典型草原土壤矿物结合态和颗粒态有机碳矿化差异

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作者 袁晨阳 杨仁敏 +2 位作者 傅子洹 陈世苹 晏智锋 《土壤学报》 北大核心 2025年第5期1482-1494,共13页

草原土壤有机质矿化对温度和水分的响应对于评估草原土壤对未来气候变化的作用具有重要意义。本研究通过分离矿物结合态有机质(Mineral-associated organic matter,MAOM)和颗粒态有机质(Particulate organic matter,POM),并设置5种不同... 草原土壤有机质矿化对温度和水分的响应对于评估草原土壤对未来气候变化的作用具有重要意义。本研究通过分离矿物结合态有机质(Mineral-associated organic matter,MAOM)和颗粒态有机质(Particulate organic matter,POM),并设置5种不同温度和水分条件进行培养试验,以确定其在不同条件下的矿化差异。结果表明,在最适条件(25℃,50%土壤持水量(Soil water holding capacity,WHC))下,全土180 d内CO_(2)累积排放量为2688 mg·kg^(-1)。两种碳库的矿化速率均随温度的升高而显著增加,而随土壤水分含量无显著变化。对于CO_(2)累积排放量,以单位土壤质量计时,MAOM远大于POM;而以单位有机碳计,POM远大于MAOM。同时,不同条件下两种碳库的CO_(2)累积排放量差异显著,表明控制两种碳库矿化的机制存在差异。此外,MAOM的CO_(2)排放速率与可溶性有机碳(Dissolved organic carbon,DOC)、碳氮比(C︰N)呈极显著相关,且MAOM中土壤微生物生物量碳(Microbial biomass carbon,MBC)与温度呈显著负相关。全土及两种碳库土壤有机碳含量在短时间内均变化不显著。本研究通过量化不同碳库在不同条件下的矿化速率,为理解土壤碳库周转、完善土壤碳库模型提供了基础数据,有助于更准确地估算和预测全球变化背景下土壤CO_(2)排放变化。 展开更多

关键词 草原土壤 矿物结合态有机碳 颗粒态有机碳 有机碳矿化 气候变化

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初级生产力主导了辽河水系颗粒态有机碳的来源

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作者 陈崇昊 吕纪轩 +3 位作者 王诗珉 何炽鹏 汪亚平 高建华 《海洋地质与第四纪地质》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期107-118,共12页

作为关键陆源物质,河流颗粒态有机碳(POC)的来源、输运及入海通量是当前关注的热点问题。然而,受水库等人类活动影响,河流颗粒碳的组分正在发生变化,这势必给陆地和海洋间碳的源汇过程和生物地球化学循环机制带来深刻影响。围绕上述问题... 作为关键陆源物质,河流颗粒态有机碳(POC)的来源、输运及入海通量是当前关注的热点问题。然而,受水库等人类活动影响,河流颗粒碳的组分正在发生变化,这势必给陆地和海洋间碳的源汇过程和生物地球化学循环机制带来深刻影响。围绕上述问题,以辽河水系为研究区,于2023年7月沿河采集14个样品,将生物地球化学指标分析与最新的基因检测技术相结合,分析了POC含量和来源在流域内的变化规律,探讨了初级生产力主导辽河水系POC来源的可能机制,对比和总结了中国典型河流POC来源改变的共同趋势。研究结果显示,初级生产力是当前辽河水系POC的最主要来源,其中共球藻纲和蓝藻门生物是最主要贡献者;动物可能也是POC的重要来源,未来在分析POC来源时需加以重视;水库拦蓄效应可改变河流浮游生物的组成,进而对河流POC的来源产生重要影响;长江、黄河、珠江以及台湾地区和海南岛的诸多河流POC的浮游生物来源比例也在显著增加。上述趋势性变化,可能导致POC在流域-河口-陆架间的源汇格局发生剧烈变化,需要持续关注。 展开更多

关键词 河流颗粒态有机碳 水库 初级生产力 辽河

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黑土颗粒态有机碳与矿物结合态有机碳的变化研究 被引量：34

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作者 梁爱珍 张晓平 +4 位作者 杨学明 申艳 时秀焕 范如芹 方华军 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2010年第1期153-158,共6页

关键词 黑土 有机碳 颗粒态有机碳 团聚体结合碳 矿物结合态有机碳

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长期不同施肥对太湖地区黄泥土总有机碳及颗粒态有机碳含量及深度分布的影响 被引量：73

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作者 周萍 张旭辉 潘根兴 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2006年第6期765-771,共7页

研究了长期不同施肥处理(化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥)下,水稻土总有机碳和颗粒态有机碳的深度变化。结果表明,总有机碳(TOC)和颗粒态有机碳(POC)的深度分布都符合幂函数方程(Y=aX-b);不同的施肥处理主要影响耕... 研究了长期不同施肥处理(化肥与秸秆配施、化肥与猪粪配施、单施化肥和不施肥)下,水稻土总有机碳和颗粒态有机碳的深度变化。结果表明,总有机碳(TOC)和颗粒态有机碳(POC)的深度分布都符合幂函数方程(Y=aX-b);不同的施肥处理主要影响耕层土壤的TOC和POC含量,POC分配比例在土壤深度上也有差异。其中,化肥与猪粪配施处理,由于有机物质的输入其TOC和POC含量显著高于其它3种处理;不施肥处理的POC含量显著高于单施化肥和秸秆配施化肥。并且,没有观察到耕层POC含量与不同小区的作物平均产量间的显著线性关系,这意味着土壤POC仅从含量来说,与作物生物量的输入并没有直接关系。而可能与施肥中的直接输入有较大关系。同时,POC含量与大团聚体颗粒组含量间的相关性不显著,说明不同施肥处理下POC的结构和性质可能发生了变异,导致其对大团聚体颗粒组形成及其稳定性的作用存在差异。可见,不同的施肥处理并没有改变TOC和POC的深度分布格局,只是改变了它们在耕层土壤的含量以及POC的分配比例。不同施肥处理下POC的结构性质及其稳定性的变化还有待于进一步的研究。 展开更多

关键词 水稻土 有机碳 颗粒态有机碳 长期施肥

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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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利用方式对紫色水稻土有机碳与颗粒态有机碳的影响 被引量：18

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作者 黄雪夏 唐晓红 +1 位作者 魏朝富 谢德体 《生态环境》 CSCD 北大核心 2007年第4期1277-1281,共5页

土壤是陆地生态系统中重要的动态碳库,其微小的变化可能带来对全球大气CO2浓度的较大变化。颗粒态有机碳在土壤中周转速度较快,比土壤总有机碳更易受土地利用方式的影响,对于评价土地利用变化对土壤碳固定过程影响具有重要意义。采集不... 土壤是陆地生态系统中重要的动态碳库,其微小的变化可能带来对全球大气CO2浓度的较大变化。颗粒态有机碳在土壤中周转速度较快,比土壤总有机碳更易受土地利用方式的影响,对于评价土地利用变化对土壤碳固定过程影响具有重要意义。采集不同的耕作、轮作和施肥处理的14年28茬的紫色土长期试验土壤,分析有机碳与颗粒态有机碳含量在土壤及不同深度分布特点,结果表明:长期垄作免耕并实行水稻(Oryza sativa)油菜(Brassica)轮作的利用方式下,0～10cm土层土壤有机碳与颗粒态有机碳含量明显高于其他利用方式下,而稻油水旱轮作平作利用方式下最低。整个耕层0～30cm深度的土壤有机碳含量介于8.92～29.98g·kg-1之间,颗粒态有机碳含量变幅为0.54～3.43g·kg-1之间,且存在随深度递增而降低的趋势。土壤有机碳与颗粒态有机碳都可用作评价利用方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但颗粒有机碳对于管理措施的响应更为敏感。从总有机碳与颗粒有机碳的关系来看,不同管理下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关。垄作免耕(稻油)的利用方式最有利于有机碳的保护和稳定。 展开更多

关键词 利用方式 紫色水稻土 总有机碳 颗粒态有机碳

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耕作方式对紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响 被引量：6

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作者 陈璐豪 江长胜 +1 位作者 吴艳 袁雪 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2011年第4期197-201,共5页

为研究耕作方式对西南地区紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响,以1989年设立的位于西南大学农场的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究在冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、... 为研究耕作方式对西南地区紫色水稻土总有机碳及颗粒态有机碳的影响,以1989年设立的位于西南大学农场的农业部重庆紫色土生态环境重点野外科学观测试验站内的长期免耕试验田为对象,研究在冬水田平作(DP)、水旱轮作(SH)、垄作免耕(LM)、厢作免耕(XM)和垄作翻耕(LF)5种不同耕作方式下,土壤中总有机碳(TOC)含量、颗粒态有机碳(POC)含量、颗粒态土壤质量分数和颗粒态有机碳分配比在土壤中的分布特点。结果表明,不同的耕作方式主要对表层土壤的TOC、POC分布产生显著影响,其中LM对提高积累TOC和POC贡献最大;0-60 cm土层TOC含量变化范围为7.10～34.45 g/kg,颗粒态土壤质量分数所占比例为30.38%～45.65%,POC含量为1.31～19.39 g/kg,各数值基本变化趋势都是随土壤深度的增加而减小。TOC与POC都可作为评价耕作方式影响紫色水稻土土壤质量变化与固碳能力的有效指标,但相同耕作制度下POC变化幅度更大,对其响应也更为敏感。从TOC和POC的关系来看,不同耕作制度下有机碳的增加与土壤物理保护能力的提高有关,免耕方式有利于有机碳以及颗粒态有机碳的保护和稳定。 展开更多

关键词 耕作方式 紫色水稻土 总有机碳 颗粒态有机碳

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干热河谷不同林地土壤有机碳和颗粒态有机碳的含量比较 被引量：3

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作者 彭辉 杨艳鲜 +4 位作者 潘志贤 纪中华 方海东 岳学文 钱坤建 《安徽农业科学》 CAS 北大核心 2010年第23期12506-12508,共3页

[目的]研究元谋干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳在0～40cm分布情况,为干热河谷土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以自然草坡(车桑子+扭黄茅)作为对照(CK)研究银合欢人工林、余甘子+罗望子人工林、罗望子人工林土壤有机... [目的]研究元谋干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳在0～40cm分布情况,为干热河谷土壤有机碳库的科学管理提供参考。[方法]以自然草坡(车桑子+扭黄茅)作为对照(CK)研究银合欢人工林、余甘子+罗望子人工林、罗望子人工林土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量变化。林地小区面积为20m×30m,按照蛇形取样方法每个林地随机取4个点,深度为0～40cm,每10cm一层,共4层,每层3个重复。[结果]研究表明,3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳含量均较低,各林地有机碳和颗粒态有机碳分布均以0～10cm为最高。有机碳和颗粒态有机碳含量最高的是罗望子林,分别达到7.7175和2.9967g/kg;最低是自然草坡,分别为3.0783和1.5950g/kg。通过对3种林地土壤有机碳含量和颗粒态有机碳含量的欧式距离比较发现,有机碳自然草坡和银合欢林相似,颗粒态有机碳自然草坡和银合欢林、罗望子林相似。[结论]干热河谷3种林地土壤有机碳和颗粒态有机碳总体含量偏低,土壤退化严重。 展开更多

关键词 干热河谷 有机碳 颗粒态有机碳 欧式距离

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不同覆盖处理下西南亚高山森林土壤颗粒态有机碳的季节动态 被引量：1

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作者 刘帅 陈玥希 孙辉 《四川农业大学学报》 CSCD 北大核心 2014年第1期11-17,共7页

[目的]研究不同覆盖处理对西南亚高山森林土壤颗粒态有机碳动态的影响.[方法]利用均质化重装土柱在凋落物和积雪不同的土表覆盖处理下（裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪LS）进行原位培养,在不同时间采集原位培养土... [目的]研究不同覆盖处理对西南亚高山森林土壤颗粒态有机碳动态的影响.[方法]利用均质化重装土柱在凋落物和积雪不同的土表覆盖处理下（裸土除雪BNS、裸土覆雪BS、凋落物除雪LNS、凋落物覆雪LS）进行原位培养,在不同时间采集原位培养土柱,分别测定0～10 cm和10～20 cm深度土壤颗粒态有机碳（Particulate organiccarbon,POC）含量.[结果]不同处理下土壤表层（0～10 cm）与表下层（10～20 cm） POC含量在短期内均具有一定的稳定性,但低温季节和非冻融季节含量变化显著;各处理下POC在低温季节中期高于前期和末期;效应分析显示,采样时间（温度）对POC含量影响显著,而凋落物和积雪覆盖对土壤POC含量影响不显著,但各种采样时间（温度）、覆盖和土壤深度等因素对土壤POC动态有交互作用.[结论]亚高山土壤POC主要是在低温季节前期和中期形成和积累,在非冻融季节消耗,温度因素比土表覆盖更显著影响土壤POC的季节动态.气温升高将导致高海拔土壤低温季节缩短和非冻融季节延长,可能促进高海拔土壤有机碳库中积累的大量POC消耗,使高海拔土壤成为一个潜在的碳源. 展开更多

关键词 亚高山森林土壤 颗粒态有机碳(POC) 低温季节 全球变暖

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乌江流域颗粒态有机碳的时空分布特征 被引量：1

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作者 张金华 黄佳琦 +2 位作者 林昕 汪福顺 马静 《上海大学学报（自然科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2021年第2期250-259,共10页

以乌江为研究对象,采集了乌江干流7座大型水库及猫跳河支流红枫水库的表层水体悬浮颗粒物(total suspended matter,TSM)样品,测定了其表层颗粒态有机碳(particulate organic carbon,POC)和稳定碳同位素(δ13C),并以木质素作为陆源有机... 以乌江为研究对象,采集了乌江干流7座大型水库及猫跳河支流红枫水库的表层水体悬浮颗粒物(total suspended matter,TSM)样品,测定了其表层颗粒态有机碳(particulate organic carbon,POC)和稳定碳同位素(δ13C),并以木质素作为陆源有机质的生物标志物,分析了乌江流域水库有机碳的空间和季节分布特征.结果表明:表层水体TSM质量浓度受季节影响显著,呈现出春夏季高于秋冬季的趋势;POC和木质素含量(∑8和Λ8)差异受季节影响较大,其中秋冬季上游POC含量显著高于下游,体现出梯级筑坝拦截效应;∑8与Λ8呈显著线性相关,都表现出明显的秋冬季高丁春夏季的趋势.表层水体TSM的δ13C值明显偏负,可能是由于陆源植物碎屑和淡水浮游生物更容易存在于表层水体.木质素参数信息反映出流域内的优势植被种群为被了植物,TSM样品的陆源有机质是由多种类型植物共同混合、降解、运输至河流的.TSM样品的降解水平不高,7月、10月个别采样点出现了较高的降解水平. 展开更多

关键词 乌江流域 颗粒态有机碳 水库 时空分布 木质素 梯级筑坝

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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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中国陆地生态系统土壤有机碳及其组分对模拟氮沉降的响应

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作者 杨行 刘梦洁 +1 位作者 张睿博 王昭生 《北京林业大学学报》 北大核心 2025年第11期68-76,共9页

【目的】中国陆地生态系统作为全球碳循环的关键组成部分,其碳汇功能对维持区域碳平衡具有重要意义。然而,在氮沉降持续加剧的背景下,土壤有机碳(SOC)及其组分对氮沉降的响应机制尚未达成明确共识。【方法】本研究基于Meta分析方法,整... 【目的】中国陆地生态系统作为全球碳循环的关键组成部分,其碳汇功能对维持区域碳平衡具有重要意义。然而,在氮沉降持续加剧的背景下,土壤有机碳(SOC)及其组分对氮沉降的响应机制尚未达成明确共识。【方法】本研究基于Meta分析方法,整合中国陆地生态系统38项模拟氮沉降(氮添加)试验,包括141组颗粒态有机碳(POC)和99组矿物结合态有机碳(MAOC)观测数据,系统分析氮沉降对SOC及其组分的影响。【结果】与对照处理相比,模拟氮沉降显著提高了SOC含量(5.18%)和POC含量(12.91%),但对MAOC含量无显著影响。这种分异特征主要源于POC和MAOC在形成机制和稳定性上的差异。进一步分析表明:模拟氮沉降对SOC的促进作用在森林生态系统、高氮添加量(>100 kg/(hm^(2)·a))、无机氮肥施用以及短期施肥(<5年)条件下更为显著,而对POC的促进作用则在农田生态系统、高氮添加量(> 100 kg/(hm^(2)·a))、有机氮肥施用和短期施肥(<5年)条件下更为显著。值得注意的是,MAOC含量在所有处理条件下均未呈现显著变化。【结论】本研究揭示了氮沉降促进中国陆地生态系统SOC积累,同时改变了SOC的组分。研究表明,评估氮沉降对SOC库的影响需综合考虑生态系统类型、土壤基质属性及氮添加强度和持续时间等多个因子的协同作用。研究结果为氮沉降对中国陆地生态系统有机碳库及其功能的影响提供了新的见解,这有助于准确预测土壤有机碳动态对未来大气氮沉降的反馈作用,为制定差异化固碳减排方案提供了数据支持。 展开更多

关键词 氮沉降 氮添加 全球碳循环 土壤有机碳动态 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 Meta分析

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施用猪粪生物炭对酸性和石灰性水稻土颗粒态和矿物结合态有机碳含量及化学结构的影响 被引量：5

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作者 袁梦婷 李子川 +6 位作者 孟俊 张敏 叶郑豪 单胜道 胡敏骏 徐君 柴彦君 《植物营养与肥料学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期441-456,共16页

[目的]土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳库的主要组成,了解施用生物炭对其含量变化及其在土壤总有机碳中的占比和化学组成特征,对认识土壤有机碳动态变化具有重要意义。[方法]于2019年,分别在杭州市富阳区的... [目的]土壤颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC)是土壤有机碳库的主要组成,了解施用生物炭对其含量变化及其在土壤总有机碳中的占比和化学组成特征,对认识土壤有机碳动态变化具有重要意义。[方法]于2019年,分别在杭州市富阳区的酸性和石灰性水稻土上进行猪粪生物炭施用量和方法定位试验,种植制度为单季水稻。试验设置6个处理:常规施化肥(NPK),NPK基础上施用猪粪4.5 t/(hm^(2)·a)(SM),NPK基础上施用猪粪生物炭4.5 t/(hm^(2)·a)(SBc1)、11.25 t/(hm^(2)·a)(SBc2)、22.5 t/(hm^(2)·a)(SBc3),以及猪粪生物炭一次性施用112.5 t/hm^(2)(SBc4)。2021年(第3年)水稻收获后,采集0-20 cm耕层土壤样品,分析其基本理化性质,并将土壤样品分为250~2000μm(粗颗粒态有机物),53~250μm(细颗粒态有机物)和<53μm(矿物结合态有机物)3个粒级,分析各粒级土壤中有机碳含量以及占比,并采用傅里叶红外光谱仪分析了各粒级土壤有机碳的特征光谱,以特征光谱峰值半定量性的评估了有机碳组成的变化。[结果]与SM处理相比,酸性水稻土中SBc3、SBc4处理土壤有机碳含量分别显著增加了49.4%和103.3%,石灰性水稻土中土壤有机碳含量分别增加了42.2%和53.0%。与SM处理相比,4个猪粪生物炭处理显著增加了酸性水稻土粗颗粒态有机碳(C-POC)含量137.8%~554.1%,细颗粒态有机碳(F-POC)含量37.6%~85.2%(P<0.05);SBc3和SBc4处理分别显著增加了石灰性水稻土中C-POC含量110.0%和203.0%,F-POC含量54.8%和96.0%(P<0.05);与SM处理相比,4个猪粪生物炭处理对两种水稻土MAOC含量的影响均不显著(P>0.05)。傅里叶红外光谱特征测定结果表明,施用猪粪和猪粪生物炭对两种水稻土各粒级中主要有机化合物的类型无显著影响,但会影响其比例,与NPK处理相比,SBc3和SBc4处理分别显著增加了酸性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例19.5%和38.0%,降低了酚醇碳族化合物的比例7.8%和17.9%,显著降低了石灰性水稻土有机碳中芳香族化合物的比例21.0%和19.1%,增加了酚醇族化合物的比例19.1%和33.2%(P<0.05)。[结论]对于较高的猪粪生物炭施用量,不论一次性施用还是逐年施用均可显著增加水稻土总有机碳含量,且粗颗粒有机碳增加幅度大于细颗粒,而对矿物结合态有机碳含量无显著影响。施用猪粪生物炭对土壤有机碳主要组成有机化合物无显著影响,但会增加酸性水稻土有机碳的稳定性,而降低石灰性水稻土有机碳的稳定性。相同施用量下,猪粪生物炭提高酸性水稻土有机碳含量的作用高于石灰性水稻土。本试验结果可为猪粪生物炭在农田的科学应用提供技术支撑和理论依据。 展开更多

关键词 猪粪生物炭 水稻土 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 分子结构

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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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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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重金属污染的稻田土中总有机碳和颗粒态碳的变化 被引量：8

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作者 郑晓茶 夏北成 +2 位作者 林小方 许超 赵鹏 《中国环境科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第3期369-373,共5页

从广东大宝山矿区横石河下游受重金属污染的水稻田采集6个土壤剖面样品,研究了土壤中总有机碳(TOC)、颗粒态有机碳(POC)和POC/TOC比率的垂直分布特征,并探讨不同污染程度对土壤有机碳含量及稳定性的影响.结果表明,与轻度污染和中度污染... 从广东大宝山矿区横石河下游受重金属污染的水稻田采集6个土壤剖面样品,研究了土壤中总有机碳(TOC)、颗粒态有机碳(POC)和POC/TOC比率的垂直分布特征,并探讨不同污染程度对土壤有机碳含量及稳定性的影响.结果表明,与轻度污染和中度污染采样点相比,在重度污染的各土层中,TOC含量显著下降,其垂直分布有显著改变.POC含量在不同土层间的变化与TOC表现出相似的规律,但差异更显著.重金属污染会影响土壤有机碳不同组分在土壤剖面上的垂直分布特征及分配比例,从而影响土壤有机碳的稳定性和可利用性.中度重金属污染使POC含量显著增高,土壤有机碳变得易于分解和损失;重度污染使TOC含量显著降低,不利于土壤有机碳的固定和积累.不同重金属对土壤有机碳稳定性的影响不同,Pb表现出与Cu、Cd的拮抗作用,Pb使有机碳稳定性增加;而Cu和Cd则相反.但多种重金属联合效应使土壤有机碳稳定性呈降低趋势. 展开更多

关键词 重金属污染 水稻土 有机碳 稳定性 颗粒态有机碳

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古尔班通古特沙漠生物土壤结皮土壤有机碳组分含量垂直分布特征及其影响因素

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作者 杜蕃 杨军刚 +7 位作者 郭星 陆永兴 陶冶 尹本丰 荣晓莹 李永刚 张元明 周晓兵 《生态学报》 北大核心 2025年第21期10720-10731,共12页

生物土壤结皮作为荒漠生态系统的重要组成部分,对碳氮循环发挥着至关重要的作用。生物土壤结皮能通过影响颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC),有效调控土壤有机碳(SOC)的固存与周转过程。目前关于生物土壤结皮POC和MAOC含量的... 生物土壤结皮作为荒漠生态系统的重要组成部分,对碳氮循环发挥着至关重要的作用。生物土壤结皮能通过影响颗粒态有机碳(POC)和矿物结合态有机碳(MAOC),有效调控土壤有机碳(SOC)的固存与周转过程。目前关于生物土壤结皮POC和MAOC含量的研究主要集中于土壤表层,为探究不同类型生物土壤结皮覆盖下POC和MAOC含量的垂直变化特征及其影响因素,以古尔班通古特沙漠的藻和藓类结皮为研究对象,以裸沙为对照,测定结皮层及结皮下(0—2、2—5、5—10、10—20、20—30、30—50、50—70 cm及70—100 cm)土层的SOC、POC和MAOC含量,结合土壤理化性质数据,进行相关分析。结果表明:(1)藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量随土层深度的增加而降低,其中,藻和藓类的POC含量由结皮层3.24 g/kg和6.04 g/kg降至70—100 cm土层的1.93 g/kg和2.11 g/kg;(2)生物土壤结皮覆盖显著增加了0—5 cm土层SOC、POC及MAOC含量,其对MAOC含量的影响高于POC,其中藓类结皮使得0—2 cm和2—5 cm土层MAOC含量分别增加了177.4%和165.62%。然而,藻和藓类结皮SOC、POC及MAOC含量仅在结皮层之间差异显著,在其他土层间无显著差异;(3)相较于裸沙,藻和藓类结皮的覆盖显著提高了0—30 cm土层SOC的稳定性,且随着土层深度的增加,其SOC稳定性降低,裸沙则呈波动变化;(4)相关性分析表明,SOC组分含量主要受土壤养分影响,其中土壤氮和磷与生物土壤结皮POC和MAOC含量呈显著正相关关系;此外,土壤pH与其则呈显著负相关关系。明确了不同类型生物土壤结皮SOC及其组分含量的垂直分布格局和影响因素,揭示了生物土壤结皮在荒漠生态系统碳循环中的关键作用,为深入理解荒漠生态系统的碳动态提供了重要依据。 展开更多

关键词 生物土壤结皮 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 垂直分布 土壤理化性质

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凋落物性质和土壤理化过程对山地森林土壤有机碳的稳定作用

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作者 梁誉正 陶贞 +5 位作者 吴迪 钟庆祥 贺一聪 高全洲 林培松 张豫 《生态学报》 北大核心 2025年第15期7220-7232,共13页

土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的稳定对于降低大气CO_(2)浓度和减缓气候变化至关重要。目前关于SOC稳定和积累机制研究仍存在不确定性。选择位于我国南海之滨的莲花山北段气候、母质相似的不同植物群落表层(0-10 cm)土壤作为研... 土壤有机碳(Soil Organic Carbon,SOC)的稳定对于降低大气CO_(2)浓度和减缓气候变化至关重要。目前关于SOC稳定和积累机制研究仍存在不确定性。选择位于我国南海之滨的莲花山北段气候、母质相似的不同植物群落表层(0-10 cm)土壤作为研究对象,运用化学计量学、^(13)C稳定同位素技术和Mantel test相关性分析,探讨湿热季风区山地森林生态系统生物过程、物理-化学过程对SOC稳定的作用。研究发现,(1)研究区表层SOC比较稳定,其中稳定的微团聚体有机碳和矿物结合态有机碳占SOC含量的比例高达65.68%;SOC累积效率较高(平均为0.79);颗粒态有机碳是SOC的主要组成组分(占SOC的80.74%)。(2)研究区表层土壤颗粒态有机碳的稳定取决于难降解的低质量凋落物的输入和较高比例(59.37%)的稳定微团聚体有机碳的组成。(3)SOC与Fe_(2)O_(3)、Al_(2)O_(3)显著正相关(P<0.01),揭示土壤铁、铝氧化物形成的有机-无机矿物复合物的物理化学保护也是研究区SOC稳定的机制之一。随着土壤矿物化学风化过程的持续进行,研究区表层土壤仍具有持续积累和稳定SOC的潜力。研究可为湿热地区土壤碳汇机制研究和我国实现"碳中和"目标提供基础数据。 展开更多

关键词 土壤有机质 颗粒态有机碳 微团聚体有机碳 累积效率 凋落物质量

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退化高寒草甸土壤有机碳组分变化与增汇潜力研究

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作者 冉健民 宋小艳 +1 位作者 王丹 王长庭 《草业学报》 北大核心 2025年第9期38-52,共15页

为探究青藏高原退化高寒草甸土壤有机碳(SOC)组分变化以及各退化程度碳增汇潜力,本研究采用国际推荐的将SOC分组为颗粒态有机碳(POC)与矿物结合态有机碳(MAOC)的物理分组方法,分析了不同退化程度[未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD... 为探究青藏高原退化高寒草甸土壤有机碳(SOC)组分变化以及各退化程度碳增汇潜力,本研究采用国际推荐的将SOC分组为颗粒态有机碳(POC)与矿物结合态有机碳(MAOC)的物理分组方法,分析了不同退化程度[未退化(ND)、轻度退化(LD)、中度退化(MD)、重度退化(HD)]下高寒草甸土壤有机碳组分变化特征与退化高寒草甸恢复增汇潜力,并探究其关键影响因子。结果显示:1)轻度、中度和重度退化导致高寒草甸0~30 cm土壤有机碳分别降低24.54%、34.45%和34.81%,其中0~10 cm与10~20 cm土层受退化影响显著(P<0.05)。退化使高寒草甸0~30 cm土壤POC降低43.47%~56.01%,MAOC降低17.61%~31.20%,POC是SOC流失的主要组分。2)随机森林分析结果显示土壤全氮(TN)、容重(BD)、pH是土壤有机碳及其组分变化的主要影响因子,其中土壤TN对土壤有机碳及其组分的影响最关键(P<0.01)。相关性分析结果显示SOC、POC和MAOC分别与TN呈正相关,与BD、pH呈负相关。3)研究估算,轻度、中度和重度退化高寒草甸恢复的土壤(0~30 cm)碳增汇潜力分别为1.97、2.78和2.86 kg·m^(-2)。就土层来看,表层(0~10 cm)占总增汇量的54.93%,是该区域高寒草甸碳增汇潜力的核心土层。研究结果可为退化高寒草甸恢复提供理论依据,同时为青藏高原草地生态系统碳增汇提供科学支撑。 展开更多

关键词 草地退化 土壤有机碳 颗粒态有机碳 矿物结合态有机碳 土壤碳增汇潜力

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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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