抗生素在土壤颗粒态有机质纳米尺度上空间分布的检测方法研究

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作者 谢寅雨 刘兴华 《山东农业科学》 北大核心 2024年第2期124-130,共7页

抗生素等新型污染物的环境污染与风险问题日益引起关注,土壤有机质对抗生素有重要的富集作用,传统方法无法定量检测抗生素在土壤颗粒态有机质(particulate organic matter,POM)上的空间分布是由于难以区分有机质和抗生素中的碳分布。为... 抗生素等新型污染物的环境污染与风险问题日益引起关注,土壤有机质对抗生素有重要的富集作用,传统方法无法定量检测抗生素在土壤颗粒态有机质(particulate organic matter,POM)上的空间分布是由于难以区分有机质和抗生素中的碳分布。为了解决这一难题,本试验采用纳米离子探针技术结合稳定性同位素技术建立了抗生素在POM纳米尺度上空间分布的检测方法。本方法用水做包埋剂制作POM超薄冷冻切片,用睫毛笔转移POM切片至亲水性硅片上,优化NanoSIMS测试条件,使用Image J和插件MIMI Image等进行图像数据处理。使用本方法对抗生素在黄河三角洲地区土壤POM中的空间分布进行了检测,得出在纳米尺度上分布在POM表面的抗生素占94%,内部扩散占6%。本试验建立的检测方法为探究土壤有机质中其他类型的有机污染物分布特征提供了方法学基础。 展开更多

关键词 抗生素 土壤颗粒态有机质 空间分布 纳米尺度 纳米离子探针

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再生水灌溉下紫色水稻土颗粒态有机质中重金属的富集特征 被引量：8

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作者 郑顺安 郑向群 +1 位作者 刘书田 姚秀荣 《水土保持学报》 CSCD 北大核心 2012年第2期246-250,共5页

颗粒态有机质(POM)属于活性较高的有机碳库,为了解在长期再生水灌溉条件下,灌区土壤POM是否会富集更多的重金属而对作物生长造成不利影响,研究比较6个不同灌溉年限(2,3,5,8,10,12年)的再生水灌溉区紫色水稻土中POM分布规律及重金属铜(Cu... 颗粒态有机质(POM)属于活性较高的有机碳库,为了解在长期再生水灌溉条件下,灌区土壤POM是否会富集更多的重金属而对作物生长造成不利影响,研究比较6个不同灌溉年限(2,3,5,8,10,12年)的再生水灌溉区紫色水稻土中POM分布规律及重金属铜(Cu)、铅(Pb)和镉(Cd)的富集特征,以探明再生水灌溉条件下POM中重金属的动态变化过程及影响因素。结果表明,灌区紫色水稻土中1～0.05mm是POM的主要分布粒级,该粒级POM所占比例超过78%,>1mm的POM所占比例较低。灌区紫色水稻土中POM对重金属有较明显的富集作用,对Cu、Pb和Cd的平均富集系数分别为6.58,5.78和4.03,富集的Cu、Pb和Cd分别占土壤重金属总量的8.22%,7.27%和7.65%。随着再生水灌溉年限的增长,灌区紫色水稻土的重金属含量未超出土壤重金属环境质量二级标准,土壤有机质含量显著提高,而POM中重金属的富集系数呈下降趋势。POM中重金属的富集系数与灌溉时间的关系可用Elovich方程表示。 展开更多

关键词 再生水 紫色水稻土 颗粒态有机质 重金属 富集

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土壤颗粒态有机质中铜和铅的结合特征 被引量：8

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作者 王丽平 郑顺安 章明奎 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2007年第6期667-670,共4页

为了解土壤颗粒态有机质(POM)中重金属的富集机理,采用化学试剂选择提取方法,把POM中铜和铅分为可交换态、络合态、有机质紧结合态和矿质态等4种形态.结果表明,与细土(<0.05 mm)相比,POM中铜和铅的有机质紧结合态、可交换态和络合态... 为了解土壤颗粒态有机质(POM)中重金属的富集机理,采用化学试剂选择提取方法,把POM中铜和铅分为可交换态、络合态、有机质紧结合态和矿质态等4种形态.结果表明,与细土(<0.05 mm)相比,POM中铜和铅的有机质紧结合态、可交换态和络合态比例较高;可交换态重金属比例随POM粒径减小而下降,络合态重金属比例却随POM粒径减小而增加.污染土壤中分离获得的POM有较高比例有机质紧结合态铜和铅,而人为添加的铜和铅在POM中主要向络合态和交换态转化.研究认为,污染土壤中有机质紧结合态重金属大多可能是经植物吸收进入土壤后分解残留所致;而POM中络合态和交换态重金属主要通过有机质与土壤重金属的交换和络合作用而富集. 展开更多

关键词 土壤颗粒态有机质 铜 铅 络合作用 富集机理

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重金属污染对土壤颗粒态有机质和添加植物材料矿化的影响 被引量：3

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作者 王丽平 郑顺安 章明奎 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2008年第3期303-308,共6页

为了解重金属污染对土壤中有机物质和添加植物材料矿化的影响,采用室内培养试验,研究不同重金属含量的植物残体进入不同程度重金属污染土壤后土壤颗粒态有机物质矿化、微生物生物量和颗粒态有机质的动态变化.结果表明,土壤和植物残体重... 为了解重金属污染对土壤中有机物质和添加植物材料矿化的影响,采用室内培养试验,研究不同重金属含量的植物残体进入不同程度重金属污染土壤后土壤颗粒态有机物质矿化、微生物生物量和颗粒态有机质的动态变化.结果表明,土壤和植物残体重金属污染都会减弱颗粒态有机物质和植物材料在土壤中的矿化速率,增加颗粒态有机质对微生物的抵抗能力和颗粒态有机质在土壤中的积累.在植物残体矿化过程中,土壤微生物生物量主要与土壤污染程度有关,随土壤重金属污染程度的增加而减少;当加入土壤的植物材料重金属含量较低时,中量重金属污染可在一定程度上增加土壤的呼吸强度;而土壤颗粒态有机质的积累均随土壤或植物残体中重金属的积累而增加,其中植物中重金属积累对其影响更为明显.重金属在土壤颗粒态有机质中的积累可能是土壤有机质稳定的重要原因之一. 展开更多

关键词 重金属污染 有机质稳定性 颗粒态有机质 矿化

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污染土壤颗粒态有机质镉锌富集特征及其解吸行为研究 被引量：5

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作者 马闯 王雨阳 +1 位作者 周通 吴龙华 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2022年第9期1892-1900,共9页

颗粒态有机质(POM)不仅是土壤活性有机质的重要组分,同时也是影响土壤中污染物迁移转化的重要因子,探明其镉(Cd)锌(Zn)富集特征及解吸行为,可深入了解土壤有机质与重金属的相互作用机制,为Cd、Zn污染土壤的修复提供科学理论。以我国西... 颗粒态有机质(POM)不仅是土壤活性有机质的重要组分,同时也是影响土壤中污染物迁移转化的重要因子,探明其镉(Cd)锌(Zn)富集特征及解吸行为,可深入了解土壤有机质与重金属的相互作用机制,为Cd、Zn污染土壤的修复提供科学理论。以我国西南某矿区周边重金属污染农田土壤为对象,利用物理分级技术从土壤中分离出2000—250μm和250—53μm的POM组分,并选择乙二胺四乙酸二钠盐(EDTA)作为提取剂分析POM中Cd、Zn的解吸动力学行为,结合红外光谱分析技术探究了EDTA提取前后POM中有机官能团变化。结果表明,POM对重金属Cd、Zn具有高度富集的特征,2000—53μm POM中Cd和Zn质量分数显著高于2000—53μm的矿物质组分和<53μm的有机-无机复合体,且土壤中26.61%—26.74%的Cd和13.71%—23.60%的Zn富集在2000—53μm POM中。EDTA提取24 h后,POM中Cd和Zn的提取率分别达75.74%和58.45%以上,表明POM中Cd、Zn有效性较高,其中Cd的解吸过程用Elovich方程的拟合效果最佳,Zn的解吸过程更适于双常数方程拟合。与EDTA提取前的POM比较,EDTA提取后2000—250μm POM和250—53μm POM中酯基(–COO−)等含C=O键的基团相对含量分别提高了11.81%—28.59%和5.77%—6.59%,而POM中C–H基团的相对数量未发生显著变化。综上,POM中丰富的有机功能性基团是其富集Cd、Zn的重要机制,其富集的Cd、Zn等重金属被充分提取后,可进一步改变POM中有机功能性基团的相对丰度,对深入探讨受污染土壤修复过程中有机质的转化与稳定性具有重要意义。 展开更多

关键词 土壤 重金属污染 颗粒态有机质 解吸动力学 功能性基团 有效性

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不同类型林地土壤颗粒态有机碳和黑碳的分布特征 被引量：22

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作者 王阳 章明奎 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2011年第2期193-202,共10页

为了解不同类型植被对森林土壤有机碳库及有机碳稳定性的影响,从浙江省泰顺县乌岩岭自然保护区采集6类自然植被(常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、针叶林、针阔混交林、灌草丛、毛竹)下的土壤剖面,分层分析土壤有机碳总量、颗粒态有机碳(POM... 为了解不同类型植被对森林土壤有机碳库及有机碳稳定性的影响,从浙江省泰顺县乌岩岭自然保护区采集6类自然植被(常绿阔叶林、常绿落叶阔叶林、针叶林、针阔混交林、灌草丛、毛竹)下的土壤剖面,分层分析土壤有机碳总量、颗粒态有机碳(POM-C)和黑碳碳库的分布特征,并与当地农业土壤进行比较.结果表明:1 m土体中有机碳总量由高至低分别为常绿阔叶林(53.95 kg·m-2)>常绿落叶阔叶林(52.87 kg·m-2)>灌草丛(39.22 kg·m-2)>针阔混交林(38.50 kg·m-2)>针叶林(29.57 kg·m-2)>毛竹(21.00 kg·m-2)>农地(15.68 kg·m-2);POM-C贮量由高至低也有相似的趋势;黑碳贮量由高至低依次为:常绿阔叶林(5.54 kg·m-2)、常绿落叶阔叶林(5.54 kg·m-2)>农地(4.22 kg·m-2)>灌草丛(3.68 kg·m-2)>针阔混交林(3.10 kg·m-2)>针叶林(2.60 kg·m-2)>毛竹(2.10 kg·m-2);农用地颗粒态有机碳占总碳的比例明显低于林地土壤,而黑碳占总碳的比例则明显高于林地,表明农用地土壤有机碳的稳定性明显高于森林土壤;当林地开垦转变为农用地后,POM-C优先比其他土壤有机碳分解和下降,而黑碳却有增加的趋势. 展开更多

关键词 自然保护区 森林土壤 碳库 颗粒态有机质 黑碳 分布特征

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黄河三角洲滩涂——湿地——旱地土壤团聚体有机质组分变化规律 被引量：23

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作者 刘兴华 章海波 +3 位作者 李远 代振飞 付传城 骆永明 《土壤学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期374-385,共12页

土壤团聚体有机质是具有生物、化学活性的土壤有机质组分,在土壤碳库周转过程中起重要作用。以黄河三角洲滨海土壤为研究对象,分析土壤团聚体有机质组分含量及稳定性碳同位素,探讨研究区由潮滩到内陆依次分布的无植被荒地、盐生植被湿... 土壤团聚体有机质是具有生物、化学活性的土壤有机质组分,在土壤碳库周转过程中起重要作用。以黄河三角洲滨海土壤为研究对象,分析土壤团聚体有机质组分含量及稳定性碳同位素,探讨研究区由潮滩到内陆依次分布的无植被荒地、盐生植被湿地和旱地土壤团聚体有机质分配特征、碳库稳定性及来源。结果表明:在无植被荒地—湿地—旱地过渡区,土壤有机质含量呈先增加后降低的趋势,且与大团聚体含量呈显著正相关关系。土壤团聚体有机质可以分为大(微)团聚体表面游离颗粒态有机质(f POM)、大(微)团聚体内部结合的颗粒态有机质(iPOM)和矿物结合态有机质(m SOM)。无植被荒地fPOM、iPOM(250～2 000μm)和mSOM的有机碳含量较低;随着盐生植被的生长,湿地土壤中此3种颗粒态有机质的有机碳含量明显增加,最高分别达到410.0 g·kg^(-1)、98.8g·kg^(-1)和18.8 g·kg^(-1);湿地过渡为旱地后,3种颗粒态有机质的含量逐渐趋于稳定。无植被荒地土壤颗粒态有机质(包含fPOM和iPOM)中有机碳的分配比均低于20%,盐生植被湿地中该组分分配比在41.8%～75.2%,而农业开垦后相同组分分配比均低于54%。不同土壤有机质组分的δ13C值呈fPOM<iPOM<mSOM,且具有盐生植被湿地<旱地<无植被荒地的趋势。综上,黄河三角洲无植被荒地土壤有机质总量较低,主要是以矿物结合态有机质为主的稳定碳库,且受海源有机碳影响较大;湿地植被的生长增加了有机质总量,但同时增加了活性碳库的相对比例,对环境条件的改变更为敏感;玉米和小麦耕作降低活性碳库的相对比例,增加了土壤库的稳定性。 展开更多

关键词 黄河三角洲 滨海土壤 土壤团聚体 颗粒态有机质 碳稳定性 碳源

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污染土壤中有机质和重金属互相作用的模拟研究 被引量：31

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作者 王浩 章明奎 《浙江大学学报（农业与生命科学版）》 CAS CSCD 北大核心 2009年第4期460-466,共7页

为了解污染土壤中有机质积累与重金属积累之间的相互影响,在供试土壤中添加不同等级的有机物料和重金属元素Pb与Cu,在培养条件下研究有机物对土壤重金属稳定性的影响及不同重金属添加量对土壤生物呼吸强度和有机质矿化的影响.结果表明,... 为了解污染土壤中有机质积累与重金属积累之间的相互影响,在供试土壤中添加不同等级的有机物料和重金属元素Pb与Cu,在培养条件下研究有机物对土壤重金属稳定性的影响及不同重金属添加量对土壤生物呼吸强度和有机质矿化的影响.结果表明,随着重金属添加量的增加,土壤微生物生物量和有机质矿化速率显著下降,添加的有机物料残留增加,促进了土壤有机碳的积累.同时,有机碳的积累又增加了土壤对重金属的吸附固定,增加了土壤中重金属的稳定性,降低了其淋溶性,有利于重金属在土壤中的积聚.分析结果表明,颗粒态有机质中重金属的富集是土壤有机质矿化减弱和重金属稳定性增加的主要原因.由此推断,污染土壤中重金属和有机质可通过形成重金属-颗粒态有机质复合体发生相互促进稳定或积聚的作用. 展开更多

关键词 土壤污染 有机质固定 重金属积累 颗粒态有机质 矿化

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有机物料添加磷素释放动态与土壤磷组分响应 被引量：5

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作者 卢志红 魏宗强 +2 位作者 杨敏琪 颜晓 吴建富 《江西农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第6期1582-1591,共10页

【目的】为农业生产中秸秆等的资源化利用及广辟磷源、磷素高效利用提供理论依据。【方法】通过不同物料(紫云英秸秆、油菜秸秆、400℃稻壳生物质炭、700℃稻壳生物质炭、无机磷肥)等磷量添加入土壤,进行18周恒温培养试验;采用土壤颗粒... 【目的】为农业生产中秸秆等的资源化利用及广辟磷源、磷素高效利用提供理论依据。【方法】通过不同物料(紫云英秸秆、油菜秸秆、400℃稻壳生物质炭、700℃稻壳生物质炭、无机磷肥)等磷量添加入土壤,进行18周恒温培养试验;采用土壤颗粒有机质分离法与修正的Hedley化学连续浸提法相结合,研究物料磷素释放动态与土壤磷素形态响应转化机制。【结果】(1)紫云英秸秆添加入土壤腐解后,有最高的磷素释放率,达95.4%;其次为700℃稻壳生物质炭,磷的释放率为77.3%;而400℃稻壳生物质炭与油菜秸秆,磷素释放不显著。(2)等磷量各物料添加对土壤无机磷的提升率由高到低顺序为:紫云英秸秆,700℃稻壳生物质炭,400℃稻壳生物质炭,油菜秸秆,无机磷肥;对土壤conHCl-Po组分的提升率顺序为:紫云英秸秆,油菜秸秆,400℃稻壳生物质炭,而700℃稻壳生物质炭添加与无机磷肥添加,对土壤有机磷组分均无影响;各物料添加对土壤Residual-P组分的提升率顺序为:700℃稻壳生物质炭,400℃稻壳生物质炭,紫云英秸秆,油菜秸秆,无机磷肥。(3)就土壤磷组分而言,外源磷的添加,均以提升土壤Residual-P组分为主,其提升率最高;土壤各无机磷组分中,外源有机物料添加均以HCl-Pi组分提升率最高,而等磷量无机磷肥添加,以Resin-Pi组分提升率最高,HCl-Pi组分次之。外源磷的添加能显著提升土壤磷素有效性;有机物料添加对土壤磷素有效性的提升效果均显著优于等磷量无机磷肥添加。【结论】农业生产中,相对于其他有机物料,紫云英等绿肥作物还田,在土壤磷素有效性及土壤供磷能力提升方面有明显优势。土壤颗粒有机质分离法用于分离土壤与秸秆腐解残余物以监测秸秆腐解动态,经试验验证及物料回收率数据来看,此法在技术上可行,但后续仍需更多的研究加以对比验证。 展开更多

关键词 秸秆 生物质炭 土壤培养 颗粒态有机质(POM) Hedley P组分

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太湖水体有机质荧光特征及其来源解析 被引量：13

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作者 吕伟伟 姚昕 张保华 《生态环境学报》 CSCD 北大核心 2018年第8期1512-1521,共10页

水体颗粒态(POM)和溶解态有机物(DOM)的形成、转化、归宿及其相伴随的营养盐再生过程在湖泊蓝藻水华暴发过程中扮演着非常重要的营养盐供给者的角色。为了检验POM和DOM荧光特征及其来源的差异性,分别于2014年8月和2015年2月在太湖采集了... 水体颗粒态(POM)和溶解态有机物(DOM)的形成、转化、归宿及其相伴随的营养盐再生过程在湖泊蓝藻水华暴发过程中扮演着非常重要的营养盐供给者的角色。为了检验POM和DOM荧光特征及其来源的差异性,分别于2014年8月和2015年2月在太湖采集了68(34×2)个样品,利用POM-DOM PARAFAC三维荧光模型及地统计学法对夏、冬季节POM和DOM的荧光特征及其来源进行解析,以期为湖泊富营养化的治理和蓝藻水华的控制提供基础资料。结果表明,夏、冬季节DOM均发现了4类荧光峰(T、D、A和C峰),而夏、冬季节POM荧光峰类型存在明显季节差异,夏季POM出现6类荧光峰(B、D、M、C、A和未知荧光峰U峰),冬季POM出现5类荧光峰(T、D、M、C和A峰);夏季POM类酪氨酸荧光峰D峰激发波长为300 nm,出现明显的"蓝移"现象,说明夏季POM类酪氨酸荧光物质的分子量、缩聚度和芳香度小于其他季节有机质。POM(C1p^C5p)和DOM(C1d^C5d)均存在5种荧光组分,分别是类色氨酸(C1和C2)、类腐殖质(C3和C4)及类酪氨酸(C5)。POM和DOM荧光组分特征存在明显的时空差异;夏季POM以组分C5为主,各荧光组分高值区均分布在竺山湾区域;冬季POM以组分C3为主,各荧光组分高值区均集中在湖心区;而夏、冬季节DOM均以类蛋白组分C2、C1和C5为主(相对含量C2d>C1d>C5d),各荧光组分高值区均分布在竺山湾区域;夏、冬季节太湖藻型湖区POM类色氨酸组分(C1和C2)较草型湖区多(t=2.003,P=0.040;t=3.465,P=0.002),而DOM类色氨酸组分在不同类型湖区所占比重并无显著差异(P>0.05)。综合POM和DOM的块金系数和荧光指数可知,冬季DOM整体表现出较强的自生源特征,夏季DOM、冬季POM、夏季POM均同时受内源和外源的双重影响,其中夏季POM受外源影响相对强烈。 展开更多

关键词 POM-DOM PARAFAC三维荧光模型 颗粒态有机质 溶解态有机质 荧光特征 来源

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石灰土易提取球囊霉素相关土壤蛋白的实验条件优化

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作者 蒋利 康志强 +3 位作者 梁月明 吴泽燕 涂纯 李强 《岩矿测试》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期582-591,共10页

在水-二氧化碳-碳酸盐岩-生物的相互作用下,全球形成8.24×10^(8)t C/a的岩溶碳汇,其中部分岩溶碳汇以土壤有机质的形式固存,进而在国家双碳目标中发挥重要作用。全球分布广泛的丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-re... 在水-二氧化碳-碳酸盐岩-生物的相互作用下,全球形成8.24×10^(8)t C/a的岩溶碳汇,其中部分岩溶碳汇以土壤有机质的形式固存,进而在国家双碳目标中发挥重要作用。全球分布广泛的丛枝菌根真菌分泌的球囊霉素相关土壤蛋白(Glomalin-related soil protein,GRSP)性质稳定、不易分解,是土壤有机质的重要组成部分。提取合格的GRSP是深入研究岩溶土壤有机碳汇的基础,然而以往研究因GRSP提取量不高、提取不充分、产物不专一等问题,以至其在有机质中发挥的作用机制无法深入开展研究,因此,提高GRSP提取量对于探究岩溶土壤有机质的形成和稳定机制具有重要意义。本文选取岩溶区黑色、棕色、黄色和红色四种石灰土,通过温度和时间正交实验,筛选出适用于岩溶土壤颗粒态有机质(POM)和矿物结合态有机质(MAOM)易提取球囊霉素相关土壤蛋白(EE-GRSP)的最佳提取条件。实验结果表明,POM和MAOM在123℃和80min条件下提取时,EE-GRSP提取量最高。应用于四类石灰土后,EE-GRSP增量范围为4.6%~34.2%。相较于全土,MAOM具有更高的稳定性与更强的有机碳保护能力。因此,随着温度和提取时间的提高,MAOM中的EE-GRSP得到更完全的释放,提取量显著提高。由此可见,EE-GRSP提取条件优化对深入研究岩溶土壤碳汇潜力及其稳定机制具有重要意义。 展开更多

关键词 易提取球囊霉素相关土壤蛋白 提取条件优化 颗粒态有机质 矿物结合态有机质

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量化退耕还林后土壤碳变化 被引量：49

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作者 王春梅 刘艳红 +1 位作者 邵彬 赵景刚 《北京林业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第3期112-119,共8页

为了评价退耕还长白落叶松对土壤碳的影响,该文以中国东北地区的敦化市为例,选择了7个退耕后演替的不同时间序列的长白落叶松样地,及其附近的250年生原始林作为土壤长期碳汇潜力的一个参照,通过采集矿质土壤样品,并测定生物量碳、凋落物... 为了评价退耕还长白落叶松对土壤碳的影响,该文以中国东北地区的敦化市为例,选择了7个退耕后演替的不同时间序列的长白落叶松样地,及其附近的250年生原始林作为土壤长期碳汇潜力的一个参照,通过采集矿质土壤样品,并测定生物量碳、凋落物碳,研究长白落叶松第1个轮伐期间土壤碳量和质的变化.结果表明,退耕后12年碳密度降低到最小量75.87 Mg/hm^2,然后逐渐恢复;在退耕21年的时候,土壤有机碳恢复到农田的水平,即84.28 Mg/hm^2.21年后土壤碳密度出现净积累.造林后33年,土壤碳的增加和减少与生物量碳的累积相比是比较小的,而长期来看（250年）,土壤碳库占整个生态系统碳库的63.4%.这种情况表明,肥沃的土壤退耕还林后,长期来看是一个可观的碳汇.颗粒态有机质是土壤有机质中对土地利用变化比较敏感的指标.在0-30 cm土层中,长白落叶松林地和原始林粗颗粒态有机质分别是耕地的2.7和3.4倍,颗粒态碳在土壤总碳中的分配比例是增加的,表明退耕还林后土壤质量在好转. 展开更多

关键词 退耕还林 碳汇 矿质土壤 颗粒态有机质 长白落叶松

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