岩溶山地土壤有机碳的分布特征及表层土壤有机碳的影响因素分析——以重庆市北碚区为例

通过野外采样调查分析,运用地统计学方法,分析了北碚区土壤有机碳（SOC）的分布特征和表层土壤有机碳的影响因素。结果表明:空间上,从表土层到底土层SOC含量依次降低,且差异显著,降幅依次为35.02 %和47.12 %;时间上,与1984年第二次土壤普查相比,从表土层到底土层土壤有机碳的含量呈增加趋势,增加幅度分别为:4.36 %,31.92 %和14.74 %。对表层土壤有机碳的影响因素进行了分析,发现SOC含量随着土壤中全氮、碱解氮、黏粒含量的增加而增加;含有碎屑岩的碳酸盐岩比纯碳酸盐岩形成的土壤有机碳含量高;随着海拔的升高SOC含量增大,表现为:山顶(21.94 g/kg)＞平坝(19.53 g/kg)＞槽谷(15.60 g/kg)＞山腰(13.40 g/kg);不同土地利用方式下的SOC含量高低顺序为:林地(26.16 g/kg)＞草坡(21.95 g/kg)＞菜地(16.75 g/kg)＞果园(15.31 g/kg)＞耕地(12.85 g/kg)。传统的耕作方式容易造成SOC损失,建议在岩溶山地通过退耕还林还草、坡改梯、增施有机肥增加土壤有机碳;推广应用免耕、少耕、秸秆还田等耕作措施,增加农田土壤固碳能力。      

气候变暖对多年冻土区土壤有机碳库的影响

多年冻土区存储了大量土壤有机碳。气候变暖、 多年冻土退化导致其长期封存的有机碳逐渐或快速释放, 进入大气圈或水系统, 改变原有多年冻土区碳循环, 并可能显著加速气候变暖。通过综述气候变暖对多年冻土区碳库的影响研究进展, 主要包括多年冻土碳库储量、 降解机理及变化预测, 研究表明： 北半球多年冻土区的碳储量巨大, 但不确定性很高, 尤其是海底多年冻土和水合物碳库储量的评估; 多年冻土碳库对气候变暖的响应速度受土壤水热特性、 土壤有机质C/N比、 有机碳含量和微生物群落特征等多种环境因素的控制或影响; 目前, 关于北半球多年冻土碳库对气候变暖响应模拟结果说明, 多年冻土退化短期内不会导致经济和生产方面的灾难性后果。但是, 无论是针对多年冻土碳库评估, 还是多年冻土有机碳库对气候变暖的响应模拟研究结果, 都有较大的不确定性。未来多年冻土碳库变化的模拟和预测研究应更多考虑多年冻土快速退化和多年冻土区水合物分解, 如中小尺度热喀斯特的生态环境和碳的源汇效应。准确的多年冻土区有机碳排放模拟可为未来多年冻土碳与气候反馈的预估提供重要支持。     

地表基质调查的工作思路刍议：以海南岛为例

地表基质调查是当前自然资源调查监测体系中的全新领域,如何开展还缺乏统一的行动指南。在初步总结地表基质调查现状的基础上,提出从全国、大区、关键地段3个层次、分阶段组织开展全国地表基质调查的总体思路。结合海南岛地表基质发育的地质背景和赋存条件,就南方强风化区地表基质调查工作进行了实例分析。建议按照分区逐级调查与分类补充调查相结合、调查与研究并重的原则,开展海南岛全域—流域—重点区段不同层级地表基质调查。针对地表基质分类补充调查提出基础调查指标、特征调查指标和评价指标,强调热带强风化条件下海陆交互作用、表生地质作用和多圈层相互作用对地表基质的控制与影响。在查清海南岛地表基质现状和演化规律的基础上,开展地表基质的综合评价和区划,探索形成热带强风化区地表基质调查的技术方法。     

甘肃省张掖—永昌地区土壤有机碳密度估算及其空间分布特征

对甘肃省张掖—永昌地区土壤有机碳密度及其空间分布特征进行研究,从地表和深层土壤有机碳密度估算来看,测区有机碳密度在全国处于较低水平,其中表层土壤有机碳密度在山丹军马场地区为最高,深层土壤在中山丹军马场和张掖市区最高,且高于表层土壤,这与张掖湿地深部的还原条件下,有机质被较完好保存有关.从土壤类型来看,有机碳密度最高的是黑钙土,次为黑土,沼泽土最低.在各种土地利用类型中,园地土壤有机碳、无机碳、全碳密度均最高,草地最低.从地貌单元看,准平原中有机碳密度最高,中山次之,风积地形最低.可以看出,土壤类型、土地利用类型、地貌等都会对有机碳密度产生影响.     

武威地区土壤有机碳库的估算与空间分布特征

基于甘肃省武威地区多目标区域地球化学调查6 000 km~2的调查系统取得了土壤有机碳等指标,结合土地利用图,土壤类型图等,对武威地区有机碳储量进行了统计及分析,估算出地表0.2 m~、1 m~厚和1.8 m~厚土体的平均单位土壤TOC量分别为1.51×1103 t/km~2、5.53.×103 t/km~2、8.85×103 t/km~2,远远低于全国平均水平。其有机碳空间分布规律为有机碳储量较高的地区分布于双城镇—永昌镇—武威市—武南镇—黄羊镇一带,表现为测区中部相对富集,东部缺失。     

温度对大兴安岭北坡多年冻土湿地泥炭有机碳矿化的影响

温度是影响湿地土壤有机碳累积和分解的主要环境因子之一.通过室内培养实验分析温度对大兴安岭北坡连续多年冻土区湿地泥炭有机碳矿化的影响,其中采样点北极村、图强和壮林(52°45'～53°12'N,122°16'～122°46'E)位于大兴安岭的西北坡,而飞虎山和呼中(51°45'～52°09'N,122°57'～123°02'E)位于大兴安岭的东北坡.室内培养实验在4个温度梯度下(5℃,10℃,15℃和20℃)进行,湿地土壤有机碳矿化释放的CO2采用碱液吸收法测量.结果表明随着温度的升高,有机碳的矿化具有增加的趋势,在40天的培养期内,泥炭总的矿化量变化范围为 24.87～112.92mg/g; 同一温度下,泥炭矿化率随着培养时间具有先降低后稳定的趋势,两层泥炭(10～20cm和 20～30cm)对温度的响应趋势基本相同,不过表层泥炭的矿化率和矿化量要高于深层泥炭.有机碳矿化温度敏感性系数Q10值变化范围为 2.03～2.41,而深层泥炭的Q10值相对较大,表明冻土湿地深层泥炭对增温的响应也较敏感,并且大兴安岭东北坡冻土湿地的Q10值要大于西北坡的冻土湿地,表明大兴安岭东北坡的冻土湿地对于气候变暖的响应将更强烈.并且基于Q10值的二元动力学方程很好的反映了大兴安岭北坡冻土湿地泥炭矿化随温度和时间的动态变化.     

甘肃省兰州—白银地区土壤有机碳库储量估算与空间分布特征

土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分,并在陆地碳循环研究中有着重要作用。根据甘肃省兰州—白银地区多目标地球化学测量数据,结合各土壤类型分布面积,估算表层土壤（0～20 cm）有机碳密度和储量,并探讨其空间分布特征。研究表明,兰州—白银地区表层土壤有机碳平均密度为1.52～7.73 kg/m^2。在空间分布上,榆中县有机碳密度最高,达2.69 kg/m^2,会宁县有机碳密度最低,仅1.56 kg/m^2,总体上呈四周高,中间低的趋势。从土壤类型上看,草甸土有机碳密度最高,达7.73 kg/m^2,灰褐土、栗钙土和石质土次之,为2.96～5.18 kg/m^2,红黏土及淡灰钙土有机碳密度较低,仅为1.52～1.53 kg/m^2。从土地利用现状看,林地有机碳密度最高,这与气候、植被、人类活动有关。     

石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响,选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查,采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少,使岩石裸露率显著增加,但在潜在、轻度至中度石漠化中,差异不显著;（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化,中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化,轻度高于潜在,但差异不显著;（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层,岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因;（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍;（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素,它和地表生物量之间存在极显著的负相关,与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系,和土壤厚度也存在显著的负相关关系,此外,岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。     

兰州—白银地区1987年与2014年表层土壤有机碳储量和碳密度变化趋势及影响因素探讨

土壤碳库研究及碳汇问题是近年来土壤碳循环与全球变化研究的热点领域,土壤是陆地生态系统的核心,研究土壤有机碳储量和碳密度的影响因素对正确评价本区碳循环有重要意义,本文利用土壤类型、土地利用类型、地貌类型、生态系统等影响因素对研究区表层土壤有机碳密度和碳储量进行了评价,分析了兰州—白银地区1987年和2014年土壤有机碳储量、碳密度的变化,其中2014年土壤有机碳储量增加了3.58×106 t,说明这些年土壤固碳效果明显,土地利用方式更合理。认为研究区有机碳碳密度、碳储量在空间上的分布极不均匀,与成土母质、土壤自身理化特性、土地利用方式及自然景观条件、人类活动等因素密切相关,是多因素综合影响的结果。     

服务生态文明的生态地质调查工作方法浅析——以地表基质调查为例

服务生态文明是新时期赋予地质调查工作的新使命,广义上相关调查工作都可称之为生态地质调查。由于处于初期摸索阶段,缺少成熟的技术规范支撑,生态地质相关调查工作内容不是十分清晰。因此,梳理相关概念的内涵、厘清工作思路、明确调查内容对于实现任务目标具有重要的意义。笔者以表生地质过程对地表生态发育的制约作用为线索,从地球系统科学的角度探讨生态地质调查的任务与目标,并提出生态地质学属于“地质+”范畴。基于陆地生态系统不同地质-地貌单元的表生地质过程,以地表基质调查为例,从剥蚀区到沉积区将陆地生态系统划分为浅山-丘陵区、河流-湖泊-湿地区、平原-盆地区。根据不同调查单元的表生地质特征,分别阐述相关调查内容、调查手段及布署原则。在此基础上,探讨地表基质调查的成果表达方式与应用,以期为其他相关生态地质调查工作提供借鉴和参考。     

冻融作用对土壤有机碳库及微生物的影响研究进展

冻融交替是作用于土壤的非生物应力,对土壤的理化和生物学性质均产生直接或间接影响.在气候变暖条件下,冻融作用对冻土区土壤碳库关键生物地球化学循环过程的影响已成为当前研究的热点.经过室内冻融模拟结合野外观测,大量研究结果表明不同冻融温度、速率、次数对土壤有机碳和微生物的影响不同.冻融作用能改变土壤理化性质,降低土壤团聚体稳...     

影响湖相沉积岩中有机碳分布的主要因素--以三水盆地为例

湖相沉积中的有机质含量随有机质堆积条件变化而发生波动。本以三水盆地下第三系布心组二段地层粉列，对其作高分辨率岩芯取样并结合地球化学方法，分析生物学因素对有机碳分布的影响。在较干燥的气候条件下，水生浮游生物是有机质的主要来源，由于此时湖泊与海洋沟通，出现半咸水环境，硫酸盐还原作用显，不利于有机质保存。所取岩芯段的中上部即是这种情况，以低TOC和高SRI值为特征。而当气候湿润时，植物繁荣，湖水淡化，陆源有机质丰富。缺氧条件下的有机质降解主要是效率极低的发酵作用。有利于有机质保存。这种情形出现于岩芯段的下部，以较高TOC和较低SRI值为特征。     

不同植物凋落物对土壤有机碳淋失的影响及岩溶效应

以低含量有机碳的岩溶土壤（SOC, 0.89%）为媒介,每150g上添加松针、梧桐叶粉各 7.5g,15g,4个试验土柱号分别为SCC3,SCC5;SBC3,SBC5,接种岩溶土壤微生物群落后,于 恒温室内进行培养淋溶实验。结果表明,土壤淋溶液的电导值受土壤有机质含量多少及性质 的影响。土壤水溶性有机碳（DOC）淋失总量SCC3为540.7mg,SCC5为1522.9mg;SBC3为 383.2mg,SBC5为563.5mg.同时,土壤环境中Ca2+的释放总量SCC3为145.7mg,SCC5为 288.7mg; SBC3为170.0mg,SBC5为167.9mg.两者呈正相关,相关系数r2=0.85.下伏碳酸 盐岩的溶蚀量排序为SCC5>SBC3>SCC3>SBC5,表明两种不同植物凋落物经微生物分 解,产生不同质和量的DOC,并导致土壤环境中 Ca2+释放的差异和不同的岩溶效应。从而初步揭示不同有机碳分解导致DOC淋失的差异性,以及DOC对岩溶动力系统的驱动。这与A.Heyes和T.R.Moore的研究结果一致。     

岩溶山区土地利用方式对土壤活性有机碳及其分布的影响

对重庆中梁山不同土地利用方式下的0～50cm土壤活性有机碳含量和分布进行研究。结果表明:不同利用方式土壤有机碳(SOC)含量大小顺序为:竹林＞菜地＞草地＞林地＞园地＞弃耕地,且均表现为0～20cm层大于20～50cm层;土壤溶解性有机碳(DOC)含量平均值大小顺序为:林地＞竹林＞弃耕地＞草地＞园地＞菜地,土壤溶解性有机碳占土壤有机碳的比例随土层深度增加而增加;土壤易氧化有机碳(EOC)含量及其剖面分布与土壤有机碳含量变化相一致,相关分析表明,两者的相关性达到极显著水平(R=0.852,P＜0.0001),对土壤有机碳变化反应敏感。      

石漠化区植被恢复过程凋落叶分解特征及其对土壤有机碳/氮的影响——以重庆中梁山为例

运用凋落物分解袋及样品室内分析的方法,研究了石漠化脆弱生态区植被恢复不同阶段主要建群种凋落叶分解及有机碳、氮释放动态及其与土壤团聚体有机碳、氮之间的关系。结果表明:(1)各植被恢复阶段凋落叶分解系数介于0.73～1.33之间,不同阶段之间表现为,草地<灌丛<乔木林<灌乔林,人工樟树林介于乔木林与灌乔林之间。(2)各植被恢复阶段凋落叶有机碳、氮净释放率介于58.5%～72.9%与21.2%～63.9%之间,有机碳在分解期间表现为净释放,有机碳、氮释放率随植被恢复年限的延长呈增加的趋势。(3)凋落叶分解与养分释放对土壤有机碳、氮含量的提高有促进作用。其中,凋落叶分解系数与0.25～1 mm、<0.25 mm粒径团聚体轻组有机碳、氮之间关系密切。在植被恢复过程中,凋落叶分解速率及有机碳、氮释放率随恢复年限延长而呈增加趋势,凋落叶分解对土壤有机碳、氮有重要影响,轻组有机碳、氮优先向小粒径团聚体输入,小粒径团聚体在土壤有机碳、氮积累中有重要作用。凋落叶分解一方面能为植物生长提供养分,同时也促进土壤有机质的形成与积累,植被恢复过程中应加强水土保持、提高土壤层的养分保蓄与抗水土流失能力。      

青藏高原中部地区表层土壤中多溴联苯醚的分布特征及影响因素

从青藏高原中部地区采集16个表层土壤样品,并对土壤中42种多溴联苯醚(PBDEs)同系物含量、有机碳含量、矿物含量及土壤粒径分布进行了测试分析,主要研究该区域土壤理化性质对PBDEs的含量、分布及同系物构成的影响。结果表明,PBDEs的含量范围为17.03～298.29 ng/kg(干重),其中低溴联苯醚(1～6溴)占总量的90%以上。研究还发现BDE-3在同系物中含量最高,其次为BDE-2和BDE-1。在所有42个样品中BDE-209均被检出,但平均含量仅为1.25 ng/kg。PBDEs成分组成表明它们主要来源于长距离的大气运移。研究还发现粘土矿物对PBDEs的影响结果与土壤有机碳相似,但影响效果更显著。相关性分析结果表明,在高原地区土壤粘土矿物是影响PBDEs分布的主要因素之一。     

利用MODIS数据反演沙漠化地区地表温度的简化模式——以陕西北部地区为例

利用MODIS数据可见光波段、近红外波段和中红外波段,获得提取地表温度所需要的2个基本参数：地表比辐射率和大气透过率;然后对热红外波段b31、b32运用劈窗算法提取出陕北地区地表温度;并利用两种不同经验公式参数得出的结果与相应位置气象观测站观测的卫星过境时刻的地表气温进行比较。结果表明,劈窗算法简化模式能获得较准确的地表温度,符合陕北地区的实际地表状况,印证了应用该简化模式可以在大范围内快速实时监测地表温度。     

渝东南岩溶山地土地利用方式对土壤有机碳时空分布特征的影响

通过野外调查、采样和分析,运用地统计学方法,选择旱地、稻田、菜园和果园四种地利用方式,分析了渝东南秀山、黔江、酉阳三地土壤有机碳(SOC)的时间和空间分布特征。结果表明:空间上,在耕作层和心土层SOC含量都是菜园最大,旱地最小,且差异显著;而底土层果园最大,稻田最小,差异不显著;不同的土地利用方式对土壤剖面SOC含量的影响一致,自上而下依次降低,均为耕作层SOC含量最高,底土层最低,稻田降幅最大,旱地最小,且差异显著;时间上,与1984年第二次土壤普查相比,除旱地外20多年来渝东南岩溶区0~20cm耕层SOC含量普遍升高,其中菜园的增加幅度最大,稻田最小。但总的来说,研究区岩溶山地土壤有机质含量普遍较低,建议通过人为施肥提高有机质的含量,探索和推广应用免耕、少耕、秸秆还田等耕作措施,增加农田土壤固碳能力。      

耕作措施对土壤有机碳稳定性的影响——以黑龙江省与吉林省典型地区为例

采用传统的化学方法、红外光谱(IR)技术和固态~(13)C核磁共振(NMR)技术,研究黑龙江与吉林土壤有机碳的含量及结构特征,探讨耕作措施对不同地区土壤有机碳稳定性的影响。研究结果表明:短期免耕耕作处理并没有显著增加土壤有机碳含量。但与免耕前相比,免耕后土壤有机质的脂族性减弱,稳定碳/不稳定碳的比值增加,免耕后土壤胡敏素中烷基C/烷氧C和疏水C/亲水C的比值均呈增加趋势,疏水程度增加。因此,短期免耕虽然不能显著增加土壤有机碳含量,但是能够增强土壤有机碳的稳定性。