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。     

松辽平原黑土有机碳含量时空分异规律

松辽平原典型黑土分布区土壤有机碳的空间分异规律及不同开垦年限土壤有机碳含量变化的研究结果表明:随着纬度的增加,黑土总有机碳平均含量由11.43g/kg增加至20.83g/kg,有机碳组分含量和HA/FA比值均表现出增加的趋势。随着土壤剖面加深,黑土总有机碳及其组分含量均呈下降的趋势,土壤中的HA-C逐步被FA-C和HU-C所替代。土壤开垦前50年,黑土总有机碳及其组分含量下降迅速,以后下降趋于缓慢,至开垦130年后,有机碳含量水平基本处于相对稳定状态,变化不明显。     

黄河下游河漫滩和由其开垦的农田土壤碳、氮和磷含量

于2018年6月13～14日,在黄河下游河南省郑州市狼城岗镇附近的天然河漫滩和由其开垦的已经耕种了13 a、24 a和33 a的农田中,分别设置了采样地;在各采样地,采集0～20 cm和20～40 cm深度的土壤样品,测定其有机碳、全氮和全磷含量,比较天然河漫滩和不同耕作年限的农田土壤中有机碳、全氮和全磷含量及其生态化学计量学特征。研究结果表明,与农田土壤相比,天然河漫滩0～20 cm和20～40 cm深度的土壤有机碳、全氮和全磷含量都最小;随着耕作年限增加,农田0～20 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量都增大;在各采样地,20～40 cm深度土壤有机碳、全氮和全磷含量显著小于0～20 cm深度土壤;随着耕作年限增加,农田0～20cm深度土壤碳氮比呈单峰型变化,20～40 cm深度土壤碳氮比呈单谷型变化;与农田相比,天然河漫滩土壤的粉粒和黏粒含量都最小,砂粒含量最大;随着耕作年限增加,农田0～20 cm和20～40 cm深度土壤粉粒和黏粒含量增大,砂粒含量减小;土壤p H、粉粒含量、黏粒含量分别与土壤有机碳含量、全氮含量、全磷含量、碳磷比和氮磷比显著相关。     

绿洲农田土壤斥水性及其影响因素

土壤斥水性（Soil Water Repellency,SWR）指水分不能或很难湿润土壤颗粒表面的现象,对农业水管理、土壤水入渗、农化污染物运移及土壤侵蚀有重要影响,土壤斥水性在绿洲化过程中的变化特征及其影响因素尚不明确。在甘肃临泽绿洲分别选取未开垦的沙地（0年）及开垦10、30、50、100年绿洲农田表层土壤（0~5 cm）,分别测定土壤有机碳含量、土壤质地（砂粒、粉粒、黏粒）和土壤pH,并用毛管上升法测定土壤斥水性。结果表明：土壤斥水性随着开垦年限的增加而不断增加。不同开垦年限土壤的“土-水”接触角58°~89°,差异显著（P<0.001）。土壤有机碳含量、土壤质地和土壤pH均与“土-水”接触角存在显著的回归关系（P<0.001）。逐步回归分析的结果表明,绿洲化过程中土壤有机碳含量和pH共解释了土壤斥水性72.1%的变异。因此,在绿洲农田进一步研究土壤斥水性对土壤水运动的影响应更多关注土壤有机碳和pH两大因素。     

沼泽湿地垦殖对土壤碳动态的影响

在中国科学院三江平原湿地生态试验站选取相邻的、土壤类型相同的小叶章沼泽化草甸以及不同开垦殖年限的已垦湿地农田,综合运用多种微生物指标,全面地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。结果表明,沼泽湿地垦殖初期(1~3年),土壤微生物量碳(MBC)、微生物商以及基础呼吸(BR)都迅速降低,而代谢商(qCO₂)、PR/BR和PR/MBC比值却不断升高。表明湿地垦殖后,有机碳的可利用性下降,微生物对碳源的利用效率降低,造成土壤有机碳的大量损失。各种微生物指标之间有密切的相关关系,综合这些微生物指标能够全面地、准确地评价沼泽湿地垦殖后土壤有机碳的动态。     

吉林东部山地沼泽湿地土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量学特征

湿地土壤有机碳、氮和磷含量变化显著影响着湿地生态系统的生产力。为阐明吉林东部山地沼泽湿地土壤养分的空间分布特征,以吉林省敦化市4种典型山地沼泽湿地：落叶松-苔草湿地(T1)、莎草湿地(T2)、小叶章-甜茅湿地(T3)和沼泽化草甸湿地(T4)为研究对象,研究了土壤有机碳、全氮和全磷含量及其化学计量比的空间分布特征及影响因素。结果表明：4种山地沼泽湿地类型土壤有机碳、全氮、全磷含量均值分别为343.11 mg/g、28.03 mg/g和4.00 mg/g,变异系数为有机碳(9.26%)<全氮(16.52%)<全磷(48.64%)。在0~40 cm土层内, T1、T2和T3土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加呈先增加后减少的趋势,在10~20 cm土层出现累积峰; T4土壤有机碳、全氮、全磷含量随土壤深度的增加而减少。土壤有机碳、全氮含量的变化趋势为T1相似文献   

黑河中游绿洲化过程中不同开垦年限农田大型土壤动物群落特征

对不同开垦年限绿洲农田大型土壤动物群落结构特征进行研究,探讨绿洲化过程中农田大型土壤动物群落对土壤环境演变的响应及适应机制。天然荒漠草地开垦为绿洲农田后,新垦绿洲农田大型土壤动物密度和类群丰富度增加为天然荒漠草地的1.95倍和1.54倍,百年绿洲农田土壤动物密度和类群丰富度增加为天然荒漠草地的3.54倍和3.00倍;但群落多样性和均匀度指数变化较小。不同动物类群随着绿洲农田开垦年限增加,其变化规律也存在较大差异,如地蜈蚣科(Geophilidae)、线蚓科(Enchytraeidae)、正蚓科(Lumbricidae)和蝇科幼虫(Muscidae)个体密度逐渐增加,拟步甲科(Tenebrionidae)和象甲科(Curculionidae)个体密度显著降低,而平腹蛛科(Gnaphosidae)、夜蛾科(Noctuidae)幼虫和蚁科(Formicidae)受农田开垦以及开垦年限的影响较小。RDA分析结果表明绿洲化过程中不同开垦年限绿洲农田的土壤温度、pH、土壤粘粉粒、土壤含水量、土壤有机碳和全氮的变化是导致绿洲化过程中绿洲农田大型土壤动物群落演变的主要影响因素,而随着绿洲农田开垦年限增加,土壤含盐量、土壤粗砂粒和细砂粒的变化是导致不同开垦年限绿洲农田大型土壤动物群落演变的主要影响因素。     

基于景观格局的现代黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳储量估算

利用2000年和2009年的TM影像数据,对现代黄河三角洲滨海湿地的景观进行分类,将其划分为9种景观类型.利用ArcGIS9.3软件,依据2009年黄河三角洲滨海湿地GPS土壤定点采样点的理化分析数据,计算出土壤有机碳密度,并进行空间插值,结合各景观类型分布面积,估算表层(0～30 cm深度)土壤有机碳密度和储量.研究结果表明,2000～2009年,研究区的总面积增加,土壤有机碳密度为0.73～4.25 kg/m2; 2000年和2009年的土壤总有机碳储量分别为3.43×106t和3.17×106t.各景观类型的土壤有机碳储量随着其面积的变化而变化,面积变化最明显的景观类型是滩涂、灌草地、农田和盐田养殖池,导致这种变化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果.减少和限制人类活动、保护表层土壤对黄河三角洲滨海湿地土壤碳库的持续稳定发展非常重要.     

中国农田耕层土壤有机碳变化特征及控制因素

通过收集我国1980~2006年以来966个样点农田耕层土壤有机碳的实测数据,以及各样点的气温和降水数据,分析中国农田土壤有机碳变化特征,对变化的原因和发展趋势进行了探讨,对比分析了气温与降水对水稻土与旱作土固碳能力的差异,以及气温和降水对不同区域土壤有机碳的影响。结果表明:总体上我国实测点耕作表层土壤有机碳呈上升趋势,79%增幅样本主要集中在年增幅为0~3%的区间。农田土壤有机碳的含量受制于气温与降水,及水热条件的组合。20年来,全国农田土壤耕层有机碳含量的分布格局没变。农田土壤有机碳的变化,主要受人类活动的影响。土地利用方式对土壤固碳差异明显,水稻土有机碳水平明显高于旱地,水田耕层有机碳含量为旱地耕层有机碳含量的175~176%。     

川中丘陵地区近25年来农田土壤有机碳密度变化——以四川省盐亭县为例

根据盐亭县第二次全国土壤普查23个土壤剖面的采样记录,2007年采集了这23个土壤剖面样品,并分析测定其土壤有机碳含量,对比发现,盐亭县近25年来土壤平均有机碳密度上升2.70 t/hm2,上升幅度为5.65%,该县农田土壤具有微弱的碳汇效应.近25年来该县土壤有机碳密度变化复杂,不同土壤类型之间的变化差异较大.其中,水稻土、黄壤和紫色土有机碳密度均有不同程度的上升,而冲积土的有机碳密度则明显下降.而就土地利用方式而言,水田土壤的有机碳密度呈明显上升趋势(上升幅度15.38%),而旱地土壤有机碳密度则基本上保持稳定少变.该区今后应主要通过改良耕作措施,推广生态农业技术,增加土壤有机物质归还量;加强生态环境建设,搞好水土保持;灌溉水利工程建设进一步稳定和扩大水田面积等措施,以达到稳定和提高农田土壤有机碳储量的目的.     

黄河三角洲滨海湿地不同盐分质量浓度下土壤微生物死亡残体的差异

利用微生物生物标识物（氨基糖）,探讨盐分对黄河三角洲滨海湿地土壤微生物残体以及微生物残体对土壤有机碳（SOC）库贡献的影响。在滨海湿地生态系统中,随着土壤盐分增加,微生物死亡残体及其对SOC的贡献显著降低,表明高盐滨海湿地不利于土壤微生物死亡残体的积累及其对SOC的贡献。增加的盐分降低了土壤真菌死亡残体与细菌死亡残体的比值。线性回归分析指出土壤含水量、SOC、总氮（N）、交换性钙离子以及真菌死亡残体/细菌死亡残体与微生物死亡残体对SOC的贡献显著正相关。在低盐滨海湿地,良好的土壤条件（如高的水分、SOC和N）通过增加微生物死亡残体的积累和稳定性,促进了SOC的存储;而在高盐滨海湿地,低的可利用碳抑制了微生物死亡残体对SOC的贡献。另外,从低盐到高盐滨海湿地,真菌死亡残体对SOC的贡献逐渐下降,而细菌死亡残体对SOC的贡献没有变化,表明真菌死亡残体的积累对SOC的存储具有较大的影响。     

闽江河口秋茄湿地土壤腐殖质组成及剖面分布特征

以闽江河口秋茄湿地土壤为研究对象,研究了土壤腐殖质组成和剖面分布特征,并探讨了土壤腐殖质组成与土壤理化因子的关系。结果表明,秋茄湿地土壤腐殖质的组成中,胡敏酸占有机碳变化范围为6%～18%,富里酸占有机碳变化范围为15%～34%,闽江河口秋茄湿地土壤为富里酸型土壤。土壤胡敏酸和胡敏素含量随深度增加而波动降低;富里酸表层的含量最低,中间层最高。表层的HA/FA最高,中间层最低。土壤理化性质中,pH值、有机碳含量、粘粒含量、氮含量与土壤腐殖质分布有显著线性相关关系。     

人类活动影响下淡水沼泽湿地温室气体排放变化

利用静态箱/气相色谱法,研究了三江平原淡水沼泽湿地及垦殖农业利用下CO₂、CH₄、N₂O排放变化。不同类型湿地生长季土壤呼吸速率以季节性积水的小叶章草甸最大,湿地垦殖后土壤呼吸速率明显增大。不同类型沼泽湿地CH₄排放在时空两个方面都有明显的变化,与土壤水分条件、植物群落类型和生长状况有密切关系。沼泽湿地及垦殖后农田土壤在植物生长季都为N₂O的源,常年积水沼泽湿地在植物生长季N₂O排放通量值较小,而土壤水分常年处于非饱和的草甸灌丛土壤N₂O排放相对较高,垦殖后农田土壤N₂O排放通量最大,沼泽湿地土壤N₂O排放通量与土壤温度呈正相关关系,而垦殖后农田土壤不显著。     

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.     

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。     

退耕还湿土壤生态恢复研究

退耕还湿是湿地生态恢复的重要举措,土壤生态恢复是退耕后湿地生态系统恢复的关键。从湿地土壤概念、退耕后土壤物理化学性质、生物化学性质变化及土壤生态恢复进程等几个方面进行了综述,最后对退耕还湿后土壤生态恢复的进一步研究提出展望。     

江苏盐城滨海湿地研究进展

江苏盐城滨海湿地是我国重要的湿地之一,适宜的气候条件和优越的自然环境孕育了丰富的生物资源,在生物多样性保护方面占有举足轻重的地位。近年来,江苏滨海湿地正面临着大规模围垦、污染、资源过度利用、生物入侵等一系列生态环境问题,湿地系统功能退化日趋严重。总结近30年学者对盐城滨海湿地的海岸冲淤、环境演变、野生动物保护及外来物种对这一地区生态系统的影响等方面的研究成果,为湿地生态环境保护、修复及可持续发展提供科学依据。     

Assessment of soil organic carbon in semi-arid Sudan using GIS and the CENTURY model

Using the UNFCCC as a basis, and the objectives of estimating soil organic carbon (SOC) changes during the period 1900–2100, a spatially explicit database of climate, land cover and soil texture was compiled for a 262,000 km² region in semi-arid Sudan. The area is characterized by low input cultivation of millet, sorghum and sesamé combined with livestock grazing. By integrating the database with the CENTURY ecosystem model, we were able to estimate historical, current and future pools of SOC as a function of land management and climate.The SOC (upper 20 cm) decrease from 1900 to 2000 was estimated to be 6·8 Mt and the maximum potential carbon sink (SOC increase) for the period 2000 to 2100 was estimated to be 17 Mt. Cropland and grassland lost 293 and 152 t SOC km⁻² respectively whereas the savannahs gained 76 t SOC km⁻² from 1900 to 2000. The SOC sequestration scenario simulated during 2000–2100 recovered 94, 84 and 75 t km⁻² for cropland, grassland and savannah respectively.In addition to climate and soils, cropping intensity, fallow periods, fire frequency and grazing intensity also influence cropland SOC variation. Grassland and savannah SOC variations depend on grazing intensity and fire return interval. Land management may affect future amounts of SOC in semi-arid areas thereby turning them from sources into sinks of carbon. SOC estimates were reasonably consistent with measurements (r²=0·70, n=13).     

Impact of land use conversion on soil organic carbon stocks in an agro-pastoral ecotone of Inner Mongolia

Soil organic carbon (SOC) stocks in terrestrial ecosystems vary considerably with land use types. Grassland, forest, and cropland coexist in the agro-pastoral ecotone of Inner Mongolia, China. Using SOC data compiled from literature and field investigations, this study compared SOC stocks and their vertical distributions among three types of ecosystems. The results indicate that grassland had the largest SOC stock, which was 1.5- and 1.8-folds more than stocks in forest and cropland, respectively. Relative to the stock in 0–100 cm depth, grassland held more than 40% of its SOC stock in the upper 20 cm soil layer; forest and cropland both held over 30% of their respective SOC stocks in the upper 20 cm soil layer. SOC stocks in grazed grasslands were remarkably promoted after ≥20 years of grazing exclusion. Conservational cultivation substantially increased the SOC stocks in cropland, especially in the 0–40 cm depth. Stand ages, tree species, and forest types did not have obvious impacts on forest SOC stocks in the study area likely due to the younger stand ages. Our study implies that soil carbon loss should be taken into account during the implementation of ecological projects, such as reclamation and afforestation, in the arid and semi-arid regions of China.