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通过对不同时期塔里木北部灌区农田样地土壤采样及剖面分析,结合第二次全国土壤普查和塔里木北部灌区相关农业资料,利用Arc GIS软件分析农田土壤有机碳储量和碳密度变化,揭示绿洲化过程中塔里木北部灌区农田土壤有机碳库的演变规律,分析影响土壤有机碳固存的主要因素。结果表明:1灌区不同类型土壤的固碳能力差异显著,有机碳含量从高至低依次为草甸土、盐土、潮土和风沙土;剖面土壤有机碳含量自上而下递减,其中表层土壤有机碳含量高达2~8 g·kg~(-1)。2剖面0~20 cm和20~40 cm深度的平均土壤有机碳密度分别为(1.36±0.09)kg·m~(-2)和(1.10±0.07)kg·m~(-2),其中风沙土的土壤有机碳密度远低于该区平均水平。3与1981年相比,2011年塔里木北部灌区土壤有机碳密度增量不明显,固碳速率为-0.01~0.03 kg·m~(-2)·a~(-1);不同类型土壤的有机碳密度变化差异显著。总体而言,在绿洲化过程中,新疆塔里木北部灌区的土壤有机碳含量呈增加趋势,土地开发年限及农田管理措施是影响该变化的主要因素。 相似文献
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关中农田土壤有机质和碳酸钙空间变异特征及其机理分析 总被引：4，自引：0，他引：4
为了研究人为活动对于农田土壤有机质含量和碳酸钙空间变异性的作用与影响,在陕西杨凌杜寨村研究了农田土壤有机质和碳酸钙空间变异性,并对其变异机理进行了分析.试验表明:表层0～10 cm和底层20～40 cm土壤有机质平均值分别20.64 g/kg和10.81 g/kg,变异系数为0.087和0.013,均属弱变异程度;亚表层10～20 cm土壤有机质平均值为16.96 g/kg,变异系数为0.130,属中等变异程度;碳酸钙均属弱变异程度.经过对土壤特性空间分布等值线图的分析得出:在水平方向上,土壤有机质和碳酸钙均具有相同的变异规律,距离村庄越近土壤有机质和碳酸钙含量越高,以村庄为圆心土壤有机质和碳酸钙含量呈同心圆式的空间变异特征. 相似文献
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贺兰山主要森林类型土壤和根系有机碳研究 总被引：1，自引：0，他引：1
土壤有机碳是陆地碳库的重要组成部分,其形成常和植被、气候等环境要素相关。为了解贺兰山地区土壤有机碳状况,2011年对贺兰山东麓青海云杉(Picea crassfolia)、油松(Pinus tabulaeformis)和灰榆(Ulmus glaucescens)林下土壤和根系取样,测定了各自的有机碳含量。结果表明:青海云杉、油松和灰榆林林下土壤平均有机碳含量分别为34.12g/kg、17.83g/kg和15.32g/kg,林下根系有机碳密度分别为869.12g/m2、532.17g/m2和242.68g/m2,林下土体(土壤和根系)有机碳密度分别为17.58kg/m2、9.55kg/m2和4.00kg/m2;林下根系有机碳占林下土体有机碳的比重为4.94%～6.0%。贺兰山青海云杉林下土壤碳储量高于全国森林土壤碳储量平均水平,油松林下碳储量略低于全国森林土壤碳储量平均水平,灰榆林碳储量仅为全国森林土壤碳储量平均水平的36.7%。青海云杉和油松林利于土壤有机碳累积,其林下土壤是贺兰山地区重要的有机碳库。 相似文献
4.
干旱区绿洲土壤有机碳高光谱估测及其影响因子分析 总被引：1，自引：0，他引：1
为了揭示干旱区绿洲土壤有机碳的分布格局及环境因子的影响,以新疆渭干河-库车河三角洲绿洲为研究区,通过实测土壤高光谱数据以及化学分析获取的剖面土壤有机碳数据,提出了一种土壤光谱和偏最小二乘回归预测模型相结合的土壤有机碳估算方法,并分析了表层土壤有机碳含量与环境因子之间的相关性。结果表明:土壤反射率二阶微分变换优于一阶微分,经二阶微分变换后的光谱可以较好地预测土壤有机碳含量,预测模型的决定系数R~2均大于0.8,RPD均大于1.5,模型具有较高的精度和较好的稳定性。绿洲剖面土壤有机碳含量介于0.172～17.376 g·kg~(-1)之间,且主要集中在0～60 cm;土壤有机碳的变异系数在35%～53%;各层土壤有机碳分布格局相似,绿洲内部明显高于绿洲外围,并均有向表层聚集的趋势。相关分析表明土壤含盐量是影响土壤有机碳含量最重要的环境因子。 相似文献
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为了探讨黑河上游冰沟流域不同土壤有机碳分布特征与土壤特性的关系,为黑河上游冰沟流域水源涵养研究提供科学依据,采用野外采样,室内分析方法,研究了4种土壤有机碳分布特征及其与土壤特性的关系。结果表明：4种土壤有机碳含量和密度在整个土壤剖面上均表现为：森林灰褐土＞高山灌丛草甸土＞高山草甸土＞山地栗钙土,且垂直分布均随土壤深度增加而减少,说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土比其它土壤更有利于土壤有机碳储存和积累。森林灰褐土0～10 cm土壤有机碳密度为4．54 kg·m-2,略高于我国森林土壤0～10 cm土壤平均碳密度（4．24 kg ·m-2）,说明黑河上游冰沟流域的森林灰褐土区雨量充沛,林下植被丰富,凋落物现存量充足。4种土壤0～10 cm土层有机碳含量是整个土壤剖面土壤有机碳含量的30．69％～37．99％,有机碳密度是整个土壤剖面有机碳密度的29．31％～36．77％,说明黑河上游冰沟流域土壤有机碳含量和有机碳密度在表层具有很强的表聚性,不合理的人为活动引发的水土流失极易造成土壤有机碳储量的减少,应增加黑河上游冰沟流域植被覆盖度,保护生态环境,减少水土流失。4种土壤有机碳、全氮、CEC、田间持水量、团聚体在整个土壤剖面上均随土层深度增加而降低,而土壤容重、pH值在整个土壤剖面上均随土层深度增加而增大。经回归统计分析,4种土壤有机碳含量与土壤田间持水量、团聚体、全氮、CEC之间呈显著的正相关关系,与土壤容重、pH之间呈显著的负相关关系。这种变化规律与多数学者研究结果基本一致。 相似文献
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塔里木盆地南缘典型绿洲不同土壤类型土壤有机碳含量及矿化特征 总被引：1，自引：0，他引：1
以塔里木盆地南缘典型绿洲于田绿洲为靶区,通过野外取样和实验分析,研究干旱区绿洲灌漠土、棕漠土、盐土和风沙土土壤有机碳含量及矿化特征,并探究有机碳矿化能力与土壤理化性质的关系。结果表明:于田绿洲不同类型土壤总有机碳含量依次为灌漠土>棕漠土>盐土>风沙土,灌漠土和棕漠土有机碳含量随土壤剖面深度增加而减少;不同类型土壤有机碳矿化累积量具有显著差异,其中灌漠土有机碳总矿化量最高,达到0.245g·kg~(-1),风沙土最低,仅有0.145g·kg~(-1);各类型土壤有机碳矿化累积量和矿化率均随土壤剖面深度增加而减少;不同类型土壤有机碳矿化累积量与有机碳含量、全氮、速效磷、速效钾呈极显著或显著正相关,而与pH值呈显著负相关。 相似文献
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长期围栏封育对亚高山草原土壤有机碳空间变异的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
以中国科学院新疆生态与地理研究所巴音布鲁克草原生态站的长期围栏封育样地为对象,利用经典统计学和地统计学相结合的方法,研究长期围栏封育对亚高山草原土壤有机碳空间变异特征的影响。结果表明：① 长期围栏封育可以增加土壤有机碳含量,围栏内0~20 cm土壤有机碳含量均值为40.76 g/kg,围栏外土壤有机碳含量均值为38.50 g/kg;围栏内20~40 cm土壤有机碳含量均值为20.98 g/kg,围栏外土壤有机碳含量均值为18.70 g/kg,土壤有机碳在水平方向上围栏内均高于围栏外;② 围栏内土壤有机碳的变异性程度均显著高于围栏外,不管是围栏内外、上层和下层,土壤有机碳均具有中等的空间相关性,且上层土壤的有机碳变异程度均高于下层土壤;③ 土壤有机碳在水平空间分布呈现出不均匀性,围栏内土壤有机碳含量空间分布水平高于围栏外,在空间插值图上看,围栏内外0~20 cm土壤有机碳含量高的位置,在20~40 cm土壤有机碳含量却相反。 相似文献
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干旱区荒漠新垦土地土壤有机碳含量特征 总被引：6，自引：1，他引：5
以克拉玛依生态农业开发区为例,研究了干旱区荒漠新垦土地不同土地利用方式下的土壤有机碳与活性有机碳含量差异及其剖面分布特征,并讨论了干旱区荒漠开垦利用对荒漠"碳汇"功能的促进作用,以及土地利用方式对土壤有机碳与活性有机碳剖面分布特征的影响。结果表明:克拉玛依生态农业开发区土壤有机碳含量普遍较低。在0~20cm深度内,速生杨林地与苜蓿地土壤有机碳含量随土层加深而降低,棉花地、打瓜-棉花地耕作类土壤有机碳垂直分布相对较均匀,但是表层0~5cm土壤有机碳略低于下层,土壤活性有机碳剖面分布特征与有机碳类似。农田与林地的土壤有机碳与活性有机碳含量均明显高于荒漠,农田对土壤有机碳的汇聚作用优于人工林地。 相似文献
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黄土丘陵区人工刺槐林恢复对土壤碳库动态的影响 总被引：2，自引：0，他引：2
采用样地调查与室内实验分析相结合的方法,以黄土丘陵区不同林龄人工刺槐林地为对象,探讨人工植被恢复对土壤有机碳密度、无机碳密度、总碳密度及其剖面分布的影响。结果表明:相对于坡耕地,刺槐林恢复过程中,0~100 cm土层有机碳密度先减少后增加最后趋于稳定,其开始增加的时间滞后于植物生长期,变化范围为2.57~3.69 kg·m-2。0~20 cm土层土壤有机碳显著增加,占整个土壤剖面有机碳储量的28.8%~39.5%;0~100 cm土层土壤剖面无机碳密度,随林龄增加呈波动变化,变化范围为16.65~20.30 kg·m-2。0~20 cm土层土壤无机碳具有一定的脱钙现象,整个剖面无机碳库储量约为有机碳库的4.5~7.1倍,0~100 cm土层无机碳储量在总碳中所占比例为81.9%~89.4%。总体来看,0~100 cm土层总碳库随人工植被恢复无明显增加,甚至略微下降。表明评估研究区植被恢复土壤碳库效应时,应充分考虑土壤有机碳库和无机碳库的变化。 相似文献
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以长期采用有机污染型水灌溉的陕西交口灌区的农田土壤作为研究对象,并以气候条件、土壤条件以及耕作制度基本一致,长期采用未污染的地下水灌溉的农田土壤作为对照,分别测定土壤剖面上总有机碳含量、有机碳组成等指标,结合第二次全国土壤普查资料,分析长期采用有机污染水灌溉对土壤有机碳累积速率及有机碳密度的影响,探讨关中土壤"环境碳容量"水平及提升土壤有机碳潜力的途径。结果表明:长期采用有机污染水灌溉,土壤有机碳主要在耕层(0~20 cm)极显著地增加,且增加部分主要是活性有机碳组分,其累积速率是对照灌区的近3倍,非活性有机碳处于相对平衡状态。土壤有机碳的剖面分布发生了明显的分化现象,活性有机碳的变化比总有机碳的变化更为显著。有机污染水灌溉的土壤有机碳密度显著高于对照土壤,尤其在0~40 cm范围内其差异达极显著水平。结果证实渭河水中富含的有机污染物提升了灌溉农田土壤有机碳贮量,关中地区农田土壤环境碳容量仍未达到饱和水平,通过外源有机碳的输入,仍然有增加土壤有机碳含量的可能。 相似文献
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长期施肥对绿洲农田土壤有机碳和无机碳的影响 总被引：3，自引：0，他引：3
以中国科学院阜康荒漠生态站的绿洲农田养分循环长期定位试验（始于1990年）为研究平台,研究了无施肥处理（CK）、单施化肥处理（NPK）、有机/无机配施处理（NPKM）和秸秆还田处理（NPKS）下,土壤无机碳(SIC)和有机碳(SOC)在剖面和各施肥年限的含量变化特征及其影响。结果表明：施肥、剖面层次和施肥年限对SOC与SIC含量变化影响显著(P<0.01)。在各施肥处理中,与CK相比,NPK、NPKM和NPKS的SOC与SIC含量明显增加(P<0.05）,并且有机/无机肥配施模式下的SIC含量显著高于单施化肥模式;在剖面层次间,SIC含量从0～20 cm 的9.12 g/kg 增加到40～60 cm 的9.94 g/kg,而SOC变化趋势与之相反。表明合理施肥能够增加土壤表层有机碳含量,有机/无机配施会使耕层以下土壤无机碳增加。 相似文献
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YANG Fan HUANG Laiming YANG Renmin YANG Fei LI Decheng ZHAO Yuguo YANG Jinling LIU Feng ZHANG Ganlin 《干旱区科学》2018,10(2):183-201
Knowledge of soil carbon(C) distribution and its relationship with the environment can improve our understanding of its biogeochemical cycling and help to establish sound regional models of C cycling. However, such knowledge is limited in environments with complex landscape configurations. In this study, we investigated the vertical distribution and storage of soil organic carbon(SOC) and soil inorganic carbon(SIC) in the 10 representative landscapes(alpine meadow, subalpine shrub and meadow, mountain grassland, mountain forest, typical steppe, desert steppe, Hexi Corridor oases cropland, Ruoshui River delta desert, Alxa Gobi desert, and sandy desert) with contrasting bioclimatic regimes in the Heihe River Basin, Northwest China. We also measured the 87 Sr/86 Sr ratio in soil carbonate to understand the sources of SIC because the ratio can be used as a proxy in calculating the contribution of pedogenic inorganic carbon(PIC) to total SIC. Our results showed that SOC contents generally decreased with increasing soil depth in all landscapes, while SIC contents exhibited more complicated variations along soil profiles in relation to pedogenic processes and parent materials at the various landscapes. There were significant differences of C stocks in the top meter among different landscapes, with SOC storage ranging from 0.82 kg C/m~2 in sandy desert to 50.48 kg C/m~2 in mountain forest and SIC storage ranging from 0.19 kg C/m~2 in alpine meadow to 21.91 kg C/m~2 in desert steppe. SIC contributed more than 75% of total C pool when SOC storage was lower than 10 kg C/m~2, and the proportion of PIC to SIC was greater than 70% as calculated from Sr isotopic ratio, suggesting the critical role of PIC in the C budget of this region. The considerable variations of SOC and SIC in different landscapes were attributed to different pedogenic environments resulted from contrasting climatic regimes, parent materials and vegetation types. This study provides an evidence for a general trade-off pattern between SOC and SIC, showing the compensatory effects of environmental conditions(especially climate) on SOC and SIC formation in these landscapes. This is largely attributed to the fact that the overall decrease in temperature and increase in precipitation from arid deserts to alpine mountains simultaneously facilitate the accumulation of SOC and depletion of SIC. 相似文献
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利用黄土丘陵区燕沟流域42场模拟降雨下土壤水分观测数据,研究2种坡度的草地、灌木地在不同经营方式(原状地、刈割地、翻耕地)下的土壤水分对模拟降雨的响应。结果表明:(1)在5次降雨补充下,依据土壤水分的标准差和变异系数,0~100 cm土壤水分受土地经营方式影响表现为:原状草灌地土壤水分可划分为活跃层、次活跃层和相对稳定层;刈割地全剖面为相对稳定层,翻耕地可分为活跃层和相对稳定层。(2)单次降雨事件则随降雨量增加,各经营方式下的水分活跃层逐渐变薄或消失,次活跃层变厚,而相对稳定层变薄,整个土壤剖面水分变化趋于一致。(3)对于受高强度降雨补充后的土壤水分变异性分层,建议采用更加灵敏的土壤水分标准差和变异系数判别标准:活跃层,标准差大于1.4%,变异系数大于12%;次活跃层,标准差1.4%~0.9%,变异系数12%~8%;相对稳定层,标准差小于0.9%,变异系数小于8%。(4)坡度越小土壤水分含量越高,坡度对草灌木地、刈割地的影响较翻耕地显著,且对50~100 cm土层水分影响远大于对表层0~50cm的影响。总之,降雨后土壤水分0~100 cm土层不断增加,且剖面土壤水分逐渐一致,土地经营方式、坡度因素对土壤水分变化强度和在不同深度土层中的表现有显著影响。 相似文献
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黄土高原表土有机碳和无机碳的空间分布及碳储量 总被引：3，自引：0，他引：3
选取位于干旱-半干旱区的黄土高原陕西境内表土样品为研究对象,对其有机碳(Soil organiccarbon,简称SOC)和无机碳的空间分布及陕西省碳储量进行初步研究。结果表明:黄土高原陕西境内有机碳和无机碳的平均值分别为5.41g/kg和17.04g/kg,有机碳的空间分布是自北向南呈现出增加的趋势,这也与所处环境相符,无机碳的空间分布特征沿着纬度呈现自北向南逐渐增加的趋势,特别是北纬36o以北;将每一区域内CaCO3含量的平均值与相对区域的降雨量和温度分别进行一元线性拟合,其拟合系数分别为R=0.338和0.182,碳酸盐含量与降雨量和温度的相关性并不显著。陕西省表土有机碳和无机碳储量分别为0.272Pg和0.856Pg,无机碳储量远大于有机碳储量,这与其所处干旱环境有关。 相似文献
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Soil acidification is a major global issue of sustainable development for ecosystems. The increasing soil acidity induced by excessive nitrogen(N) fertilization in farmlands has profoundly impacted the soil carbon dynamics. However, the way in which changes in soil p H regulating the soil carbon dynamics in a deep soil profile is still not well elucidated. In this study, through a 12-year field N fertilization experiment with three N fertilizer treatments(0, 120, and 240 kg N/(hm~2·a)) in a dryland agroecosystem of China, we explored the soil p H changes over a soil profile up to a depth of 200 cm and determined the responses of soil organic carbon(SOC) and soil inorganic carbon(SIC) to the changed soil p H. Using a generalized additive model, we identified the soil depth intervals with the most powerful statistical relationships between changes in soil p H and soil carbon dynamics. Hierarchical responses of SOC and SIC dynamics to soil acidification were found. The results indicate that the changes in soil p H explained the SOC dynamics well by using a non-linear relationship at the soil depth of 0–80 cm(P=0.006), whereas the changes in soil p H were significantly linearly correlated with SIC dynamics at the 100–180 cm soil depth(P=0.015). After a long-term N fertilization in the experimental field, the soil p H value decreased in all three N fertilizer treatments. Furthermore, the declines in soil p H in the deep soil layer(100–200 cm) were significantly greater(P=0.035) than those in the upper soil layer(0–80 cm). These results indicate that soil acidification in the upper soil layer can transfer excess protons to the deep soil layer, and subsequently, the structural heterogeneous responses of SOC and SIC to soil acidification were identified because of different buffer capacities for the SOC and SIC. To better estimate the effects of soil acidification on soil carbon dynamics, we suggest that future investigations for soil acidification should be extended to a deeper soil depth, e.g., 200 cm. 相似文献