土壤碳循环研究进展及干旱区土壤碳循环研究展望

土壤碳库动态及其驱动机制是陆地生态系统碳循环与全球变化研究的热点问题之一。随着各国对《京都议定书》的重视,农业土壤碳库变化及其源汇效应研究不断加强,但以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳,较少考虑无机碳的作用和地位,干旱区土壤无机碳储量巨大,其在区域碳循环过程中的贡献日益显著,这使得干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。国内外关于农业土壤有机碳动态的研究主要围绕农业土壤有机碳储量、固碳潜力等问题展开,研究区多为湿润、半湿润地区;国际上对农业土壤无机碳动态的研究主要集中在干旱区土地管理措施对土壤发生性碳酸盐碳的形成与转化方面,研究方法以稳定同位素技术为主,但目前关于中国干旱区农业土壤无机碳动态的研究还较为薄弱。因此,应加强干旱区绿洲土壤碳循环研究,深入分析干旱区绿洲土壤碳的源/汇效应;探讨土壤无机碳动态变化的机理。     

干旱区土地退化与荒漠化对土壤碳循环的影响

荒漠化是干旱区的最为严重生态退化问题,它的发生和发展对干旱土壤碳循环有着重要的影响.土壤是全球陆地生态系统最大的碳库,土壤中碳的固存和向大气的释放直接关系到全球气候的变化.干旱土壤占全球陆地总面积的40%,因此,它在全球碳循环中占有重要的地位.干旱区土地退化和荒漠化对土壤碳循环的影响包括两个主要方面:①它促进了SOC和无机碳的矿化,使之向大气释放CO2,增加了温室效应;②由于荒漠化增加了大气尘埃含量,减少了辐射,在一定程度上间接地缓解了土壤碳的损失.文章综述了近年来相关研究的进展,评价了干旱区土壤碳的固存和在缓解温室效应方面的潜在能力.讨论了干旱荒漠化地区对全球碳平衡的贡献和在干旱区促进土壤碳固存的基本策略.     

风蚀对土壤养分及碳循环影响的研究进展与展望

土壤风蚀是土壤颗粒在风力作用下的剥蚀、搬运和沉积的过程。风蚀使土壤中的大量营养物质损失，导致土地生产力下降，促使地表养分的再分配，促进碳（C）循环。土壤颗粒团聚体稳定状况、不同土地利用方式和人类活动都会影响土壤风蚀度的大小，从而进一步影响土壤中养分的分布及C在土壤圈、大气圈和生物圈中的循环。针对过去对土壤风蚀引起的土壤养分及碳循环研究的不足，提出今后的研究工作应当注重：（1）土壤风蚀环境效应；(2) 土壤的潜在风蚀微观机理；（3）风蚀物在土壤-植物-大气系统间的互馈机制研究。     

山东青州市耕地利用方式对土壤养分状况影响研究

通过调查山东省青州市不同耕地利用方式间土壤养分数据,利用数理统计处理软件对土壤养分数据进行处理分析,对耕地利用方式与土壤养分状况之间的关系进行了系统探讨。结果表明,不同耕地利用方式对土壤中有机质、大量元素以及中量元素都有显著的影响。对有机质和大量元素的影响程度为碱解氮>有效磷>全氮>速效钾>缓效钾>有机质;对中量元素的影响程度为交换性钙>交换性镁>有效硅>有效硫;土壤中的微量元素除有效锌、硼在不同耕地利用方式间有差异性外,耕地利用方式的变化对有效锰、铜、铁以及氯离子均没有显著的影响。     

气候变化对中亚草地生态系统碳循环的影响研究

准确评估草地生产力、碳源/碳汇功能,分析气候变化对草地生态系统碳循环的影响,对于草地资源的合理开发和有效保护至关重要。选取对气候变化以及人类干扰高度敏感的中亚干旱区草地生态系统为研究对象,利用Biome-BGC模型,模拟分析其NPP、NEP的年际变化趋势及其空间分布格局。结果显示：（1）1979-2011年中亚地区草地生态系统NPP年平均值为135.6 gC·m^-2·a^-1,且随着时间的推移呈现出波动下降的趋势,下降速率为0.34 gC·m^-2·a^-1。（2）NEP的年平均值为-8.3 gC·m^-2·a^-1,表现为碳源,且该值随着时间的推移呈现出波动上升的趋势,上升速率为0.58 gC·m^-2·a^-1。（3）NPP高值区域在降水较为丰富的天山山脉附近以及哈萨克斯坦北部。（4）NPP的年际变化与降水量的年际变化趋势基本一致,相关系数为0.52;NPP与温度的相关系数为-0.28,未达到显著相关水平。本研究实现了Biome-BGC模型在中亚干旱区草地生态系统的应用,对评价干旱区草地生态系统碳源/碳汇功能及其在全球碳循环和全球变化中的作用、实现中亚草地生态系统的可持续利用、完善区域和全球碳循环理论体系具有重要意义。     

土壤中氮碳间相互作用对全球碳循环的影响(英文)

氮循环中的能量产生过程构成与全球碳循环间的重要关联。例如,氮投入土壤,一开始导致CO2排放降低。这一众所周知的效应被理解为土壤呼吸作用受到阻碍或延缓。然而,当把冗余考虑在内便知,氮投入并不使最初得到的CO2最低排放量保持不变,而是逐渐导致排放增加。土壤中硝化作用对CO2消耗过程的特异性抑制,加上铵冗余投入或乙炔作用,往往导致额外的CO2排放量。这种总自养性呼吸(GHR)与CO2净排放(NHR)之间的差就是土壤内CO2汇。土壤呼吸作用单纯由NHR产生的CO2排放量(通常情况)来决定会导致对土壤系统的曲解,特别是在氮沉降量高的地区。因此,必须重新考虑温暖区域土壤呼吸作用的"适应环境"问题。可能也需要质疑氮投入带来的"呼吸抑制"概念。无视这些过程,包括上述氮驱动下的土壤内CO2汇过程,也许会有碍于采取足够的措施来对抗气候变化。     

长汀强度水土流失区不同治理措施对土壤化学性质的影响

在福建省长汀县强度水土流失山地,探讨了草灌乔混交、补植乔灌和"老头松"改造等3种不同治理措施经10年演化后对土壤化学性质的影响。结果表明:不同治理措施下的土壤p H值均有所下降,以草灌乔混交措施pH值最低;土壤有机质、全N、速效N、全P、速效P、全K和速效K含量均以草灌乔混交措施最高,补植乔灌"老头松"改造措施次之。3种措施下土壤有机质、全N和速效N含量差异明显,而全P、速效P、全K和速效K含量差异较小,但补植乔灌措施下速效P和速效K含量均接近草灌乔混交措施。本研究显示在土壤改良中草灌乔混交措施优于补植乔灌和"老头松"改造措施,表明丰富植被结构在水土保持生态修复中具有重要作用。     

纳雍县耕地土壤铜分布特征及对农作物的影响

以纳雍县耕地土壤为对象,系统采集了表层土壤样品9498件,并进行了测试分析。统计分析数据表明,纳雍县耕地土壤铜元素含量较高,在二叠系峨眉山玄武岩地区明显富集。在二叠系峨眉山玄武岩地区采集30件玉米及根系土样品,研究发现玉米样品铜含量均不超标,玉米产量会因土壤铜含量受到影响,在铜含量小于200mg/kg土壤中,玉米可以作为优选作物进行种植。     

模拟增温对生态系统碳循环影响研究进展

气候变暖影响着生态系统碳循环,碳循环的变化反馈于气候变化。这两者的相互作用影响着未来气候变化的方向和强度。野外增温试验有助于了解生态系统碳循环对气候变化的响应及其机制,因此成为近年来的研究热点。生态系统所处的地理位置及相应的气候背景影响着碳循环对增温的响应。增温后不同生态系统的碳释放和碳固定均可表现为增加、减小或者无显著变化,因而生态系统净碳收支对气候变化响应多样。增温后土壤氮矿化速率、物候、生态系统物种组成和结构的变化间接影响着生态系统净碳收支。多年冻土区储存了大量的土壤有机碳,冻土融化后冻土有机碳分解将释放大量的CO₂到大气中,正反馈于气候变暖,因而是目前野外增温试验对碳循环影响研究的焦点。     

基于稳定同位素技术的土壤碳循环研究进展

植物和土壤是陆地生态系统的重要碳库,而碳同位素技术对各碳库中碳元素的迁移具有很好的指示作用,能够为碳转化研究提供有力证据。以往研究土壤碳循环主要是针对有机碳,较少考虑无机碳的作用,但干旱区土壤无机碳在区域碳循环过程中的贡献日益显著,因此干旱区土壤碳循环研究必须同时考虑土壤有机碳和无机碳的行为。基于碳稳定同位素技术的土壤有机碳循环研究和土壤无机碳动态及其碳同位素研究进展,探讨土壤无机碳与有机碳的转化关系,并对干旱区土壤碳循环研究进行展望,期望从稳定同位素生态学的角度探讨干旱区土壤有机碳和无机碳的转化关系,以推动干旱区土壤碳循环研究,揭示干旱区碳循环过程及其在全球碳循环中的作用。     

土壤增温对不同深度土壤温度的影响

正过去的70年(1948—2010年)中陆地表面平均气温每10年增加0.17℃[1],据IPCC(2007)预计到21世纪末,全球平均温度将增加1.1~6.4℃[2]。近20年来,全球相继开展了大量的增温控制实验,研究各类生态系统对全球变暖的响应。据已发表的文献统计分析表明,目前野外增温控制实验主要集中于中高纬度地区的草原、农田、冻原和森林生态系统[3-6],在30°N以南的热带和亚热带地区野外增温实验鲜有报道[7-8]。     

干旱区绿洲耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响

土地利用变化会改变土壤质地与结构,影响土壤水力性质,进而改变土壤水分有效性,影响植物生长。由于区域气候的干湿交替与水资源利用效率的提高,干旱区绿洲耕地普遍存在着撂荒-复耕现象。为了明确干旱区耕地撂荒与复耕对土壤水力性质的影响,以民勤绿洲北部边缘的耕地、撂荒地与撂荒复耕地为研究对象,测定0—40 cm深度土壤理化性质,分析不同土地利用下土壤水力性质差异及其影响因素。结果表明：耕地撂荒导致0—40 cm深度黏粒与粉粒比重增加,有机质含量降低,容重降低（P<0.05）,土壤孔隙度显著增加（P<0.05）,犁底层消失;在高水势阶段,土壤持水与导水能力增强,在土壤有效含水量对应的水势阶段,土壤持水与导水能力变差,有效含水量显著降低（P<0.05）。撂荒地复耕后,0—40 cm深度黏粒与粉粒含量继续增加,有机质含量转而增加,容重增加（P<0.05）,土壤孔隙度降低（P<0.05）,犁底层重新出现,土壤持水与导水能力又逐渐趋向于耕地水平。撂荒对干旱区绿洲土壤肥力与蓄水能力的提升不显著,而留茬免耕、深耕灭茬还田等保护性耕作措施能有效提高持水能力。利用研究区易测的土壤黏粒、砂粒含量与土壤容重,采用多元线性回归方法,可以准确、快捷预测土壤水分常数,这将有利于研究区农田灌溉制度的准确制定与优化,以及耕地利用变化对土壤水力性质影响的快速评估。     

辽西北风沙地不同林草措施土壤水文效应研究

选取辽西北沙地典型农牧交错地带为研究区域,以荒草地作为对照,研究樟子松林地、杨树林地、灌木林地、人工草地4种植被恢复措施下0~100 cm土层内土壤容重、孔隙度、蓄水能力和土壤饱和导水率（K_fs）等土壤水分物理性质的变化特征。结果表明：杨树林地表层土壤容重最小,其次是灌木林地、樟子松林地、人工草地,荒草地最大;随土层的递增,土壤容重均表现出增大的趋势。各样地土壤毛管孔隙度随着土壤深度的增加均呈现出明显的下降趋势,与土壤容重呈显著负相关关系（p=-0.583^*,n=5）。不同植被恢复措施土壤蓄水容量具有一定差异,其范围在3 761.59~4 366.94 t·hm^-2之间,其中蓄水容量最高的是杨树林地,达到了4 366.94 t·hm^-2,蓄水容量最低的是荒草地,为3 761.59 t·hm^-2。不同植被恢复措施有效蓄容位于1 315.50~2 047.62 t·hm^-2之间,其中以杨树林地最大,樟子松林地最小。5种沙地类型K_fs排序为灌木林地（2.49 mm·min^-1）>人工草地（1.81 mm·min^-1）>荒草地（1.73 mm·min^-1）>樟子松林地（1.61 mm·min^-1）>杨树林地（1.44 mm·min^-1）,人工草地和荒草地的K_fs随土层增加先减小后增大,樟子松林地、杨树林地和灌木林地先增大后减小。该地区林木恢复措施效果优于草地,应着重发展林木恢复措施。     

排水造林对泥炭沼泽湿地碳循环的影响概述

湿地仅占全球陆地表面很小的一部分,却是全球陆地生态系统的碳汇,在全球碳循环中发挥着重要的作用。湿地排水后,地表水位下降,湿地土壤有氧层增加,CO2排放速率增加,CH4排放速率减少,进而影响湿地生态系统的碳汇功能。综述了当前国内外有关湿地排水对土壤CO2和CH4温室气体和土壤有机碳储量影响的研究进展,研究表明:森林湿地选择适当择伐可能有利于减缓大气温室气体(CO2和CH4)的排放。这将为我国基层林业局湿地恢复和碳管理,以及湿地经营提供参考价值。     

塔里木河下游生态输水对胡杨林生态系统碳循环的影响

2000—2020年期间向塔里木河下游的生态输水有效抬升了下游的地下水位,并对下游胡杨林生态系统的碳循环产生了重要影响.综述了生态输水对塔里木河下游胡杨林生态系统植被固碳作用可能产生的影响,分析了植被类型变化可能对胡杨林土壤有机碳含量和土壤有机碳储量产生的影响,总结了生态输水后胡杨林碳释放关键过程-土壤呼吸对生态输水的...     

砂田不同覆盖方式对土壤微生物组成的影响

为研究砂田(GSMF)表面覆盖的砾石层对土壤微生物组成的影响,于2004年春布设试验,分别为砾石覆盖厚度试验、覆盖砾石粒径试验和不同粒径砾石按不同比例混合覆盖试验。于2009年5月对未经扰动的土壤细菌、真菌、放线菌组成和土壤含水量进行研究,土壤剖面深度分别为0~1 cm、1~2 cm、2~4 cm和4~20 cm。结果表明,砾石覆盖可以增加土壤含水量和土壤微生物数量,当土壤表面覆盖的砾石粒径越小或者组成覆盖层的砾石以小粒径为主时,有利于土壤水分的积累和细菌的生长,反之则利于放线菌的生长,粒径范围在1~8 cm时,较利于真菌生长,在砾石覆盖厚度试验中观察到有超过50%的真菌分布在0~1 cm深的土壤剖面中这一特有现象。砾石层覆盖厚度为7~9 cm时,最适宜微生物生长。     

人工林伐区不同集材方式对林地土壤的影响

选择福建人工林伐区5种常用集材方式进行作业试验,分析不同集材方式对林地土壤理化性质的影响,结果表明:5种集材方式作业后,土壤理化性质指标都发生了明显的变化,且各种土壤指标的变化值因集材方式的不同而异。经主成分分析,5种集材方式对林地土壤理化性质的干扰影响由大到小依次为土滑道集材、手扶拖拉机集材、手板车集材、人力担筒集材和全悬空索道集材。从生态采运角度出发提出减少集材作业对林地土壤破坏影响的技术措施。     

森林经营措施对土壤的扰动和压实影响

根据森林经营措施对林地土壤的扰动和压实及其对树木生长和森林生产力的影响 ,指出森林经营措施对土壤造成的干扰是长期存在的 ,干扰强度越大 ,对林地生产力的影响越严重。从伐区作业、林地清理、整地、幼林抚育等方面提出减少土壤受扰动和压实的具体措施 ,为减少经营措施对林地生态系统的影响 ,从而改进传统的森林经营措施 ,实现森林可持续经营提供借鉴。     

城乡融合对耕地利用转型的影响研究

城乡融合作为引起耕地生产投入、作物类型、耕地价值等发生变化的重要手段,是影响耕地利用转型的关键。论文采用熵权TOPSIS法测度城乡融合水平和耕地利用转型指数,并运用面板回归、中介效应及空间杜宾模型探讨城乡融合对耕地利用转型的影响、机制及溢出效应。研究发现：(1)城乡融合正向影响耕地利用转型,且该影响集中于隐性转型;(2)从区域视角看,城乡融合对耕地利用转型的影响在中西部更强;(3)城乡融合能通过基础设施建设、农业产业结构升级及劳动力转移效应对耕地利用转型产生影响;(4)城乡融合对耕地利用转型的影响存在空间溢出效应,且间接效应大于直接效应。因此,在城乡融合中要强化基础设施建设、推动农业产业结构升级、加速要素自由流动,并关注城乡融合影响的差异性及溢出性,促进耕地利用转型。