水分对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

在室内3种水分梯度(25%、50%、75%WHC,WHC即土壤持水量)下恒温培养35天,比较分析了武夷山3种海拔表层土壤(红壤、黄壤和山地草甸土)的有机碳矿化动态、水分敏感性和潜在矿化能力的差异。结果表明:在土壤有机碳矿化前期(0～14天),各处理土壤的有矿化速率较高且变化明显,后期矿化速率变化趋于平缓。土壤累积碳矿化量随培养时间的延长而增加,增幅表现前期快后期慢。在(0～35天)培养期间,3种土壤有机碳矿化速率、累积矿化量和矿化率整体呈现随着水分增加而上升的趋势。采用线性方程拟合不同海拔土壤有机碳矿化速率与土壤水分之间的关系,发现土壤有机碳矿化水分敏感性(K)随着海拔升高而增强,山地草甸土对水分变化的敏感性高于红壤和黄壤。运用一级动力学方程拟合不同海拔土壤有机碳矿化动态,表现出土壤有机碳潜在矿化量和潜在矿化速率均呈现随着水分增加而增大的趋势,但不同土壤中存在差异。高海拔土壤潜在矿化作用普遍强于低海拔,说明了在未来气候变化情况下,高海拔地区有机碳比低海拔地区不稳定,其矿化过程更易受到土壤水分变化的影响。     

温度和湿度对武夷山不同海拔土壤微生物氮的影响

温度和水分对土壤MBN含量的影响存在不同结论。通过室内培养试验,测定不同温度(15℃、25℃、35℃)和湿度(25%、50%、75%)条件下,培养35天后武夷山不同海拔土壤MBN含量的变化。结果表明:不同海拔土壤MBN含量和增量分别为红壤27.51 mg·kg-1、0.63~2.51 mg·kg-1,红黄壤55.53 mg·kg-1、2.09~5.11 mg·kg-1,黄壤76.01 mg·kg-1、3.04~7.64 mg·kg-1和山地草甸土165.17 mg·kg-1、6.23~13.51 mg·kg-1,均随海拔升高显著增加(P0.01),且与土壤有机碳、全N和全P含量显著相关(P0.05);温度对土壤MBN含量的影响因海拔而异,增量最大的温度区间随海拔升高逐渐降低;湿度对不同海拔土壤MBN增量的影响规律一致,均为50%25%75%(P0.01)。研究表明土壤有机碳、全N和全P含量是不同海拔土壤MBN含量差异的主要原因,不同海拔土壤MBN含量对温度变化的响应规律不同,但对湿度的响应规律保持一致,两者均影响土壤MBN含量变化。     

福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素

土壤有机碳矿化及其温度敏感性(Q_(10))是评价土壤碳排放与固持的重要指标,对未来全球气候变化的预测具有重要意义。本研究以福建中亚热带阔叶林表层土壤(0~10 cm)为研究对象,通过观测不同温度(10、20和30℃)下土壤有机碳矿化速率、Q_(10)、可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)、呼吸熵(qCO_2)的变化,探讨福建中亚热带阔叶林土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因素。结果表明:温度对土壤有机碳矿化具有显著影响,温度越高,土壤有机碳平均矿化速率、土壤有机碳累积矿化量、平均qCO_2越大(P0.05)。其中,10、20和30℃累积矿化量分别为369.29、559.85、1 077.18μg·g~(-1)。土壤有机碳矿化速率、DOC、qCO_2的均值随时间延长呈降低趋势。此外,MBC含量与温度呈显著负相关关系,土壤有机碳矿化速率与土壤DOC、MBC含量均显著线性相关(P0.05)。温度敏感性随着培养时间延长有降低趋势,且第1天的Q_(10)值(4.7)显著大于第180天的Q_(10)值(1.4)。因此,增温影响土壤DOC、MBC转换,促进土壤有机碳矿化,且高质量碳具有更高的土壤温度敏感性。     

芦苇凋落物输入和淹水对湿地土壤有机碳矿化的影响

为探讨凋落物输入对湿地土壤有机碳矿化的影响,以衡水湖地区典型芦苇沼泽湿地土壤为研究对象,采用室内培养实验(20℃,28 d),研究了在芦苇凋落物6种输入水平(0.00、0.25、0.50、0.75、1.00、1.25mg/g)以及淹水和非淹水条件下的土壤有机碳矿化速率。结果表明:衡水湖湿地土壤有机碳矿化速率在芦苇凋落物不同输入水平间存在显著差异(P0.05)。培养28 d后,累积土壤有机碳矿化量与凋落物输入量存在显著正相关关系(r~2=0.89),在1.25mg/g凋落物输入水平下累积土壤有机碳矿化量比无凋落物输入处理增高35.1%。凋落物添加与淹水处理对土壤有机碳矿化的交互作用不显著,在淹水与非淹水条件下芦苇凋落物添加促进了湿地土壤有机碳矿化过程。     

氮添加对武夷山不同海拔土壤有机碳矿化的影响

氮是影响土壤碳矿化的一个重要生态因子。以福建省武夷山4个海拔(650 m,1 450m,1 850 m,2 100 m)的表层土壤(0~10 cm)为研究对象,探讨了外源氮添加对不同海拔土壤有机碳矿化的影响。结果表明:氮添加显著提高了武夷山650 m常绿阔叶林的土壤有机碳累积矿化量和矿化速率,而对其他3个更高海拔的土壤有机碳矿化没有显著影响。不同海拔土壤有机碳累积矿化量与微生物生物量碳显著负相关,与可溶性有机碳和代谢熵呈极显著正相关关系,与铵态氮和硝态氮无显著相关关系。氮添加促进了常绿阔叶林土壤微生物活性,微生物碳代谢升高,从而促进低海拔土壤有机碳的矿化。     

氮输入对闽江河口湿地土壤有机碳矿化的影响

以闽江河口湿地高潮滩和中潮滩短叶茳芏(Cyperus malaccensis L.)湿地土壤为研究对象,采用室内模拟实验,探讨不同形态及浓度氮(对照组—CK、氨态氮低氮组—N-1、氨态氮高氮组—N-2、硝态氮低氮组—X-1和硝态氮高氮组—X-2)输入对河口湿地(高、中潮滩)土壤有机碳矿化的影响。结果表明:1)随着培养时间的延长,在不同氮处理下的土壤有机碳矿化速率均表现为先增加后减少的趋势,总体上在培养的第4 d达到最大值,而后逐渐下降,15 d左右以后趋于稳定。2)氮输入对土壤有机碳矿化总体上起了一定的抑制作用,尤其在培养初期(第1 d和4 d),不同氮输入处理有机碳矿化速率均显著低于CK组(P0.05);培养15 d后,高潮滩各氮输入处理(N-1、N-2、X-1和X-2)土壤有机碳累积矿化量均显著低于CK,而中潮滩土壤累积矿化量表现为CKN-1N-2X-1X-2。3)不同氮浓度和形态的抑制程度有所不同,总体上随氮输入的增加,对有机碳矿化抑制作用增强,而同一浓度下,硝态氮的抑制作用较强于铵态氮。4)高潮滩土壤的有机碳矿化速率和碳的矿化累积量均显著高于中潮滩土壤(P0.05)。     

三江平原草甸湿地土壤有机碳矿化对C/N的响应

模拟研究了三江平原典型草甸小叶章湿地及人工林地土壤有机碳(SOC)矿化在4种C/N(Ⅰ: 9-10,Ⅱ:11-12,Ⅲ: 13-16,Ⅳ: 16-22)处理下的变化特征,分析了SOC矿化对C/N的响应。结果表明:在36天的培养期内,高C/N处理下两种土壤的SOC累积矿化量分别是低C/N时的2.78和2.68倍,两种土壤SOC矿化量对C/N变化的响应不存在显著差异;不同C/N处理下,两种土壤SOC的矿化速率均在前期(0~4天)较高,随着培养时间的延长逐渐降低,并趋于稳定;一级动力学方程能较好的描述两种土壤的SOC矿化动态,其C₀和C₀/SOC值均随C/N的增加而增加;回归分析表明,试验C/N(9-22)范围内湿草甸土和林地土的SOC累积矿化量及矿化速率分别与C/N呈显著的线性和二次曲线关系,C/N是影响湿地土壤有机碳富集程度的关键因素。     

若尔盖高寒湿地土壤氮矿化对温度和湿度的响应

采用原状土矿化培养方法研究了温度和湿度及其交互作用对青藏高原若尔盖湿地土壤（沼泽土和泥炭土）氮矿化的影响。研究表明,氮矿化速率在5～15℃之间对温度的反应较弱,而超过15℃时矿化速率则明显增加;泥炭土的氮矿化速率对温度的响应比沼泽土要敏感;氮矿化速率对淹水和非淹水响应敏感;除了在淹水条件下土壤的温度系数Q10在15～25℃之间较大（4．4左右）外,其余温度和湿度下大致在1～2之间,说明了淹水条件下氮矿化对温度响应最敏感的范围在15～25℃之间。     

腾格里沙漠东南缘人工固沙植被区表层土壤有机碳矿化对凋落物添加的响应

土壤有机碳矿化是调控土壤碳库时空格局、土壤碳收支平衡和植物养分供应的重要过程，植物残体和凋落物分解释放CO₂直接影响着土壤有机碳矿化。研究了不同类型凋落物对腾格里沙漠东南缘建植于1956年的人工固沙植被区土壤有机碳矿化过程及其对水分和温度的响应特征。结果表明：凋落物添加显著促进了有机碳矿化，添加柠条锦鸡儿（Caragana korshinskii）、油蒿（Artemisia ordosica）、小画眉草（Eragrostis minor）凋落物后，CO₂-C最大矿化速率分别增大了6.94、5.17、3.46倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.09、1.55、1.22倍；CO₂-C累积释放量分别增加了3.73、3.38、2.34倍，0~5 cm层土壤是5~10 cm层土壤的1.17、1.30、1.57倍。凋落物对有机碳矿化的促进作用与温度和水分密切相关，25℃时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率、累积碳释放量分别是10℃的2.21、3.60、2.21倍，而含水量10%时，CO₂-C平均释放速率、最大释放速率和累积碳释放量分别是含水量5%时的1.25、1.20、1.25倍。相关性分析表明，凋落物碳氮含量、碳氮比、木质素比氮和土壤有机碳以及全氮是影响有机碳矿化的主要因子。凋落添加土壤后潜在可矿化碳表现为柠条锦鸡儿>油蒿>小画眉草>对照。凋落物添加显著促进了有机碳矿化过程及碳周转，植被恢复过程中草本植物凋落物的输入更有利于土壤碳固存，凋落物对土壤碳库的调控作用受土壤理化性质和水热等环境因子的共同作用影响。     

土地利用方式对中国东南部亚热带地区土壤有机质矿化的温度和湿度敏感性的影响(英文)

理解不同土地利用方式下土壤有机质矿化的温度和湿度敏感性的变化对于估计全球变化背景下土壤碳贮存是十分重要的。我们采集了位于中国东南部亚热带地区的果园、农田和四个不同森林类型的土壤,测定了土壤有机质的矿化量及其对温度和湿度的敏感性。通过室内培养的方法,我们获得了土壤有机质对不同温度(5、10、15、20和25°C)和湿度(土壤持水量的30%、60%和90%)的响应。结果表明,果园和农田土壤的碳矿化速率和累积量高于森林土壤。随着培养温度的增加,土壤碳矿化速率和累积量显著增加,随着土壤持水量的降低而减小。土壤碳矿化的温度敏感性不受土地利用类型和培养湿度的影响。在所有的温度处理下,土壤都表现出相似的湿度响应。相比于其它土壤,农田土壤对土壤湿度更加敏感。我们的发现表明,在中国东南部亚热带地区农田和果园土壤比森林土壤有较高的CO2释放的能力。     

温度对生物土壤结皮斑块土壤氮矿化作用的影响

以腾格里沙漠东南缘天然植被区藓类结皮、藻地衣结皮斑块荒漠土壤为研究对象,采用原状土培养法,在人工气候箱中设置不同温度（-10、5、15、25、35、40 ℃）培养14 d,测定土壤样品在培养前后NH+4-N和NO-3-N含量,分析两种生物土壤结皮斑块土壤净硝化和净矿化速率对温度的响应。结果表明：①低温培养条件下（-10~15 ℃）土壤氮转化以固持态为主,随着温度升高,尤其当温度超过25 ℃后,藓类结皮、藻地衣结皮斑块土壤净硝化和净氮矿化速率显著提高（p<0.05）;②同一温度培养下,以藓类结皮发育为主的土壤氮转化水平较高,净硝化速率和净氮矿化速率以及无机氮的积累明显大于以藻地衣结皮发育为主的土壤;③两种生物土壤结皮斑块土壤净氮转换速率（硝化和矿化）Q10值在2.46~3.33间波动,其中藓类结皮斑块土壤氮转换对温度的敏感性较高。此外,在土壤氮总矿化过程中,硝化过程具有较强的温度敏感性。高温促进了土壤净氮矿化水平,增加土壤氮有效性,因此可能会对荒漠生态系统的初级生产力产生正向影响作用。     

Impact of Land Cover on Temperature and Moisture Sensitivity of Soil Organic Matter Mineralization in Subtropical Southeastern China

Understanding the temperature and moisture sensitivity of soil organic matter (SOM) mineralization variations with changes in land cover is critical for assessing soil carbon (C) storage under global change scenarios. We determined the differences in the amount of SOM mineralization and the temperature and moisture sensitivity of soils collected from six land-cover types, including an orchard, a cropland, and four forests, in subtropical southeastern China. The responses of SOM mineralization to temperature (5, 10, 15, 20, and 25°C) and moisture (30%, 60%, and 90% of water-holding capacity [WHC]) were investigated by placing soil samples in incubators. Soil C mineralization rate and cumulative C mineralization were higher in orchard and cropland soils than in other forest soils. With increasing temperature, soil C mineralization rates and cumulative C mineralization increased with the rise of WHC. The temperature sensitivity of soil C mineralization was not affected by land-cover type and incubation moisture. All soil temperature treatments showed a similar response to moisture. Cropland soil was more responsive to soil moisture than other soils. Our findings indicate that cropland and orchard soils have a higher ability to emit CO₂ than forest soils in subtropical southeastern China.     

Land use effects on soil organic carbon, nitrogen and salinity in saline-alkaline wetland

Land-use and soil management affects soil organic carbon （SOC） pools, nitrogen, salinity and the depth distribution. The objective of this study was to estimate land-use effects on the distribution of SOC, labile fractions C, nitrogen （N） and salinity in saline-alkaline wetlands in the middle reaches of the Heihe River Basin. Three land-use types were selected： intact saline-alkaline meadow wetland, artificial shrubbery （planting Tamarix） and farmland （cultivated for 18 years） of soils previously under meadow wetland. SOC, easily oxidized carbon, microbial biomass carbon, total N, NO3--N and salinity concentrations were measured. The results show that SOC and labile fraction carbon contents decreased significantly with increasing soil depth in the three land-use wetlands. The labile fraction carbon contents in the topsoil （0-20cm） in cultivated soils were significantly higher than that in intact meadow wetland and artificial shrubbery soil. The aboveground biomass and soil permeability were the primary influencing factors on the contents of SOC and the labile carbon in the intact meadow wetland and artificial shrubbery soil, however, the farming practice was a factor in cultivated soil. Agricultural measures can effectively reduce the salinity contents; however, it caused a significant increase of NO 3--N concentrations which posed a threat to groundwater quality in the study area.     

Nitrogen mineralization across an atmospheric nitrogen deposition gradient in Southern California deserts

Dry nitrogen deposition is common in arid ecosystems near urban and agricultural centers, yet its impacts on natural environments are relatively understudied. We examined the effects of N deposition on soil N mineralization across a depositional gradient at Joshua Tree National Park. We hypothesized that N deposition affects N mineralization by promoting exotic grass invasion and increasing soil carbon and nitrogen. These relationships were tested through a laboratory incubation on soils collected from sixteen sites where atmospheric N, soil characteristics, and annual vegetation were measured. Mineralization parameters modeled using the Gompertz model were compared to soil C, soil N, estimated soil N from deposition, and percent cover of exotic and native annuals. Calculated soil N from deposition was directly correlated with measured soil C and N and decreasing C:N ratios, which were associated with increased total amounts of mineralized N. However, no effects of soil C or N, and thus N deposition, were observed on mineralization rates. Exotic grasses, but not native forbs or total annual cover, increased with soil C, soil N, and total mineralized N, suggesting that exotic grasses and N deposition are correlated and associated with increasing total C and N in the interspace soils at polluted locations.     

土地利用方式对土壤有机碳和团聚体组分特征的影响

以广东省内第四纪红色黏土、玄武岩和花岗岩母质发育的土壤为研究对象,采集不同土地利用方式（水田、旱地、林地、果园/草地）下表层（0~15 cm）和亚表层（15~30 cm）土壤,研究土壤有机碳及其组分（腐殖质碳、易氧化有机碳）、土壤团聚体及其稳定性,分析土壤有机碳及其组分与土壤团聚体及其稳定性之间的相互关系。结果表明：土地利用类型、成土母质等影响土壤有机碳及其组分。3种母质发育的土壤中,各腐殖质组分占有机碳的比例是胡敏酸碳（HAC）＜富里酸碳（FAC）＜胡敏素碳（HMC）,第四纪红色黏土母质发育土壤腐殖酸碳（HAC＋FAC）以草地最高、水田最低;玄武岩、花岗岩母质发育土壤腐殖酸碳以果园最高。土壤中易氧化有机碳所占比例均高于惰性态,第四纪红色黏土母质发育土壤易氧化有机碳占有机碳比例以草地最高、旱地最低;玄武岩、花岗岩为果园最高、林地最低。3种母质发育土壤团聚体（湿筛）主要以＜0.25 mm微团聚体为主,表层土壤＞0.25 mm团聚体所占比例、团聚体平均重量直径（MWD）、团聚体破坏率（PAD）大于亚表层。土壤有机碳各组分均随着有机碳质量分数的增加而增加,＞0.25 mm团聚体质量分数和团聚体MWD随着土壤有机碳及其组分质量分数的增加而增大;PAD随着土壤易氧化碳组分质量分数增加而降低,易氧化有机碳组分有利于土壤中形成较大的团聚体,并增加团聚体水稳性。     

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。     

纳帕海湿地不同退化状态下土壤有机碳素的分异特征

纳帕海湿地区4类土壤退化程度由高到低依次为:弃耕地—中生草甸土(AFMMS)、中生草甸土(MMS)、湿草甸土(WMS)和沼泽土(MS),对4类土壤0～10cm(上层)、10～20cm(中层)、20～30cm(下层)进行采样,分析土壤有机碳(SOC)、活性有机碳(LOC)和溶解有机碳(DOC)含量。结果表明:4类土壤间,除AFMMS中下层LOC含量略高于MMS对应层LOC含量外,其它各层SOC、LOC、DOC含量都为AFMMS相似文献   

开垦对高寒草甸土壤有机碳影响的初步研究

在中国科学院海北高寒草甸生态系统定位站地区,选择高寒草甸开垦后形成的一年生人工草地作为研究对象,开垦年限分别为0、1、11、16和20年,利用土壤有机碳密度分组法,进行了0~40cm土层土壤有机碳及不同组分（轻组有机碳,重组有机碳）含量及随开垦年限变化关系的研究。结果表明：高寒草甸开垦后其土壤有机碳的变化主要发生在0~10cm土层,土壤中SOC、LFOC和HFOC呈下降趋势,至20年时分别下降了10.5 %、26.7%、8.1 %,主要原因为当地较为强烈的风蚀作用、耕作侵蚀和开垦加剧了表层（0 ~10cm）土壤有机质的氧化分解,表层土壤中的粗有机物质在降水淋溶作用下,在土体下部重新淀积。而0 ~40 cm土体内,SOC、LFOC和HFOC略有增加,开垦20年,他们的累积速率分别为0.08 t C·hm-2·yr-1、0.07 t C·hm-2·yr-1、0.14 t C·hm-2·yr-1。人工草地长期种植虽然没有改变高寒草甸作为碳汇的基本功能,但却大大降低了其碳汇效应,植物-土壤系统年固定碳量由未开垦前的7.38t C·hm-2·yr-1下降至6.89 t C·hm-2·yr-1。     

皖江自然湿地土壤碳密度及其开垦为农田后的变化

于2005年分别采集了安徽沿江4个淡水湖泊的自然湿地及其周边围垦农田的代表性土壤剖面样品,测定了总有机碳含量,讨论了天然淡水湿地有机碳密度与深度分布特征及其开垦为农田后的变化。结果显示,湿地表层（0～30cm）和全剖面（0～100cm）中的碳密度分别为42．5～57．4t／hm^2和81．5～91．6t／hm^2;而农田则分别为22．4～48．4t／hm^2和41．4～76．5t／hm^2。湿地开垦为农田后,土壤表层和全剖面的土壤有机碳含量明显降低,且有机碳含量的变异性增大。表明湿地开垦为农田后,其碳库失去稳定性。但是,开垦的旱地土壤的有机碳含量和碳密度显著低于开垦的稻田,故湿地开垦为旱地更不利于湿地碳库保护。因而,将湿地垦殖为水田是相对较有利于湿地碳库保护的人为土地利用方式。湿地开垦的碳库损失可能是土壤的大气CO2源效应的主要途径。