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氮添加对内蒙古温带草原土壤活性有机碳的影响

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植物生态学报 2024年第2期48卷 229-241页

作者：颜辰亦龚吉蕊张斯琦张魏圆董学德胡宇霞杨贵森北京师范大学地表过程与资源生态国家重点实验室北京师范大学地理科学学部北京100875

日益加剧的氮沉降不断影响着草地生态系统碳循环过程及碳汇功能,活性有机碳能够指示土壤碳库变化,探究氮添加对草地中土壤活性有机碳组分的影响对正确认识碳循环过程并制定合理有效的生态系统管理措施具有重要意义。该研究以内蒙古温带... 详细信息

日益加剧的氮沉降不断影响着草地生态系统碳循环过程及碳汇功能,活性有机碳能够指示土壤碳库变化,探究氮添加对草地中土壤活性有机碳组分的影响对正确认识碳循环过程并制定合理有效的生态系统管理措施具有重要意义。该研究以内蒙古温带典型草原为研究对象,设置5个不同氮添加处理,探讨不同氮添加水平下温带典型草原土壤活性有机碳组分含量的变化特征及影响因子。结果表明:氮添加减少了可溶性有机碳(DOC)、微生物生物量碳(MBC)和易氧化有机碳(EOC)含量,且DOC、MBC、EOC含量均随着土壤深度的增加而减少。5 g·m^(–2)·a^(–1)氮添加处理显著促进了活性有机碳组分的分解。氮添加对土壤活性有机碳组分的影响受生物因子(微生物生物量、胞外酶活性等)和非生物因子(土壤理化性质、团聚体稳定性等)共同调控。氮添加降低了土壤密度,提高了大团聚体平均质量直径和占比,增大了有机质与底物的接触面积,促进了活性有机碳分解,减少了DOC和EOC含量。氮添加抑制多酚氧化酶和过氧化物酶活性,减少了难分解有机质的分解,降低了EOC和MBC含量。此外,氮添加提高了β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶活性,促进了微生物对DOC的利用,降低了DOC含量。以上结果表明,氮添加处理通过改变土壤理化性质和微生物胞外酶的分泌影响活性有机碳的分解过程,促进温带典型草原土壤碳释放,为今后进一步探究养分添加下草地土壤碳动态提供了理论依据。

关键词：氮添加活性有机碳土壤团聚体生物因子理化性质

退耕还草对土壤碳库活度及团聚体活性有机碳组分分布的影响

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水土保持研究 2023年第5期30卷 241-249页

作者：李映雪臧真凤张瑜王怡楠赵巍西北农林科技大学草业与草原学院陕西杨凌712100 西北农林科技大学黄土高原土壤侵蚀与旱地农业国家重点实验室陕西杨凌712100 中国科学院水利部水土保持研究所陕西杨凌712100

[目的]揭示黄土高原地区退耕还草对土壤团聚体活性有机碳的影响,阐明植被恢复过程中土壤碳库质量和稳定性的调控因素,为评估土壤碳固存潜力和有机碳积累机制提供理论参考。[方法]以安塞纸坊沟流域不同退耕年限(7 a,18 a,35 a和45 a)土... 详细信息

[目的]揭示黄土高原地区退耕还草对土壤团聚体活性有机碳的影响,阐明植被恢复过程中土壤碳库质量和稳定性的调控因素,为评估土壤碳固存潜力和有机碳积累机制提供理论参考。[方法]以安塞纸坊沟流域不同退耕年限(7 a,18 a,35 a和45 a)土壤为研究对象,选取耕地作对照,分析了0—10 cm土层团聚体分布及其稳定性、不同粒级团聚体(5~2 mm,2~0.25 mm,0.25~0.053 mm和有机碳含量、活性有机碳组分含量及其土壤环境影响因子。[结果]退耕还草显著提升土壤团聚体稳定性,碳库活度虽然变化不显著,但促进中活性有机碳转变为低活性有机碳,增加非活性有机碳占比,维持并提升土壤碳库质量。草地恢复影响土壤有机碳和活性有机碳在各粒级团聚体的重新分配,土壤有机碳和高、中活性有机碳主要存在于>0.25 mm粒级大团聚体中,低活性有机碳主要存在于活性有机碳组分的积累主要受土壤总有机碳、可溶性有机碳、全氮和全磷等营养元素含量调控。[结论]在黄土高原植被恢复过程中,土壤结构和营养元素的综合效应共同决定活性有机碳在团聚体中的分布。

关键词：土壤团聚体活性有机碳退耕还草黄土高原

有机物料施用对潮土活性有机碳及微生物群落组成的影响

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土壤学报 2021年第3期58卷 777-787页

作者：李慧敏田胜营李丹丹李增强谭钧赵炳梓土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所) 南京210008 中国科学院大学北京100049 南京林业大学林学院南京210037 北京中向利丰科技有限公司北京100022

土壤活性有机碳是土壤中周转较快,对管理措施反应较为敏感的碳组分,但不同有机物料的影响效应及其微生物机制尚不清楚。比较小麦-玉米轮作条件下,麦季秸秆还田(R)和木本泥炭(MT)连续施用2年对玉米收获期潮土可矿化有机碳(PCM)、微生物... 详细信息

土壤活性有机碳是土壤中周转较快,对管理措施反应较为敏感的碳组分,但不同有机物料的影响效应及其微生物机制尚不清楚。比较小麦-玉米轮作条件下,麦季秸秆还田(R)和木本泥炭(MT)连续施用2年对玉米收获期潮土可矿化有机碳(PCM)、微生物生物量碳(MBC)、可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(ROC)、颗粒有机碳(POC)的影响,评估其与细菌和真菌群落组成之间的关系。结果表明:与不施用任何有机物料的CK相比,R处理及秸秆和木本泥炭联合施用(RMT)的DOC含量分别显著增加30.33%和31.46%;MT和RMT处理的POC含量分别显著增加104.86%和64.78%;而PCM、MBC、ROC在处理之间无显著变化。高通量测序发现,4个处理之间的细菌群落组成无显著变化,而真菌发生显著变化,并主要受制于POC、DOC、NH_(4)^(+)-N变化。相关性分析发现,DOC和POC均与转化酶活性显著正相关。DOC和转化酶均在R处理中显著增加,与Trichoderma peltatum和Trichoderma aerugineum丰度显著正相关;DOC同时与能促进根系分泌物生成的Pyrenochaeta unidentified丰度显著正相关,它在RMT处理中显著增加。POC和转化酶均与Cladorrhinum flexuosum和Basidiobolus ranarum显著负相关,该俩微生物在MT处理中显著降低,而在RMT中仅Cladorrhinum flexuosum显著降低;POC和转化酶均与Chaetothyriales unidentified显著正相关,它们在RMT处理中显著升高。施用秸秆或木本泥炭分别改变了潮土不同活性有机碳的含量,可能是因为两种有机物料施用分别产生了不同的真菌群落组成,进而改变了功能微生物丰度及相关酶活性。

关键词：秸秆木本泥炭活性有机碳酶活性细菌和真菌群落组成

碳水耦合作用对土壤活性有机碳组分及碳库管理指数的影响

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江苏农业科学 2022年第5期50卷 199-204页

作者：王雨晴和江鹏乔赵崇赵海超黄智鸿卢海博河北北方学院/河北省农产品食品质量安全分析检测重点实验室河北张家口075000

为了研究碳水耦合作用对土壤活性有机碳(LOC)组分及碳库管理指数的影响,通过有机碳含量高(H,4.0%)、中(M,2.0%)、低(L,0.5%)3个水平和含水量高(70%~80%)、中(50%~60%)、低(30%~40%)3个水平,进行室内裂区设计模拟培养试验,分析其活性有... 详细信息

为了研究碳水耦合作用对土壤活性有机碳(LOC)组分及碳库管理指数的影响,通过有机碳含量高(H,4.0%)、中(M,2.0%)、低(L,0.5%)3个水平和含水量高(70%~80%)、中(50%~60%)、低(30%~40%)3个水平,进行室内裂区设计模拟培养试验,分析其活性有机碳含量和碳库指数的变化。结果表明:碳水耦合条件下总活性有机碳(TLOC)含量在16.79~20.36 mg/kg之间,在高碳条件下占比最低,随着土壤水分的增加呈上升趋势,随着土壤有机碳(SOC)含量的增加而下降;高活性有机碳(H-LOC)含量在0.21~1.44 g/kg之间,在高碳低水条件下占比最高,随土壤水分和SOC含量的增加均呈上升趋势;中活性有机碳(M-LOC)含量在2.71~5.18 g/kg之间,随土壤水分的增加而上升,随SOC含量增加而下降。随着培养时间的延长,土壤TLOC含量和低活性有机碳(L-LOC)含量均呈先升后降趋势,土壤M-LOC含量在低碳高水处理呈波动式上升趋势,其他处理均呈波动式下降趋势,H-LOC含量在高碳条件下呈下降趋势,其他处理呈上升趋势。H-LOC的碳库管理指数(CPMI)在18.02~264.28之间,中水低碳条件下最高,低水中碳条件下最低;M-LOC的CPMI在25.43~206.35之间,中水低碳条件下最高,低水中碳条件下最低。

关键词：碳水耦合土壤活性有机碳碳库管理指数

黄土高原4种典型植被对土壤活性有机碳及土壤碳库的影响

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生态学报 2019年第15期39卷 5546-5554页

作者：闫丽娟李广吴江琪马维伟王海燕甘肃农业大学农学院兰州730070 甘肃农业大学林学院兰州730070

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)进行了活性有机碳(MBC,Microbial Biomass Carbon;EOC,Easily Oxidated Carbon;POC,Particle Organic Carbon)及有机碳的测定,结果表明:4种植被土壤活性有机... 详细信息

对黄土高原丘陵沟壑区4种典型植被(荒草地、文冠果林地、柠条灌丛、沙棘林地)进行了活性有机碳(MBC,Microbial Biomass Carbon;EOC,Easily Oxidated Carbon;POC,Particle Organic Carbon)及有机碳的测定,结果表明:4种植被土壤活性有机碳含量随着土层深度的增加呈逐渐降低的趋势,土壤有机碳为文冠果林地>荒草地>沙棘林地>柠条灌丛,且差异显著(P碳库活度及碳库管理指数均显著高于其他3种植被类型(P有机碳储量最小。土壤SOC与土壤EOC、有机碳储量(SOCS,Soil Organic Carbon Storage)显著相关(P活性有机碳能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,是描述土壤质量和评价土壤管理的重要指标。

关键词：黄土丘陵植被类型微生物熵碳库管理指数活性有机碳

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林火干扰对森林土壤活性有机碳影响的研究

世界林业研究 2020年第5期33卷 13-18页

作者：胡海清罗斯生罗碧珍魏书精刘菲东北林业大学林学院哈尔滨150040 广东省森林培育与保护利用重点实验室广东省林业科学研究院广州510520

土壤活性有机碳作为森林土壤有机碳的活跃成分,在凋落物分解和土壤碳循环中发挥着重要作用。林火干扰通过改变土壤底物的数量和理化性质进而影响土壤活性有机碳,因而阐明林火干扰对土壤活性有机碳的影响是开展森林碳循环研究的基础。文... 详细信息

土壤活性有机碳作为森林土壤有机碳的活跃成分,在凋落物分解和土壤碳循环中发挥着重要作用。林火干扰通过改变土壤底物的数量和理化性质进而影响土壤活性有机碳,因而阐明林火干扰对土壤活性有机碳的影响是开展森林碳循环研究的基础。文中以6种土壤活性有机碳为研究对象,分别阐述林火干扰对土壤活性有机碳影响的研究进展。针对目前研究现状及存在问题,认为应进一步深化探究林火干扰后土壤微生物活性变化机制对土壤活性有机碳的影响,揭示土壤碳库平衡的影响机理;加强林火干扰后C-N耦合循环特征的研究;深入研究林火干扰后影响土壤活性有机碳的内在因素和外在因素的相互作用,综合评价林火干扰对土壤活性有机碳的短期与长期影响;加强林火干扰—土壤碳库—全球气候变化的交互关系研究,深入探讨林火干扰与土壤活性有机碳的相互作用关系及影响机理。

关键词：林火干扰土壤有机碳有机碳组分活性有机碳影响机理

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长期施肥对栗褐土活性有机碳的影响

生态学杂志 2015年第5期34卷 1223-1228页

作者：王朔林杨艳菊王改兰赵旭陈春玉黄学芳湖南农业大学资源环境学院长沙410128 南京师范大学地理科学学院南京210046 山西农业科学院旱地农业研究中心太原030031

以25年长期定位施肥试验为依托,研究了不同施肥处理对栗褐土活性有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,长期施用不同肥料不同程度地提高了栗褐土水溶性碳、轻组有机碳的含量,其中,有机肥与氮磷肥配施(M1NP、M2NP)水溶性有机碳含量增加... 详细信息

以25年长期定位施肥试验为依托,研究了不同施肥处理对栗褐土活性有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,长期施用不同肥料不同程度地提高了栗褐土水溶性碳、轻组有机碳的含量,其中,有机肥与氮磷肥配施(M1NP、M2NP)水溶性有机碳含量增加明显,较对照分别增加了93%和99%,高量有机肥与化肥配施(M2N、M2NP)对轻组有机碳含量的影响大,分别比对照高240%和360%。单施化肥和单施有机肥土壤易氧化有机碳含量无显著变化,而有机肥与化肥配施则显著提高。单施有机肥土壤水溶性有机碳所占比例呈上升趋势,其他处理则有所下降。单施氮肥轻组有机碳的分配比例明显降低,高量有机肥与化肥配施则明显提高。单施化肥易氧化有机碳所占比例显著下降。单施化肥栗褐土碳库管理指数有下降趋势,单施有机肥及有机肥与化肥配施有利于提高碳库管理指数,高量有机肥与化肥配合施用的效果更佳,比对照分别高145%和180%。相关分析表明,长期施肥条件下栗褐土水溶性、轻组、易氧化有机碳含量之间及其与总有机碳含量之间均呈显著或极显著正相关。

关键词：长期施肥栗褐土活性有机碳碳库管理指数

间伐和林下植被剔除对毛竹林土壤活性有机碳的影响

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江西农业大学学报 2019年第4期41卷 733-740页

作者：李光敏陈伏生徐志文刘娟张扬谌青万松泽江西农业大学林学院/江西特色林木资源培育与利用2011协同创新中心江西南昌330045 江西九岭山国家级自然保护区管理局江西靖安330600 江西靖安县林业局江西靖安330600

选择中亚热带毛竹人工林为研究对象,开展间伐和林下植被剔除的野外控制实验,通过野外采样和室内分析,研究不同强度间伐(25%间伐、50%间伐)和林下植被剔除对土壤活性有机碳的影响。结果表明:25%间伐对土壤各组分碳无显著影响;50%间伐显... 详细信息

选择中亚热带毛竹人工林为研究对象,开展间伐和林下植被剔除的野外控制实验,通过野外采样和室内分析,研究不同强度间伐(25%间伐、50%间伐)和林下植被剔除对土壤活性有机碳的影响。结果表明:25%间伐对土壤各组分碳无显著影响;50%间伐显著增加土壤有机碳含量,降低土壤微生物量碳含量,进而降低活性有机碳占土壤总有机碳的比例。林下植被剔除降低0~5 cm层土壤微生物量碳和可溶性有机碳含量,进而降低土壤活性有机碳占土壤有机碳的比例;对5~10 cm层各组分碳无显著影响。研究表明,50%间伐和林下植被剔除处理下土壤总有机碳的生物活性程度降低、活性有机碳库的周转速率降低,有利于毛竹人工林土壤碳的固持。

关键词：间伐林下植被剔除活性有机碳生物活性毛竹林

红壤侵蚀地不同人工恢复林对土壤总有机碳和活性有机碳的影响

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生态学报 2017年第1期37卷 249-257页

作者：朱丽琴黄荣珍段洪浪贾龙王赫黄诗华易志强张文锋南昌工程学院江西省退化生态系统修复与流域生态水文重点实验室南昌330099

土壤有机碳尤其是活性有机碳可快速反映土壤肥力和土壤质量的恢复程度。研究了南方红壤侵蚀地3种典型人工恢复林(马尾松与阔叶复层林(Pinus massoniana-broadleaved multiple layer forest(PB))、木荷与马尾松混交林(Schima superba-Pin... 详细信息

土壤有机碳尤其是活性有机碳可快速反映土壤肥力和土壤质量的恢复程度。研究了南方红壤侵蚀地3种典型人工恢复林(马尾松与阔叶复层林(Pinus massoniana-broadleaved multiple layer forest(PB))、木荷与马尾松混交林(Schima superba-Pinus massoniana mixed forest(SP))、阔叶混交林(broad-leaved mixed forest(BF)))土壤(0—60 cm)总有机碳和不同活性有机碳的垂直分布特征及其差异。结果表明:不同恢复林分土壤总有机碳(SOC)含量和有机碳储量均表现为PB>SP>BF,均随土层深度的增加而逐渐降低;土壤表层有机碳富集系数为0.49—0.55,表明表层土壤具有较高的有机碳恢复水平和保持强度。不同林分土壤易氧化有机碳(ROC)、水溶性有机碳(DOC)和微生物量碳(MBC)含量变化范围为0.92—9.17 g/kg、535.89—800.46 mg/kg和27.24—261.31 mg/kg,且均随土层深度的增加而降低,土壤活性有机碳含量总体以BF较高。土壤活性有机碳分配比例以ROC/SOC最高,DOC/SOC次之,MBC/SOC最低,且随土层深度的增加,ROC/SOC的值呈逐渐降低趋势,DOC/SOC的值却呈逐渐升高趋势,MBC/SOC(微生物熵)则变化规律不明显;不同林分间土壤活性有机碳分配比例以BF最高,表明阔叶混交林更有利于活性碳的积累。因此,对于红壤侵蚀地森林恢复初期,可适当密植和立体种植,以提高土壤碳储量和土壤肥力,并在马尾松等先锋树种林分中补植阔叶树种,以增加土壤活性有机碳含量,从而有利于退化生态系统土壤速效养分和土壤功能的快速恢复。

关键词：人工恢复林总有机碳活性有机碳红壤