one of the most seriously desertified areas in China's agro-pastoral ecotone due to its fragile ecology, combined with improper and unsustainable land management. We inves...     

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。     

Salinity effects on soil organic carbon and its labile fractions, and nematode communities in irrigated farmlands in an arid region, northwestern China

The effects of salinity on soil organic carbon(SOC) and its labile fractions including microbial biomass carbon(MBC) and easily oxidation organic carbon(EOC),basal soil respiration,and soil nematode community in the Fluvents,an oasis in an arid region of northwestern China were investigated.Five sites were selected which had a salinity gradient with different groundwater table from 1.0 m to 4.0 m.Soils were sampled at the 0–20 cm plough layer from 25 irrigated fields of five sites and electrical conductivity was measured in the saturation paste extracts(ECe).Soils were categorized into five salinity levels:(1) non-saline,(2) very slightly saline,(3) slightly saline,(4) moderately saline,and(5) strongly saline according to the values of ECe.The results show that SOC and total nitrogen concentration,cation exchange capacity(CEC),and the concentrations of labile organic fractions(MBC,EOC),and basal soil respiration decreased significantly with increasing ECe.The relationships between ECe and MBC,EOC and basal soil respiration were best described by power functions.Slight and moderate salinity had no significant impact on soil nematode abundance,but excessive salt accumulation led to a marked decline in soil nematode community diversity and abundance.Soil salinity changed soil nematode trophic groups and bacterivores were the most abundant trophic groups in salt-affected soils.Further study is necessary to identify the response of soil microbial processes and nematode community dynamics to soil salinity.     

Impacts of Different Land Reclamation Methods on Organic Carbon and Black Carbon in Soil in a Mine Subsided Area

In this paper, changes in the amounts of organic carbon and black carbon in reclaimed soil were studied. The subsidence area was in a Xuzhou coal mining area that is part of a national land reclamation demonstration area. The significance of the paper is to explain the law of quality changes of reclaimed soil, improve the soil reclamation process and promote the sustainable use of soil in mining areas. In the study, four kinds of soils were collected using four land reclamation methods: coal gangue filling (CGF), mixed flat reclamation (MFR), mud pump filling (MPF) and fly ash filling (FAF); soil from the subsided area (SS) was used as the control. Organic carbon and black carbon on content were determined by elemental analysis, potassium dichromate titration and other methods. The result shows that reclamation methods do have an influence on the organic carbon and black carbon content in subsidence soil. The content of organic carbon and black carbon at different soil depths varies the most in FAF. Regression analysis of black carbon and organic carbon contents from the four different reclamation methods show that the levels are significant in all cases. Therefore, there is no obvious relationship between the proportion of black carbon and the accumulation of organic carbon in the study area.     

Three-dimensional modelling of soil organic carbon density and carbon sequestration potential estimation in a dryland farming region of China

Soil organic carbon density(SOCD) and soil organic carbon sequestration potential(SOCP) play an important role in carbon cycle and mitigation of greenhouse gas emissions. However, the majority of studies focused on a two-dimensional scale, especially lacking of field measured data. We employed the interpolation method with gradient plane nodal function(GPNF) and Shepard(SPD) across a range of parameters to simulate SOCD with a 40 cm soil layer depth in a dryland farming region(DFR) of China. The SOCP was estimated using a carbon saturation model. Results demonstrated the GPNF method was proved to be more effective in simulating the spatial distribution of SOCD at the vertical magnification multiple and search point values of 3.0×10~6 and 25, respectively. The soil organic carbon storage(SOCS) of 40 cm and 20 cm soil layers were estimated as 22.28×10~(11) kg and 13.12×10~(11) kg simulated by GPNF method in DFR. The SOCP was estimated as 0.95×10~(11) kg considered as a carbon sink at the 20–40 cm soil layer. Furthermore, the SOCP was estimated as –2.49×10~(11) kg considered as a carbon source at the 0–20 cm soil layer. This research has important values for the scientific use of soil resources and the mitigation of greenhouse gas emissions.     

伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布

以乌孙山北坡、科古琴山南坡为例,分析伊犁山地南北坡土壤有机碳的分布特征和影响因素。结果表明:①0-50 cm范围内,高寒草甸、草甸草原土壤有机碳含量较高,荒漠草原土壤有机碳含量最低。土壤有机碳含量均随土壤深度的增加而降低,高寒草甸随土壤深度的增加土壤有机碳下降幅度最大;②伊犁山地土壤腐殖化程度高,氮矿化能力强。大部分海拔的土壤碳氮比随土壤深度的增加而减少。河谷南坡碳氮比降低速率要大于河谷北坡。③土壤有机碳与全氮、全磷以及土壤含水率表现出良好的正相关性;与pH值表现出较好的负相关性,特别是20-50 cm处。植被类型分布和人类活动影响对土壤有机碳垂直变化影响显著。