土壤矿质结合态有机碳形成及稳定机制的研究进展 被引量：15

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作者 薛志婧 李霄云 +8 位作者 焦磊 杨阳 窦艳星 王宝荣 黄倩 刘春晖 屈婷婷 周正朝 安韶山 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2023年第5期12-23,共12页

随着分子生物学的发展,微生物的作用改变了科学界对土壤有机碳(SOC)形成和固持的认知。土壤微生物残体与矿物结合形成矿质结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)加深了对SOC固存的理解。MAOC是以土壤微生物残体C为主的... 随着分子生物学的发展,微生物的作用改变了科学界对土壤有机碳(SOC)形成和固持的认知。土壤微生物残体与矿物结合形成矿质结合态有机碳(mineral-associated organic carbon,MAOC)加深了对SOC固存的理解。MAOC是以土壤微生物残体C为主的SOC组分,主要由分子量相对较低且可识别的微生物残体与矿物表面结合而成。由于MAOC对草地和农田生态系统土壤C库的贡献超过50%,且周转时间较长(百年—千年尺度),研究其形成过程和稳定机制已成为碳中和背景下土壤碳汇的焦点。现阶段的研究明确指出,MAOC的形成和稳定不仅与微生物残体C密切相关,还与土壤矿物有着非常紧密的联系。基于此,聚焦土壤微生物“碳泵”调控SOC形成这一前沿科学问题,围绕土壤微生物残体贡献MAOC形成这一科学构架进行概述,旨在揭示不同来源LMW—DC(溶解态低分子量C底物)对MAOC形成的贡献,探讨土壤矿物对LMW—DC选择性吸附机理,探究MAOC贡献稳定C库的影响因素。并对该研究领域未来的发展进行展望,以期能从分子水平出发,探究不同生态系统、土壤类型及土层深度微生物的调控差异,为土壤有机碳固持的研究提供理论参考,为丰富土壤C源/汇功能提供科学依据。 展开更多

关键词 土壤矿质结合态有机碳 溶解态低分子量C底物 植物残体C 微生物残体C 土壤矿物 土壤团聚体

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土壤颗粒有机碳和矿质结合有机碳对气候变化响应的Meta分析

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作者 陈晓慧 黎艳 +5 位作者 李玥洋 于新鹏 屈久祁 杨光 王明筱 刘琳 《水土保持通报》 北大核心 2025年第2期272-282,共11页

[目的]探究气候变化与土壤固碳能力的关系,揭示气温、二氧化碳(CO_(2))浓度和降水增减对土壤有机碳及其组分碳库的影响,为全球气候变化背景下土壤碳汇能力的提高提供理论依据。[方法]采用Meta分析方法,共筛选44篇相关文献,收集281个样... [目的]探究气候变化与土壤固碳能力的关系,揭示气温、二氧化碳(CO_(2))浓度和降水增减对土壤有机碳及其组分碳库的影响,为全球气候变化背景下土壤碳汇能力的提高提供理论依据。[方法]采用Meta分析方法,共筛选44篇相关文献,收集281个样本数据,利用颗粒有机碳(particulate organic carbon,POC)和矿质结合态有机碳(mineral associated organic carbon,MAOC)表征土壤活性与惰性有机碳组分,分析气候变化对土壤碳储量及其稳定性的影响。[结果]①大气CO_(2)浓度与土壤POC和MAOC含量呈显著负相关(p<0.05);气温升高使土壤POC含量降低,而土壤MAOC含量略有升高,POC对气温变化更为敏感;土壤POC与降水量增加呈正相关,与降水量减少呈负相关,而土壤MAOC含量则与之相反。②气温,CO_(2)浓度增加和降水量减少会伴随土壤总有机碳含量降低,而降水量增加则会导致总土壤有机碳含量增加。③土层深度和地类对土壤有机碳及组分对气候变化因子的响应有重要影响。[结论]不同气候因子对土壤有机碳及其组分含量的影响存在明显差异,其变化会降低土壤有机碳库储量或其稳定性,削弱土壤固碳能力。 展开更多

关键词 土壤有机碳 颗粒有机碳 矿物结合态有机碳 CO_(2)浓度升高 全球变暖 降水量变化

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不同坡位柑橘园土壤团聚体矿物结合态有机碳矿化特征

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作者 唐开钊 张君耀 +5 位作者 吴聪 王帅 廖文娟 尹力初 周卫军 崔浩杰 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1639-1652,共14页

矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳(SOC)的主要组成部分,其矿化特性对土壤固碳和全球气候变化具有重要影响。坡位作为重要的地形因子,显著影响有机碳与土壤矿物的相互作用及稳定性。然而,目前关于不同坡位土壤MAOC矿化特征尚不清楚。... 矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳(SOC)的主要组成部分,其矿化特性对土壤固碳和全球气候变化具有重要影响。坡位作为重要的地形因子,显著影响有机碳与土壤矿物的相互作用及稳定性。然而,目前关于不同坡位土壤MAOC矿化特征尚不清楚。本研究以南方丘陵区典型柑橘园土壤为研究对象,通过室内培养探究了不同坡位(坡上、坡中和坡下)柑橘园土壤团聚体MAOC的矿化特征,分析了土壤理化因子和疏水性对MAOC矿化的影响。结果表明:坡下柑橘园土壤MAOC的累积矿化量(C_(t))、矿化速率和潜在可矿化量(C_(o))均明显高于坡上和坡中,但坡下土壤C_(o)/MAOC的比值明显低于坡上和坡中。随着团聚体粒径的减小,各坡位柑橘园土壤MAOC的C_(t)、矿化速率和C_(o)均呈上升的变化趋势,而MAOC的矿化强度逐渐减弱。冗余分析(RDA)表明,MAOC潜在可矿化量(C_(o))与pH、SOC、MAOC、TN和C/N呈显著正相关(P<0.05),与铁铝氧化物(Fed/Ald、Feo/Alo和Fep/Alp)和疏水性呈显著负相关(P<0.05)。C_(o)/MAOC与铁铝氧化物和MAOC疏水性呈显著正相关,而与C_(o)、C_(t)、pH、SOC、MAOC、TN和C/N呈显著负相关。层次分割分析表明,Alo、Alp和Fep是影响MAOC矿化的重要因子。变差分解分析表明,Alo、Alp、Fep、C/N、MAOC和Feo的共同作用显著影响不同坡位团聚体中MAOC的矿化。研究结果对深入认识南方丘陵区不同坡位柑橘园土壤团聚体中矿物结合态有机碳形成机制、稳定特性以及提高土壤固碳具有重要意义。 展开更多

关键词 矿物结合态有机碳 土壤团聚体 矿化 疏水性 柑橘园土壤

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围封与氮素添加对高寒草甸土壤有机碳稳定性的影响

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作者 宋明华 霍佳娟 +1 位作者 王贵强 李以康 《生态学报》 北大核心 2025年第13期6246-6255,共10页

优化放牧假说提出,适度放牧能够通过促进土壤养分周转速率,提高草地生态系统的初级生产力。但是对于适度放牧是否同时有助于土壤有机碳组分的形成与稳定,目前的认知仍然有限。特别是禁牧后通过外源性养分输入提高土壤有机碳含量并增强... 优化放牧假说提出,适度放牧能够通过促进土壤养分周转速率,提高草地生态系统的初级生产力。但是对于适度放牧是否同时有助于土壤有机碳组分的形成与稳定,目前的认知仍然有限。特别是禁牧后通过外源性养分输入提高土壤有机碳含量并增强碳库的稳定性的研究仍然匮乏。基于在青藏高原矮生嵩草草甸开展了17年的围封禁牧和不同化学形态氮素添加的长期实验,采用物理分级和^(13)C核磁共振技术,分析了围封禁牧与氮素添加处理下土壤有机碳含量以及矿质结合态和颗粒态有机碳含量、有机碳不同功能团碳含量的变化。研究结果表明长期禁牧降低了0—10cm和10—20cm土层有机碳含量。围封禁牧提高了0—10cm土层颗粒态有机碳含量,但降低了矿质结合态有机碳含量,表明禁牧降低了有机碳含量及其稳定性。围封禁牧降低了0—10cm土层烷基碳含量,提高了氧烷基碳含量,表明有机碳的稳定性降低。不同化学形态氮素长期添加没有改变土壤有机碳含量,但是铵态氮与硝态氮处理下0—10cm土层矿质结合态有机碳含量低于硝酸铵处理,而铵态氮处理下0—10cm土层颗粒态有机碳含量显著高于硝酸铵。另外,同围封禁牧相比,铵态氮处理下0—10cm土层烷基碳和羰基碳含量降低,而烷氧碳含量增加,表明氮素添加,尤其是铵态氮的长期添加降低了有机碳的稳定性。此外,0—10cm土壤有机碳的降低主要源于矿质结合态有机碳的减少,10—20cm土层土壤有机碳的变化与颗粒态有机碳显著正相关,并且土壤pH的变化是有机碳组分变化及稳定性降低的主要原因之一。总之,高寒草地长期禁牧与氮素添加不利于土壤有机碳的截存与稳定。这一结论为退化草地恢复和可持续管理提供了科学依据。 展开更多

关键词 围封禁牧 氮素化学形态 矿质结合态有机碳 颗粒态有机碳 13C-核磁共振 有机碳库稳定性

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植物多样性对青藏高原东北部高寒草甸土壤有机碳的影响 被引量：4

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作者 马骏杰 陈银萍 +4 位作者 牟晓明 李玉强 张钰清 卢誉之 曹渤 《高原气象》 北大核心 2025年第1期56-66,共11页

植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤... 植物多样性显著影响生态系统的结构和功能,对土壤有机碳固存起至关重要作用。以往植物多样性对土壤有机碳的影响多在人工控制植物多样性条件下进行,表明高植物多样性显著促进土壤有机碳积累。而在自然草地生态系统中,植物多样性对土壤有机碳影响的研究相对薄弱。本研究选取了青藏高原东北部15个典型高寒草甸作为研究样地,通过测定植物地上及地下生物量、土壤pH值、土壤微生物量碳氮、土壤有机碳、颗粒有机碳及矿物结合态有机碳、全氮及全磷等,旨在探究自然条件下植物多样性对土壤有机碳固存的影响,为土壤碳储量的变化及草地的科学管理提供理论依据。结果表明,植物多样性显著提高了植物盖度和地上生物量(P<0.01),而对不同土层(0~20 cm和20~40 cm)地下生物量无显著影响;在0~20 cm和20~40 cm土层中,植物多样性的增加显著提高了土壤微生物量碳和有机碳含量(P<0.05),而对不同土层微生物量氮无影响;通过对土壤有机碳分组发现植物多样性和土壤矿物结合态有机碳含量呈显著正相关(P<0.01),而和土壤颗粒有机碳含量无相关性。综上,在青藏高原高寒草甸,自然条件下较高的植物多样性对土壤有机碳含量有显著促进效果,这种促进效果主要表现在矿物结合态有机碳含量的增加。本研究为草地生态系统植物多样性与土壤碳库间的相互关系提供新见解及理论基础。 展开更多

关键词 植物多样性 生物量 土壤有机碳 颗粒有机碳 矿物结合态有机碳

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生态营林对桉树人工林土壤有机碳组分及酶活性的影响

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作者 杨婷 周晓果 +9 位作者 温远光 邓少虹 陈静文 陈金磊 许峻模 吴衍霖 陈秋海 孙冬婧 黄勇杰 喻素芳 《广西科学》 北大核心 2025年第3期426-438,共13页

发展桉树(Eucalyptus spp.)人工林对保障国家木材安全,应对全球气候变化以及推动林业高质量发展具有重要意义。本研究在桉树生态营林试验示范基地开展,采用随机区组试验设计,以生态营林方式下的尾巨桉纯林(Pure Eucalyptus urophylla... 发展桉树(Eucalyptus spp.)人工林对保障国家木材安全,应对全球气候变化以及推动林业高质量发展具有重要意义。本研究在桉树生态营林试验示范基地开展,采用随机区组试验设计,以生态营林方式下的尾巨桉纯林(Pure Eucalyptus urophylla×E.grandis plantation,PE)、尾巨桉×降香黄檀混交林(Mixed E.urophylla×E.grandis and Dalbergia odorifera plantation,MED)、尾巨桉×红锥混交林(Mixed E.urophylla×E.grandis and Castanopsis hystrix plantation,MEC)、尾巨桉×望天树混交林(Mixed E.urophylla×E.grandis and Parashorea chinensis plantation,MEP)为研究对象,并以传统营林方式下的尾巨桉纯林作为对照(CK),探究生态营林对表层土壤有机碳组分和酶活性的影响。结果表明:与传统营林方式下的尾巨桉纯林相比,生态营林林分均能显著提高土壤有机碳(SOC)、颗粒态有机碳(POC)、矿物结合态有机碳(MAOC)和难氧化有机碳(NOC)含量,同时显著提高POC占SOC的比例(P<0.05)。此外,生态营林林分显著提高了土壤全氮(TN)含量,其中以尾巨桉×降香黄檀混交林增幅最大。在土壤酶活性方面,生态营林林分增强了N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶(NAG)和酸性磷酸酶(ACP)的活性,但降低了亮氨酸氨基肽酶(LAP)的活性。通过土壤酶化学计量分析发现,桉树人工林土壤微生物生长代谢活动存在磷限制现象,且传统营林林分的磷限制更为严重。冗余分析表明,TN、LAP和ACP是影响表层土壤有机碳组分含量及其占SOC比例的主要因子。综上所述,生态营林方式通过提高POC、MAOC含量来促进土壤有机碳的稳定积累,同时增强NAG和ACP活性。其中,桉树与乡土树种混交能显著促进土壤氮素养分积累,并维持较高的土壤全磷(TP)和速效磷(AP)含量,这不仅有效缓解了土壤微生物的磷限制,还显著改善了林分土壤质量并促进林木生长。 展开更多

关键词 土壤有机碳组分 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 生态营林 桉树人工林

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葵花秸秆水热炭对土壤有机碳及其矿化特征的影响

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作者 姚佳 王雪韧 +1 位作者 张普河 赵世翔 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期286-293,303,共9页

[目的]探讨不同制备温度葵花秸秆水热炭添加对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,为葵花秸秆资源化利用和土壤固碳提供理论依据。[方法]以葵花秸秆为原料,分别在180℃和220℃制备水热炭(SB180,SB220)。通过室内培养试验,分析不同温度制备... [目的]探讨不同制备温度葵花秸秆水热炭添加对土壤有机碳(SOC)及其组分的影响,为葵花秸秆资源化利用和土壤固碳提供理论依据。[方法]以葵花秸秆为原料,分别在180℃和220℃制备水热炭(SB180,SB220)。通过室内培养试验,分析不同温度制备的水热炭及不同添加量输入对土壤有机碳及组分的差异化调控。[结果]①随着制备温度的升高,水热炭的碳含量、芳香度、比表面积以及孔体积增大。②随着制备温度和添加量的增加,土壤有机碳、矿物结合态有机碳(MAOC)和颗粒有机碳(POC)含量显著提高,2%SB220处理的SOC,POC以及MAOC含量最高,分别较对照增加了75.34%,23.34%和105.75%。③土壤有机碳矿化速率、累积矿化量、潜在可矿化量(C_(p))以及激发效应(P_(E))随着制备温度的升高而降低,随添加量的增加而增加,2%SB220的累积矿化量、C_(p)以及P_(E)较1%SB220分别升高了50.88%,57.61%和79.51%。[结论]SB220显著提升了土壤有机碳、矿物结合态有机碳和颗粒有机碳含量,有较好的固碳潜力,但随着添加量增加,碳排放风险增加,建议添加1%的SB220,实现碳矿化损失与长效固存的平衡。 展开更多

关键词 水热炭 土壤有机碳 矿物结合态有机碳 颗粒有机碳 激发效应

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草地开垦对农牧交错带土壤有机碳组分的影响

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作者 刘振鹏 张斌 +7 位作者 张桐瑞 徐学宝 袁凤钦 刘佳 王鑫宁 任杰 金轲 唐士明 《中国草地学报》 北大核心 2025年第8期66-75,共10页

长期过度经营的农牧业活动往往导致北方农牧交错带草地被盲目开垦,而草地开垦对土壤有机碳(SOC)含量及其组分的影响机制尚不清楚。本研究以北方农牧交错带的3个典型区域,即辽宁建平、山西右玉和甘肃榆中为研究对象,探究草地开垦对土壤... 长期过度经营的农牧业活动往往导致北方农牧交错带草地被盲目开垦,而草地开垦对土壤有机碳(SOC)含量及其组分的影响机制尚不清楚。本研究以北方农牧交错带的3个典型区域,即辽宁建平、山西右玉和甘肃榆中为研究对象,探究草地开垦对土壤理化性质及有机碳组分的影响及其驱动机制。结果表明:在北方农牧交错带地区,草地开垦后土壤SOC含量下降24.17%,但硝态氮含量显著升高;土壤碳组分中,游离态颗粒有机碳含量(fPOC)在草地开垦后显著降低,但闭蓄态颗粒有机碳(oPOC)和矿物结合态有机碳(MAOC)含量无显著变化。随机森林分析显示,土壤的电导率、含水量和碳氮比是驱动SOC及其组分变化的重要因子,其中SOC和MAOC主要受土壤电导率和土壤含水量的影响,而碳氮比是SOC和fPOC的关键驱动因子。综上,草地开垦通过改变土壤电导率、水分和碳氮比影响SOC组分,主要改变土壤易分解碳组分,而oPOC和MAOC则相对稳定,并最终改变SOC及其组分的分布比例。 展开更多

关键词 游离态颗粒有机碳 闭蓄态颗粒有机碳 矿物结合态有机碳 土壤理化性质

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土壤颗粒有机碳和矿质结合有机碳对4种耕作措施的响应 被引量：26

9

作者 姬强 孙汉印 +2 位作者 王勇 刘帅 王旭东 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期132-137,共6页

以陕西关中平原中部耕作定位试验为研究对象,研究深松、旋耕、免耕和统耕作4种耕作方式在秸秆还田和不还田条件下对土壤颗粒有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明,相对于传统耕作,深松、旋耕和免耕处理都使土壤颗粒碳(POC)含量增加... 以陕西关中平原中部耕作定位试验为研究对象,研究深松、旋耕、免耕和统耕作4种耕作方式在秸秆还田和不还田条件下对土壤颗粒有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明,相对于传统耕作,深松、旋耕和免耕处理都使土壤颗粒碳(POC)含量增加,但在秸秆还田下相应增加幅度更大,在0-10cm土层颗粒碳增加20.71%～69.25%,表现出深松>旋耕>免耕>传统耕作的顺序,而对其他10-20cm,20-30cm,30-40cm土层的颗粒碳影响较小。在同一种耕作模式下,秸秆还田的与无秸秆还田的相比,深松、旋耕、传统耕作使土壤POC增加了9.17%～26.61%,其中以传统耕作措施的提高幅度最大。在秸秆不还田条件下,各耕作处理矿质结合态有机碳的差异较小,但在秸秆还田条件下,旋耕促进了土壤矿质结合态有机碳(MOC)的增加,比对照(传统耕作)提高了22.98%。从土壤有机碳的角度考虑,深松和旋耕并结合秸秆还田是较适合于当地土壤条件的耕作模式。 展开更多

关键词 耕作措施 秸秆还田 土壤颗粒有机碳 矿质结合态有机碳

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岩溶山地不同土地利用方式土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的分布特征 被引量：15

10

作者 沈艳 傅瓦利 +3 位作者 蓝家程 程辉 张石棋 武玲珍 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2012年第6期1-6,共6页

对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0—40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究。结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地。除橘园地外,其它各... 对重庆中梁山岩溶山地不同土地利用方式下0—40cm土壤颗粒有机碳和矿物结合态有机碳的含量和分布特征进行了研究。结果表明:不同土地利用方式土壤有机碳含量平均值表现为:林地>菜地>草地>橘园地>弃耕地。除橘园地外,其它各土地利用类型土壤细颗粒有机碳(FPOC)含量大于粗颗粒有机碳(CPOC)。不同利用方式土壤颗粒有机碳含量在剖面层次中表现不同。0—20cm表层土壤CPOC含量表现为:橘园地>草地>菜地>林地>弃耕地,差异较大。土壤FPOC含量表现为:林地>草地>菜地>橘园地>弃耕地;20—40cm土壤CPOC和FPOC最高值出现在菜地,最低值出现在弃耕地。不同土地利用方式土壤矿物结合态有机碳(MOC)含量和土壤有机碳含量分布特征一致。除橘园地外土壤各组分有机碳分配比例大致表现为:MOC/SOC>CPOC/SOC>FPOC/SOC。相关分析表明,不同土地利用方式土壤SOC和POC呈正相关,相关性不一致。林地和草地呈极显著相关(P<0.01),弃耕地呈显著相关(P<0.05),菜地和橘园地相关性不显著。表明人为干扰和耕作措施会影响POC对SOC的贡献。 展开更多

关键词 岩溶区 土地利用方式 土壤有机碳 土壤粗颗粒有机碳 土壤细颗粒有机碳 土壤矿物结合态有机碳

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退化草场恢复时土壤有机矿质复合体中结合态腐殖质变化 被引量：6

11

作者 马兴旺 赵成义 李宁 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2000年第3期22-26,共5页

对采自退化草场恢复前后的土壤样品中提取的各粒级土壤有机矿质复合体 ,用不同浸提剂提取表征不同结合状态的腐殖质 ,并对其含量、分布和组成在草场恢复过程中的变化进行了分析 ,得出了土壤各粒级复合体中腐殖质主要以松、紧结合态形式... 对采自退化草场恢复前后的土壤样品中提取的各粒级土壤有机矿质复合体 ,用不同浸提剂提取表征不同结合状态的腐殖质 ,并对其含量、分布和组成在草场恢复过程中的变化进行了分析 ,得出了土壤各粒级复合体中腐殖质主要以松、紧结合态形式存在 ,并且大部分分布在粘粒和粗、细粉粒级复合体中 ;草场恢复时土壤腐殖质的增加主要是粘粒和粗、细粉粒级复合体中松态腐殖质的贡献 ,其次是稳态腐殖质 ;松态腐殖质的增加主要是 HA的增加 ,稳态腐殖质的增加主要是 展开更多

关键词 土壤有机矿质复合体 结合态腐殖质 草场恢复

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黄土高原生物土壤结皮发育过程中颗粒态和矿物结合态有机碳变化特征 被引量：9

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作者 杨娥女 王宝荣 +2 位作者 姚宏佳 黄懿梅 安韶山 《水土保持研究》 CSCD 北大核心 2023年第1期25-33,40,共10页

土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是重要的土壤碳库,其比例的变化决定土壤有机碳的周转速率及稳定性。探讨沙地生物土壤结皮发育过程中颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量、分配比例和差异性特征,对于深刻认识初始土... 土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是重要的土壤碳库,其比例的变化决定土壤有机碳的周转速率及稳定性。探讨沙地生物土壤结皮发育过程中颗粒态有机碳和矿物结合态有机碳的含量、分配比例和差异性特征,对于深刻认识初始土壤形成过程中有机碳库形成、稳定机制具有重要意义。选择神木市六道沟流域生物土壤结皮4个发育阶段(藻结皮、藻结皮+少量藓结皮、藓结皮+少量藻结皮、藓结皮)为研究对象,裸沙作为对照,研究生物结皮层及结皮层下层0—2 cm,2—10 cm,10—20 cm土层土壤颗粒态和矿物结合态有机碳的变化特征。结果表明:(1)在BSCs土层,POC的增加速率大于MAOC,MAOC处于饱和状态;(2)在BSCs和0—2 cm土层,以微生物源有机碳为主导的MAOC主要贡献有机碳积累,在2—10 cm和10—20 cm土层,以植物源有机碳为主导的POC主要贡献有机碳积累;(3)POC和MAOC含量随土层增加而降低,随着生物土壤结皮发育而增加;(4)POC和MAOC与SOC均有显著的正相关关系,表明结皮定殖和发育显著促进了土壤有机碳积累。这些结果表明生物土壤结皮的定殖和发育能够显著促进POC和MAOC增加进而贡献土壤有机碳的固存。在土壤早期发育过程中,MAOC对SOC的贡献占主导地位。然而由于沙土黏粒含量的缺乏导致MAOC趋于饱和时,SOC的增加或主要由POC的积累来实现。 展开更多

关键词 沙土 发育阶段 生物土壤结皮 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳

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有机物料添加对黑垆土和黄绵土有机碳组分的影响

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作者 王丹丹 赵欢欢 +2 位作者 许晨阳 李江文 胡斐南 《水土保持通报》 北大核心 2025年第4期267-276,共10页

[目的]研究12种不同外源有机物料,包括烟杆生物炭、果木枝条生物炭、小麦秸秆、油菜秸秆、鸡粪、牛粪、葡萄糖、纤维素、LB培养基、聚丙烯酰胺(PAM)、腐植酸肥、壳聚糖,对典型黄土(黑垆土与黄绵土)理化特性及土壤有机碳组分的影响,为农... [目的]研究12种不同外源有机物料,包括烟杆生物炭、果木枝条生物炭、小麦秸秆、油菜秸秆、鸡粪、牛粪、葡萄糖、纤维素、LB培养基、聚丙烯酰胺(PAM)、腐植酸肥、壳聚糖,对典型黄土(黑垆土与黄绵土)理化特性及土壤有机碳组分的影响,为农田土壤质量提升过程中有机改良剂的选择与应用提供理论依据。[方法]将有机物料与风干土壤以3%的质量比混合,并进行100 d的室内培养试验,同时设置不添加有机物料为对照组(CK)。利用密度浮选结合湿筛的方法分离并计算土壤游离态颗粒有机碳(FPOC)、闭蓄态颗粒有机碳(OPOC)、颗粒态有机碳(POC)和矿质结合态有机碳(MOC)4个有机碳组分,通过冗余分析(RDA)对土壤理化性质与有机碳组分之间的关系进行解析。[结果]①与CK相比,有机物料添加能够有效降低两种典型黄土的碳酸钙含量,提高土壤电导率、TOC以及全氮(纤维素添加除外)含量。②与CK相比,土壤中FPOC,OPOC,POC和MOC含量均有所提高,其中以果木枝条生物炭、烟杆生物炭、小麦秸秆添加处理下的FPOC增量最大,黑垆土中相应各指标分别提高了2158.5%,1545.3%,907.5%,黄绵土中各指标含量分别提高了2971.8%,1717.9%,1730.8%。③FPOC,OPOC,POC和MOC含量与TOC呈极显著的正相关关系(p<0.01)。C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主要原因,其解释率在黑垆土和黄绵土中分别达到了76.1%和76.3%。[结论]有机物料添加使TOC含量升高,有效地改善了土壤理化性质,使土壤FPOC,OPOC,POC和MOC含量与CK相比均有所提高。C/N及全氮含量是影响土壤各组分有机碳含量的主控因素。 展开更多

关键词 秸秆 生物炭 颗粒态有机碳 有机碳组分 矿质结合态有机碳 黑垆土 黄绵土

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富铁有机肥对重度苏打盐碱地土壤有机质及细菌群落的影响

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作者 邵玟玥 于锐 +5 位作者 赵光影 吴霞 杨文聪 袁宁 梁梦月 罗那那 《中国环境科学》 北大核心 2025年第8期4458-4469,共12页

选取重度苏打盐碱地土壤,通过盆栽法培养水稻,以不施加有机肥为空白对照(CK),研究普通有机肥(M0)、1%生物炭负载纳米Fe_(3)O_(4)(BC-Fe_(3)O_(4)NPs)添加堆制有机肥(M1)和1%生物炭负载纳米铁粒子(BC-FeNPs)添加堆制有机肥(M2)的施加对... 选取重度苏打盐碱地土壤,通过盆栽法培养水稻,以不施加有机肥为空白对照(CK),研究普通有机肥(M0)、1%生物炭负载纳米Fe_(3)O_(4)(BC-Fe_(3)O_(4)NPs)添加堆制有机肥(M1)和1%生物炭负载纳米铁粒子(BC-FeNPs)添加堆制有机肥(M2)的施加对土壤理化性质、养分有效性、酶活性及细菌群落变化的影响.结果表明:与M0相比,M2处理可溶性盐含量显著降低23.31%(P<0.05).与M0相比,施加富铁有机肥增加了苏打盐碱地土壤总有机碳含量,增幅达4.95%.与M0相比,施加M2使铁结合态有机碳(Fe-OC)含量显著提升66.92%.与CK相比,有机肥使土壤速效钾、速效磷含量分别增加262.51%~521.28%、222.99%~311.85%.与M0相比,M2处理能显著提升土壤蔗糖酶、过氧化氢酶和碱性磷酸酶活性,并能显著提高土壤细菌群落的丰富度和多样性,显著提高土壤中变形菌门、拟杆菌门和放线菌门的相对丰度.上述细菌菌门的相对丰度与盐碱土速效养分含量呈正相关.因此,1%BC-FeNPs堆制的有机肥能够显著降低土壤可溶性盐含量,通过促进Fe-OC形成从而显著提高总有机碳含量,提高细菌群落丰富度和多样性,有利于重度苏打盐碱地土壤培肥. 展开更多

关键词 富铁有机肥 铁结合态有机碳 土壤有机质 苏打盐碱地改良

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膨润土与秸秆配施对燕麦根区土壤有机碳组分和丛植菌根真菌多样性的影响

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作者 崔雪梅 米俊珍 +3 位作者 刘景辉 赵宝平 张兰英 胡可欣 《麦类作物学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1215-1224,共10页

为探究膨润土与秸秆配施后燕麦根区不同土层土壤有机碳及其组分含量和丛植菌根真菌(arbuscular mycorrizal fungi, AMF)多样性变化,在黄土高原旱作区燕麦单作田间定位试验中,连续3年进行秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)... 为探究膨润土与秸秆配施后燕麦根区不同土层土壤有机碳及其组分含量和丛植菌根真菌(arbuscular mycorrizal fungi, AMF)多样性变化,在黄土高原旱作区燕麦单作田间定位试验中,连续3年进行秸秆还田(S)、单施膨润土(B)、膨润土配施秸秆(H)、不施膨润土和秸秆不还田(CK)4个处理,研究不同处理下不同土层土壤有机碳及其组分含量和AMF多样性的差异及其相关性。结果表明,与CK相比,B、S和H处理能不同程度提高土壤总有机碳(TOC)和不同组分有机碳[可溶性有机碳(DOC)、轻组有机碳(LFOC)、颗粒有机碳(POC)、粗颗粒有机碳(CPOC)和细颗粒有机碳(FPOC)]含量及其分配比例,0~20 cm土层增幅大于20~40 cm土层。与CK相比,其他处理提高了0~20 cm土层土壤TOC、DOC、LFOC、POC、CPOC和FPOC含量,其中H处理提高显著(P<0.05),依次提高了19.55%、27.21%、54.69%、56.35%、54.72%和31.11%;各处理增加了矿物结合态有机碳(MOC)含量,增幅为2.59%~6.03%,但差异不显著。与CK相比,H处理显著提高土壤LFOC/TOC、POC/TOC、CPOC/TOC和POC/MOC,增幅分别为29.71%、30.45%、30.49%和50.91%;显著提高了0~20 cm土层土壤AMF香农指数和辛普森指数,增幅分别为60.87%和16.05%。相关性分析表明,香农指数与土壤CPOC含量呈极显著正相关(P<0.01),与DOC含量呈显著正相关(P<0.05);辛普森指数与LFOC含量呈显著正相关。综上,膨润土与秸秆配施可不同程度提高燕麦耕层土壤有机碳及其组分含量、AMF多样性,可用于改善黄土高原旱作区土壤质量。 展开更多

关键词 膨润土 秸秆还田 土壤有机碳 矿物结合态有机碳 AMF

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腐殖酸–水铁矿复合物提升新整治耕地土壤有机碳的效应

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作者 郑延云 余正洪 +4 位作者 张佳宝 张丛志 马东豪 陈林 周桂香 《土壤》 CSCD 北大核心 2024年第6期1184-1191,共8页

通过室内培养试验,探究了秸秆(S)、生物质炭(B)、木本泥炭腐殖酸(HA)和木本泥炭腐殖酸-水铁矿复合物(HA-Fe)对新整治耕地红壤、滨海盐土和黄绵土有机碳的提升效应及其差异。结果表明:在整个培养期间,4种物料均显著提升了3种土壤的总有... 通过室内培养试验,探究了秸秆(S)、生物质炭(B)、木本泥炭腐殖酸(HA)和木本泥炭腐殖酸-水铁矿复合物(HA-Fe)对新整治耕地红壤、滨海盐土和黄绵土有机碳的提升效应及其差异。结果表明:在整个培养期间,4种物料均显著提升了3种土壤的总有机碳含量,但培养100 d时,HA、B和HA-Fe处理的提升效果分别是S处理的3.1倍~4.3倍、3.1倍~3.8倍和3.0倍~4.0倍;在培养360 d时,HA、B和HA-Fe处理的提升效果分别是S处理的3.0倍~7.1倍、2.9倍~6.2倍和2.9倍~6.3倍。B和HA处理对土壤矿物结合态有机碳的提升效果则弱于S处理。相比于S、B和HA处理,HA-Fe处理同时具备大幅提升土壤总有机碳和矿物结合态碳的能力,然而其对土壤活性易氧化碳的提升效果远小于S处理。本研究结果揭示,木本泥炭腐殖酸-水铁矿复合物具有更良好的快速提升新整治耕地有机质的能力,但在实际应用中应当与易分解有机质配合施用以更全面地提升土壤活性和矿物结合态有机质。 展开更多

关键词 木本泥炭 土壤有机质 矿物结合态有机碳 固碳效率

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针阔混交措施对红壤侵蚀区马尾松林土壤有机碳稳定性的影响

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作者 姜永孟 苏浩浩 +4 位作者 陆宇明 邓薇 刘珏伶 吕茂奎 谢锦升 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期323-331,共9页

[目的]为了探究针阔混交改造措施对红壤侵蚀区恢复马尾松林土壤碳库稳定性的影响。[方法]以福建长汀不同恢复年限(Y10、Y20、Y41)马尾松林(CF)和相对应的针阔改造林(MF)作为研究对象,通过物理分组方法将土壤有机碳分为颗粒态有机碳(POC... [目的]为了探究针阔混交改造措施对红壤侵蚀区恢复马尾松林土壤碳库稳定性的影响。[方法]以福建长汀不同恢复年限(Y10、Y20、Y41)马尾松林(CF)和相对应的针阔改造林(MF)作为研究对象,通过物理分组方法将土壤有机碳分为颗粒态有机碳(POC)和矿质结合态有机碳(MAOC),分析林分改造过程对不同土壤剖面土壤有机碳组分的影响。[结果](1)相比于马尾松纯林,混交林显著增加MAOC和0-10 cm土层SOC、POC含量,并避免长期恢复马尾松林MAOC的消耗;(2)林分改造显著降低Y20-MF中10-20,40-60 cm土层及Y41-MF中0-20 cm土层POC/SOC,但显著增加Y10-MF中20-60 cm土层及Y41-MF中0-10 cm土层MAOC/SOC;(3)随着年限的增加,混交林中0-10 cm土层MAOC/SOC持续增加,POC/SOC显著降低,而马尾松林则相反;(4)线性拟合发现,POC、MAOC均与SOC呈显著正相关,但混交林土壤SOC增加更多依赖MAOC的增加,而马尾松土壤SOC的增加更多的以非稳定性碳组分(POC)为主;(5)冗余分析表明,DOC、TN、TP、NH_(4)^(+)共同解释碳组分变化的66.2%,表明林分改造后土壤养分有效性的增加是混交林MAOC积累的关键。[结论]亚热带红壤侵蚀区林分改造通过提升土壤养分有效性,增加稳定碳库的积累从而避免长期恢复过程中土壤碳库流失。 展开更多

关键词 碳稳定性 颗粒态有机碳 矿质结合态有机碳 针阔混交

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培肥措施对旱地农田产量可持续性及土壤有机碳库稳定性的影响 被引量：13

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作者 王晓娇 齐鹏 +4 位作者 蔡立群 陈晓龙 谢军红 甘慧炯 张仁陟 《草业学报》 CSCD 北大核心 2020年第10期58-69,共12页

阐明黄土高原旱作雨养农业区长期不同培肥措施下产量可持续性和有机碳库稳定性对经济和环境友好兼顾的培肥模式筛选具有重要意义。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的玉米农田长期定位试验,对比了不施肥(CK)、氮肥(NF)、有机肥(OM)... 阐明黄土高原旱作雨养农业区长期不同培肥措施下产量可持续性和有机碳库稳定性对经济和环境友好兼顾的培肥模式筛选具有重要意义。基于2012年设置在陇中黄土高原旱作区的玉米农田长期定位试验,对比了不施肥(CK)、氮肥(NF)、有机肥(OM)、秸秆(ST)、有机肥结合无机肥(OMNF)处理下产量稳定性、可持续性和土壤有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳、矿质结合态有机碳及碳库稳定性。研究结果表明:1)不同培肥措施下2014-2018年平均产量和水分利用效率具有显著差异(P<0.05),OMNF处理具有最高的平均产量、水分利用效率,分别比CK增加了42.75%、108.73%,同时OMNF处理产量稳定性(0.34)和可持续性指数(0.43)最佳,具有高的增产潜力。2)不同培肥处理均能显著提高不同层次有机碳含量(P<0.05),0~30 cm土层有机碳提高幅度为6.80%~18.81%,ST、OM、OMNF等有机物料添加处理均能显著提高各土层土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳(P<0.05),0~30 cm土层提高幅度分别为5.24%~57.05%、4.31%~20.69%、4.72%~25.17%、6.58%~7.95%。不同培肥处理土壤有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量则随土层加深而增加。3)不同培肥模式下土壤有机碳组分均以矿质结合态有机碳为优势组分(55.60%~67.51%),颗粒有机碳以闭蓄态颗粒有机碳为主要组分(19.14%~22.50%)。在0~10 cm各土层,OMNF、NF处理土壤碳库稳定性较高,ST、OM、OMNF处理能促进土壤碳库活性,其他土层变化规律不一致;随土层加深,ST、OM、OMNF处理的碳库稳定性提高。综合来看,OMNF措施可以增加作物产量,提升土壤活力,促进土壤固碳,是该区域玉米种植经济和环境友好兼顾的较好农业生产模式。 展开更多

关键词 作物产量 土壤有机碳 颗粒态有机碳 矿质结合态有机碳 旱作农田 培肥措施

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耕作措施对旱作农田土壤颗粒态有机碳的影响 被引量：33

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作者 武均 蔡立群 +2 位作者 张仁陟 齐鹏 张军 《中国生态农业学报》 CSCD 北大核心 2018年第5期728-736,共9页

为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄... 为了探明耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤有机碳的影响,以连续进行17年的不同耕作措施长期定位试验为研究对象,利用碘化钠重液分组法,探索了传统耕作(T)、传统耕作+秸秆还田(TS)、免耕(NT)、免耕+秸秆覆盖(NTS)4种耕作措施对陇中黄土高原旱作农田土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的影响。结果表明:土壤总有机碳含量随土层加深而降低,游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例均随土层加深而降低,而矿质结合态有机碳含量和占土壤总有机碳比例则随土层加深而增加。在0~40 cm各土层,各处理土壤颗粒态有机碳占总有机碳的比例(54.02%~76.78%)均高于矿质结合态有机碳占总有机碳的比例(31.78%~46.11%)。较之T处理,TS和NTS处理均不同程度提升土壤游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳的含量和占土壤总有机碳的比例,其中NTS处理的提升效果最显著,TS处理次之。虽然NT、TS、NTS处理可提升土壤矿质结合态有机碳含量,但T处理下的矿质结合态有机碳占总有机碳的比例高于NT、TS和NTS处理。耕作模式和秸秆添加模式均对土壤总有机碳、游离态颗粒有机碳、闭蓄态颗粒有机碳、颗粒态有机碳和矿质结合态有机碳的提升具有显著效应,但秸秆添加模式的效应高于耕作模式。同时,免耕模式仅对0~10 cm各土层土壤总有机碳的提升效应达到显著水平,对0~20 cm各土层土壤碳组分的提升效应均达显著水平,而添加秸秆对0~40 cm各土层土壤总有机碳和各组分均发挥着显著提升效应。综合来看,免耕配合秸秆还田可以提升土壤活力,促进土壤固碳,有利于该区构建环境友好型和可持续发展型农业生产模式。 展开更多

关键词 陇中黄土高原 旱作农田 秸秆还田 土壤总有机碳 颗粒态有机碳 矿质结合态有机碳

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增氮对青藏高原东缘典型高寒草甸土壤有机碳组成的影响 被引量：12

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作者 郑娇娇 方华军 +4 位作者 程淑兰 于贵瑞 张裴雷 徐敏杰 李英年 《生态学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第17期5363-5372,共10页

土壤有机碳动态是陆地生态系统碳平衡研究的关键环节,有关青藏高原高寒草甸土壤有机碳组成对大气氮沉降增加的响应研究至今尚未开展。基于中国科学院海北生态站的大气氮沉降模拟控制实验平台,于2010年5月、7月和9月中旬分别测定不同施... 土壤有机碳动态是陆地生态系统碳平衡研究的关键环节,有关青藏高原高寒草甸土壤有机碳组成对大气氮沉降增加的响应研究至今尚未开展。基于中国科学院海北生态站的大气氮沉降模拟控制实验平台,于2010年5月、7月和9月中旬分别测定不同施氮处理下0—10cm、10—20cm、20—30cm土壤中粗颗粒态有机碳(CPOC)、细颗粒态有机碳(FPOC)和矿质结合有机碳(MOC)含量,研究不同施氮类型(NH4Cl,(NH4)2SO4和KNO3)和施氮水平(0、10、20、40 kgN.hm-.2a-1)对土壤POC和MOC含量以及POC/MOC比值的影响。结果表明:青藏高原高寒草甸土壤POC积聚在土壤表层,占总土壤有机碳(SOC)含量的64%以上,稳定性较差。施氮水平显著改变了土壤CPOC、FPOC和MOC含量,而施氮类型的影响不显著。不同月份土壤POC和MOC含量对增氮的响应不同,反映了SOC组分对增氮响应的时间异质性。在生长季中期,施氮倾向于增加表层土壤POC含量,而在生长季初期和末期恰好相反。土壤MOC对增氮的响应不敏感。另外,施氮显著降低生长季初期表层土壤POC/MOC比例,SOC稳定性增加。表明,青藏高原高寒草甸土壤有机碳活性组分较高,未来大气氮沉降增加短期内即可降低活性有机碳含量,相应地改变了其组成和稳定性。 展开更多

关键词 大气氮沉降 颗粒态有机碳 矿质结合态有机碳 土壤有机质稳定性 高寒草甸

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