土壤有机碳研究进展
土壤有机碳研究进展
任
军
1,2
,郭金瑞,边秀芝,闫孝贡,刘钊剑,吴景贵
22221*
(11吉林农业大学,吉林 长春 130118;21吉林省农业科学院,吉林 长春 130124)
摘 要:回顾了国内外土壤有机碳研究进展及趋势,阐述了全球土壤有机碳库存量及分布、我国土壤有机碳库储量概况、农田土壤有机碳组成及其影响因素、农田土壤有机碳转化规律及影响因素,指出了我国在土壤有机碳研究方面存在的问题及今后的发展方向。
关键词:土壤有机碳;土壤有机碳库;土壤有机碳循环中图分类号:
S15316 文献标识码:A 文章编号:
1673-6257(2009)06-0001-08
近年来,土壤有机碳研究受到人们普遍关注,已成为全球变化研究的三大热点之一
[1-11]
。据估计,
-1[12]
成、土壤水热状况及物理化学特性等因素。现
有土壤有机碳含量是土壤有机碳分解速率、作物残余物数量与组成、植物根系及其它返还至土壤中有机物的函数。土壤有机碳库存量与进入土壤的植物
[17-19]
凋落物和地上生物量呈线性正相关关系。土壤有机碳主要分布于土壤上层1m深度以内。Sombroek等人的研究结果表明,一些主要的热带土壤,如变性土、富铝土和淋溶土上层1m内的有机碳含量分别占2m深度土壤总有机碳量的
[20]
53%、69%和82%,全球土壤上层1m内的有机碳含量为1220G,t相当于总现存生物量(自然植被和作物)的115倍;在热带广泛分布的厚层土壤中,1m以下有机碳储量达50G,t故全球土壤有机碳总量可达1270Gt111国外研究进展
[20]
[16]
全球土壤呼吸作用的碳流量为68~77Gt#年,
是全球碳循环中的一个主要流通途径。土壤有机碳量(1500Pg)约为陆地生物量碳(620Pg)的214倍
[13]
,其动态平衡不仅直接影响土壤肥力和作物产
量,而且,其固存与排放对温室气体含量、全球气候变化也有重要影响。土壤有机碳是土壤质量评价和土地可持续利用管理中必须考虑的重要指标
[14]
。
不合理的土地利用会导致大气CO2浓度增加,加剧全球变暖的趋势和与之有关的气候变化。全球土壤有机碳每年分解释放到大气中的CO2达到011~514Pg#年
-1
,土壤有机碳库011%的变化将导致
-1
[15]
大气圈CO2浓度1mg#L的变化。因此,土壤
有机碳的动态及其控制过程研究,不仅是土地资源可持续利用的重要基础,而且对土壤碳循环与全球气候变化的相互作用研究具有重要意义。1
土壤有机碳库存量及分布
土壤有机碳含量是进入土壤的生物残体等有机物质的输入与以土壤微生物分解作用为主的有机物质的损失之间的平衡。其中,有机物质输入量在很大程度上取决于气候条件、土壤水分状态、养分有效性、植被生长以及人类的耕种管理等因素,而土壤有机物质的分解速率则受制于有机物的化学组
收稿日期:
2009-04-05;最后修订日期:2009-07-08
。
国外对土壤有机碳的研究开始较早,在20世纪60年代,就有学者开始进行全球土壤有机碳总
库存量研究。但早期对土壤有机碳库存量的估算大都是根据少数土壤剖面资料进行的。如1951年Rubey根据不同研究者发表的关于美国9个土壤剖面的有机碳含量,推算出全球土壤有机碳库存量为710Pg。1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组(soilassociation)的有机碳含量,估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg
[22]
[21]
。这两个
估计值成为当前对全球土壤有机碳库存量的上下限[21]
值。20世纪80年代,由于研究全球碳循环与气候、植被及人类活动等因素之间相互关系的需要,统计方法开始被应用于土壤有机碳库存量的估算。如Post等在Holdridge生命带模型基础上,估算了全球土壤碳密度的地理分布与植被及气候因子之间的相互关系,提出全球1m厚度土壤有机碳库存量
基金项目:科技支撑项目(2006BAD02A10和2006BAD02A15)及973项目(2009CB118601)。
作者简介:任军(1960-),男,吉林省公主岭人,学士,研究员,主要从事土壤肥料研究。通讯作者为吴景贵。
为1395Pg
[23]
。400万土壤分布图和1B100万土地利用图数字化工作,但所包含的土壤碳属性数据较少,不能直接用于我国土壤碳库估计
[21]
20世纪90年代以来,随着遥感(RS)、地理信息系统(GIS)和全球定位系统(GPS)技术的发展,为土壤有机碳研究提供了新的方法和手段。/3S0技术被应用于区域或全球土壤有机碳库存量大小、有机碳密度的空间分布差异等方面的研究。发达国家已在区域尺度上开展了相关研究工作。如俄罗斯在1B250万土壤分布图上建立了土壤碳空间数据库,计算出俄罗斯0~20cm、0~50cm和0~100cm等不同土层有机碳库存量,估计出俄罗斯土壤有机碳库存总量为34211Pg,无机碳库存总量为11113Pg,土壤总碳库存量为45314Pg
[24]
。潘根兴等对中国土壤有
机碳库进行了估算。一些学者还对我国陆
地土壤有机碳库存量以及特定区域和生态群落土壤有机碳库存量进行了探索,但由于计算方法和数据来源不同,不同研究者之间的估算结果存在较大差异2
[35-39]
[21,34-36]
。
我国土壤有机碳储量概况
土壤有机碳(SOC)包括植物、动物及微生物
,并绘制遗体、排泄物、分泌物及其部分分解产物和土壤腐殖质。土壤有机碳量是进入土壤的植物残体量以及在土壤微生物作用下分解损失的平衡结果。
211土壤总有机碳库
土壤是一个不均匀的三维结构体,在空间上呈现复杂的镶嵌性,且与陆地植被和生物发生复杂的相互作用,土壤碳密度存在极大的空间变异性。基于不同研究者所采用的资料来源和统计样本容量不同,所得结果存在一定的差异性。王绍强等根据我国第二次土壤普查数据,估算出中国陆地土壤有机碳蓄积量大致在615119@10~1211137@10g之间,平均碳密度为10149~10153kg#m度为100cm)或11152~12104kg#m
-3
14
14
了俄罗斯0~100cm土层无机碳库存量分布图。加拿大建立了1B100万的数字化土壤分布图及土壤碳数据库,并计算出加拿大0~30cm土层和0~100cm土层土壤有机碳库存量分别为7011Pg和249Pg
[21]
。
世界各国不同研究者对全球土壤有机碳库存量的估算方法并无本质区别,但由于所用资料来源与土壤分类方式不同,土壤有机碳库存量的估计值有较大差异。全球土壤1m内土壤有机碳库大约是植被碳库的115~3倍
[25]
,如此巨大的土壤有机碳库,
即使其发生很轻微变动,都会引起大气中CO2浓度变化,进而影响全球气候变化。因此,土壤有机碳库存量研究成为全球变化的研究热点之一。112
国内研究进展
我国学者非常关注土壤碳循环研究,并在土壤有机碳库存量研究方面取得了许多引人注目的成果。如陈庆强等分别对陆地生态系统,特别是土壤
[21,26-28]
碳循环进行了研究和评述,金峰等对土壤有机碳库存量进行了统计
[29,30]
(土壤厚(土壤厚
-3
度为88cm),土壤平均碳蓄积量为(913128?
14[40]
298109)@10g。我国国土面积约占全球陆地面积的1/15,而土壤总有机碳库仅占全球的1/25~2/25,故我国是低土壤有机碳密度国家,这与我国一半以上国土为低或贫有机碳土壤所覆盖的国情相符。我国耕地有机碳含量普遍很低,南方约为018%~112%,华北约为015%~018%,东北约为110%~115%,西北绝大多数在015%以下。而欧洲农业土壤大多在115%以上。我国耕地平均有机碳含量低于世界平均值30%以上,低于欧洲50%以上。方精云等把土壤均一化为1m厚度,从
[43]
而估算出我国土壤总有机碳库高达185Pg。212
表层土壤有机碳库
表层土壤有机碳直接与陆地生态系统碳循环相动态耦合,其储量、分布、循环等与环境变化休戚相关。潘根兴
[24]
[42][41]
,张东辉等对土壤有
[31]
机碳的转化与迁移进行了研究。王淑平等人的
研究表明,土壤有机碳含量与降水量之间呈显著正相关,温度对有机碳的影响较复杂,适宜温度有利于土壤有机碳积累,否则,对有机碳积累具有负效[32]
应;此外,由气候等因素影响的植物种类组成对土壤有机碳库存量也有重要影响。陈佐忠等在研究中发现,植物种类组成可通过影响植物残体分解速率进而影响土壤有机碳的含量及分布,并对草甸草原、典型草原、荒漠草原植物种类组成与土壤有
[33]
机质含量关系作了详细分析。
近年来,我国学者也将遥感技术和地理信息系统技术应用于土壤有机碳研究。我国已完成了1B分别采用5中国土种志6和5中
国土壤普查数据6的资料,估算出我国表层土壤有机碳含量均为20Pg(采样深度为20cm),占全球的414%,Potter等在1993年根据CENTURY模型
计算全球表层土壤有机碳为455Pg
[44-46]
。因此,性质,如质地等,尤其是粘粒矿物对土壤有机质的形成与稳定关系密切;此外,土壤pH和CaCO3含量对土壤有机质含量也有重要影响。
土壤有机碳库受降雨量和温度强烈影响。自然生态系统土壤有机碳库随温度增加呈指数下降
[49]
[45]
我国土壤有机碳表聚性较突出。我国表层土壤有机碳库从地区分布上看,东北地区和西北地区库量较大,在占总量817%和3215%的土壤面积中,土壤总有机碳库分别占总量的2813%和3213%,表层土壤有机碳库占总量的3819%和3015%3
农田土壤有机碳组成及其影响因素
在农业生态系统中,土壤有机碳来源于原始植被残留碳、农作物残体及人为施入的有机物料。土壤有机碳库包括动物、植物、微生物遗体,排泄物,分泌物及部分分解产物和土壤腐殖质。土壤有机碳不同粒级和密度组分在有机碳周转和营养元素循环中具有不同特征。根据研究需要,Pa-t
ton将土壤有机碳分为活性库(activepool)、缓性库(slowpool)、钝性库(passivepool)
[46][41]
。
。
大气候对土壤潜在活性组分有很大影响,但对微生物生物量专性呼吸影响较小。较高的年平均温度对应于较高的土壤呼吸和较大的土壤微生物生物量碳;土壤微生物生物量碳的专性呼吸强度是热带地区干旱地区
[50]
。
地形对土壤性质的影响因地质差异变得很复杂。低坡位土壤因有效水增加、土壤有机碳沉积、营养元素通过侵蚀和亚表层流迁移,导致土壤理化性质发生变化。细粘粒含量、细粘粒/总粘粒随深度增加,表明粘粒可能发生迁移;表层比亚表层酸度小,归因于表面生物盐基循环,有效阳离子交换量(ECEC)与粘粒含量有相关关系,有机质与ECEC显著相关
[50]
。邵月
红的研究结果表明,农田土壤活性碳一般占土壤有机碳的016%~317%,缓效性碳一般占土壤有机碳的3717%~8112%,惰效性碳一般占土壤有机碳的1711%~4811%。
农田土壤有机碳库变化取决于土壤有机碳输入和输出的相对关系,即有机物质分解矿化损失和腐殖化、团聚作用累积的动态平衡与土壤物质迁移淀积平衡的统一,而土壤有机碳侵蚀、迁移和沉积过程在研究中没有得到充分考虑,是产生土壤碳循环不确定性的根源之一。农业土壤有机碳损耗主要经历3个过程
[45]
[47]
。Jenn-ShingChen利用
137
Cs示
踪技术研究坡耕地土壤有机碳动态,土壤剖面微生物生物量碳(Cmic)与水溶性有机碳(WSOC)显著相关,说明水溶性有机碳是微生物最直接物源。从表面到深层及从坡顶到坡脚下降,坡地水溶性有机碳与总有机碳(TOC)分布一致
[51]
。
:(1)由于团聚体解体使碳暴露,
土壤条件对土壤有机碳特性具有明显的影响。土壤粘粒主要通过粘粒胶体吸附及土壤有机无机复合体的形成,对土壤有机碳起到物理保护作用。一般来说,细颗粒有机碳库比粗颗粒有机碳库稳定,导致其稳定性的原因与土壤微生物活动有关。Ar-rouays研究表明,土壤有机碳与粘粒含量呈明显正
2
相关(r=0183),粘粒含量是影响土壤有机碳分布的最重要因素
[52]
以及温度、湿度机制的变化所引起碳的氧化和矿化。(2)溶解性有机碳(DOC)或颗粒态有机碳(POC>53Lm)的淋溶和迁移。(3)风和表面径流的加速侵蚀。土壤开垦初期,通过土层厚度减小,降低根区含水量和植物养分,土壤结构退化等方式发生。Gregorich等研究表明,侵蚀倾向于优先使低密度小颗粒的有机碳组分发生再分布,沉积区土壤有机质比侵蚀区土壤有机质生物活性更大,因为轻质、细颗粒物质相对累积,一定程度上侵蚀影响土壤有机碳含量取决于土壤类型,有机质含量高的土壤比有机质含量低的土壤流失量较少
[48]
。土壤团聚体损失与土壤有机
[53]
碳间存在动力学关系。土壤pH值主要通过影响
土壤微生物活动进而影响土壤有机碳分解矿化。有机碳具有一定的空间分布规律,土壤有机碳随纬度
增加而增加,土壤有机碳与纬度的相关系数为0170
[54]
。。
决定农田土壤有机质分解量和生成量的主要因素是人们所采用的管理方式和措施。影响有机质分解和生成的因素包括土壤所处气候区的温度、水分、地形、耕作措施、作物残体管理方式、施肥制度、轮作方式、灌溉制度等,以及土壤本身的一些
不同耕作方式下土壤有机碳特性差异明显。常规耕作频繁搅动土壤,破坏土壤结构,使原本被土壤结构体保护的土壤有机物游离土壤结构体之外,而处于化学和生物的分解和攻击之下,加剧了土壤有机物质分解矿化过程。过度耕作的结果是土壤有
中国土壤与肥料 2009(6)
机物数量和质量的下降,集中表现在活性土壤有机物质数量降低。而由常规耕作改为保护性耕作实施10年以上,可以使农田土壤耕层有机碳含量增加
[55-57]
7%~10%。保护性耕作条件下,土壤固碳潜力与许多因素相关,如土壤质地、土壤排水状况、土壤有机碳初始含量和土壤pH值
[58-61]
壤的有机物料腐殖化系数差异较大,我国土壤有机物料腐殖化系数多在14%~68%之间变动
[68-71]
。
研究表明,在江西红壤上,稻草、紫云英、牛粪及
[68]
肥田萝卜的平均腐殖化系数为20%~31%。在四川红壤上,绿肥、麦秸秆、饼肥、粪肥的腐殖化系数分别为52%、28%、35%和46%
[72]
。Chan等。在东北
研究了不同残体管理(保留作物残体和焚烧残体)和耕作方式对土壤有机碳各组分和土壤质量的影响。结果表明,耕作与焚烧残体降低了不同土壤有
机碳组分含量,优先降低颗粒态有机碳(POC>53Lm)和直径>2mm水稳性团聚体含量;而焚烧残体倾向于降低复合态有机碳(IOC
[62]
地区,除草炭、厩肥以外,腐殖化系数在16%~61%;不同土类腐殖化系数差异较大,草甸土、褐
土、棕壤土、白浆土、黑土腐殖化系数分别为16%~51%、25%~65%、43%~51%、45%~48%和30%~37%
[71,73-75]
。在华北半湿润区,潮
[76,77]
褐土腐殖化系数在13%~31%之间
[78]
。在内蒙
。古河套平原区灌淤土上,不同物料腐殖化系数在22%~52%之间。在冀东地区中壤质潮褐土上,麦秸、麦根茬、玉米秸、玉米根茬、豆秸、猪粪、牛粪、马粪及腐熟圈肥的腐殖化系数分别为30197%、25139%、28110%、20152%、26174%、32140%、38169%、33101%和60183%
[79]
不同施肥方式影响土壤有机碳变化趋势。一般
来说,无论是单施化肥还是有机无机肥混施,对土壤有机碳各组分都有所增加,但增加量和对有机碳质量的影响存在差异。大量施用矿质肥料可增加土壤总碳含量,有机无机肥配施比单施腐殖质增加量更大。连续4年不施肥,农田土壤有机碳亏缺主要来自松结态有机无机复合体及缩合程度较低的腐殖质,单施化肥农田土壤有机碳亏缺主要来自稳结态和紧结态腐殖质,而有机无机配施农田土壤有机碳盈亏处于动态平衡4
[64]
[63]
。此外,
已探明转化参数的还有国内不同地区的众多土壤
[77,80-84]
类型。413
土壤有机质矿化率
近年来,越来越多的学者十分关注温度与土壤有机碳矿化的关系。其中,一个焦点是:由于升温导致有机碳矿化速率增加,土壤中碳流失的潜力有多大?Trumbore等研究表明,温度是土壤碳动态的主要控制因素
[85]
。
农田土壤有机碳转化规律及影响因素
国内外土壤有机碳转化规律研究是很活跃的研
。Giardina等汇集分析了五大洲82
究领域,众多学者对不同地区、不同类型土壤中有机物料分解特征、腐殖化系数、土壤有机碳矿化率及腐解条件进行了探讨。411
有机物料的腐解特征
有机物料进入土壤后,虽然因种类不同腐解动
个试验站有机碳矿化资料后指出,森林土壤有机碳分解速率并不受温度控制,升温不会加速森林矿质土壤有机碳分解,关于土壤有机碳更新对升温
[86,87]
敏感性存在争论。
研究表明,不同地区、不同土壤类型、不同目标产量的土壤及不同物料的矿化率差异较大。东北地区、华北地区、西北地区、西南地区、华南地区、长江中下游地区土壤有机质年矿化率分别为1186%、
[88]
2185%、3187%、4134%、4166%和4172%;冀东地区中壤质潮褐土与轻壤质潮褐土有机质矿化率分别为2158%和3192%稻土、陕西
[79]
[86]
态各异,但基本规律一致:前期分解较快,以后逐渐变缓。玉米秸秆和水稻秸秆在棕壤上的培养试验表明,最初分解最快,随后逐渐减缓
[65]
。王兆荣
在黑土上的研究表明,农家肥料与作物秸秆的初期
物料残留率曲线急剧下降,开始30d表现尤为突出,至90d,秸秆腐解量已近半数,以后逐渐变缓,直至2年后,仍有少量分解,但残留率下降幅度仅为2150%~8149%
[66]
;黑龙江风沙土、江苏水
[84,89]
土、新疆砂壤土的有机质年矿化率分
;英国
[90]
。另外,从年度分解速别为1196%、2116%、3120%和515%
率看,第一年分解速率最大,第二年次之,随后,
[67]
残留碳分解量逐年降低,分解难度加大。412有机物料的腐殖化系数
由于有机物料种类和土壤条件的不同,施入土洛桑粉砂粘壤土为2151%;河北吴桥潮土高产
[91]
田与中产田矿化率分别为5164%和5148%;内蒙古河套平原灌淤土低产田与中产田土壤有机质矿化速率分别为2190%和4140%
[78]
。不同有机物料
分别变化于2186%~4153%和1110%~3177%之间414
[77]
盖变化是土壤有机碳库最直接的影响因子。因此,
今后要加强土地利用和土地覆盖变化对土壤有机碳的影响方面的研究。
515 土壤有机碳的固存与释放对大气CO2浓度的变化具有重要影响。因此,土壤有机碳的固存潜力与减排措施的研究仍将是土壤碳循环研究的重要问题。参考文献:
[1] 周广胜,王玉辉1陆地生态系统类型转变与碳循环[J].
植物生态学报,
[2] KrullES,
2002,26(2):250-2541
SkjemstadJO1Importanceofmecha-BaldockJA,
。
影响有机质循环的主要因子
影响有机质分解的主要环境因子包括气候因子
(温度、降水)、土壤物理因子(孔隙度、粘粒含量)、土壤化学因子(pH值、CEC)及农业管理措施(土地利用方式、耕作制度)等
[92-96]
。林心雄
研究表明,在其它条件相同的情况下,年平均气温、土壤水分状况、土壤pH、有机物质化学组成等对有机物质分解有明显影响。水稻土中稻草分解随年平均气温的增加而加快,土壤粘粒含量与残留碳呈正相关关系,较高的pH值有利于有机物质分解。张彦才研究表明,土壤层次的出现也会影
[98]
响有机物料的分解。另据李香兰报道,根茬C/N与其分解量呈显著负相关
[99]
[97]
nismsandprocessesofthestabilizationofsoilorganicmatterfor-modellingcarbonturnover[J].2003,
30:207-2221
etal1Soilorganiccarbonstor-[3] PanGX,LiLQ,ZhangXH,
FunctionalPlantBiology,
。王清奎等研究表
明,农田土壤有机质和活性有机质各组分含量主要受到施肥、翻耕、灌溉、秸秆处理等管理措施的影响,其活性有机质含量比阔叶林低,高于楠竹林,土壤可溶性有机碳和碳水化合物含量高于杉木人
[100]
工林。5
问题与展望
多年来,学者们虽然在土壤有机碳领域已开展了大量的研究工作,但是土壤有机碳的研究仍存在很大的不确定性,特别是在区域尺度上的研究仍面
[25,101]
临着大量需要解决的问题。511 不同环境条件下土壤有机碳动态变化机理不甚明确。在今后的研究中,应加强土壤有机碳动态变化机理的研究,并试图控制土壤有机碳的变化过程,为土地资源的可持续利用提供重要的理论基础。
512 不同研究者对土壤有机碳的估算结果存在较大差异,这将给今后的研究工作带来很大不便。在今后的研究中,要试图寻求统一、准确的土壤有机碳估算方法。土壤有机碳的动态平衡不仅直接影响作物产量和土壤肥力,且对解决全球碳循环研究中/未知汇0问题具有重要意义。
513 土壤有机碳对全球气候变化响应的机理研究较少。今后要加强土壤有机碳与气候变化的相互作用机理的研究,通过建立土壤碳循环动力学模型,预测土壤有机碳对未来气候变化的响应。
514 土地利用和土地覆盖变化对土壤有机碳的影
ageofchinaandthesequestrationdynamicsinagriculturallands[J].AdvancesinEarthScience,2003,18(4):609-6181
[4] PengXH,
ZhangB,
ZhaoQG1Areviewonrelationshipbe-tweensoilorganiccarbonpoolsandsoilstructurestability[J].ActaPedologicaSinica,2004,41(4):618-6231
[5] ZhangGS,HuangGB,ChenY1Soilorganiccarbonseques-trationpotentialincropland[J].2005,
25(2):
351-3571
ActaEcologicaSinica,
[6] ZhouL,LiBG,ZhouGS1Advancesincontrollingfactorsof
soilorganiccarbon[J].AdvancesinEarthScience,20(1):99-1051
[7] LiYT,
DaiJ,
BecquerT,
etal1Availabilityofdifferentor-2005,
ganiccarbonfractionsofpaddysoilsundertwoheavymetalcon-taminationlevels[J].(1):
138-1451
2007,27(6):2642-26491
ActaEcologicaSinica,
2006,
26
[8] 刘满强,胡锋,陈小云1土壤有机碳稳定机制研究进展
[J].生态学报,
[9] ShaoJA,TangXH,WeiCF1Effectsofconservationtillage
onsoilorganicmatterinpaddyricecultivation[J].ActaEco-logicaSinica,2007,27(11):4434-44421
[10] YangLX,
[J].
PanJJ1Dynamicsmodelsofsoilorganiccarbon
JournalofForestryResearch,2003,14(4):323-3301
2000,
(1):
11-171
[11] 金峰,杨浩,赵其国1土壤有机碳储量及影响因素研究进
展[J].土壤,
[12] 彭少麟,李跃林,任海,等1全球变化条件下的土壤呼吸
效应[J].地球科学进展,ChangeNewsletter,1999,
2002,17(5):705-712137:4-51
[13] LaiR1Worldsoilsandthegreenhouseeffect[J].Global[14] 张金波,宋长春1土地利用方式对土壤碳库影响的敏感性
评价指标[J].生态环境,
2003,12(4):500-5041
[15] 张旭辉,李恋卿,潘根兴1不同轮作制度对淮北白浆土团
中国土壤与肥料 2009(6)
聚体及其有机碳的积累与分布的影响[J].生态学杂志,2001,
20(2):
16-191
etal1Montoringand
Climatic
[16] PostWM,
IzaurraldeRC,MannLK,
51:73-991
报,1999,15(5):330-3321
[35] 王绍强,周成虎,李克让,等1中国土壤有机碳库及空间
分布特征分析533-5441
[36] 李克让,王绍强,曹明奎1中国植被和土壤碳储量[J].
中国科学,2003,
33(1):
72-801
[J].
地理学报,
2000,
55(5):
verifyingchangesoforganiccarboninsoil[J].Change,2001,
[17] LarsonWE,PierceFJ,DowdyRH1Thethreatofsoilerosion
tolong-termcropproduction[J].458-465.
[18] RasMussenPE,AllMarasRR,RoagerJrNC,
system[J].
etal1Crop
1980,
residueinfluencesonsoilcarbonandnitrogeninawheat-fallow
SoilScienceSocietyofAmericanJourna,l
Science,
1983,
219:
[37] JianN1CarbonstorageinterrestrialecosystemsofChina[J].
ClimaticChange,2001,49:339-3581
[38] LiZ,ZhaoQG1Organiccarboncontentanddistributioninsoil
underdifferentlandusesintropicalandsubtropicalChina[J].PlantandSoi,l2001,
231:175-1851
44:596-6001
[19] FollettRF,GuptaSC,HuntPG1Conservationpractices:
relationtothemanagementofplantnutrientsforcropproduction[A].FollettRF,StewartJWB,ColeCV1Soilfertilityandorganicmatterandcriticalcomponentsofproductionsystems[C].
[S1L1]Madison,1987:
19-491
dy-[20] SombroekWG,NachtergaeleFO,HebelA1Amounts,
soils[J].Ambio,1993,22:417-4251
[21] 汪业勖,赵士洞,牛栋1陆地土壤碳循环的研究动态
[J].生态学杂志,
1999,18(5):29-351
[22] Bohn,Hinrich1Estmiateoforganiccarboninworldsoils[J].
SoilScienceSocietyofAmericanJourna,l1976,40:468-470.
[23] PostWM,
etal1Soilcarbonpoolsandworldlifezones[J].
Nature,1982,298:156-1591
[24] RozhkovVA,
ria,
19961
36(3):
72-751
etal1Soilcarbonestimatesandsoilcarbonmap
forRussia[R].WorkingpaperofIIASA,Laxenburg,Aust
[39] 周玉荣,于振良,赵士洞1我国主要森林生态系统碳储量和
碳平衡[J].植物生态学报,2000,24(5):518-5221
[40] 王绍强,刘纪远,于贵瑞1中国陆地土壤有机碳蓄积量估
算误差分析[J].797-8021
[41] 李甜甜,季宏兵,孙媛媛,等1我国土壤有机碳储量及影
响因素研究进展[J].首都师范大学学报(自然科学版),2007,
28(1):
93-971
2006,
18
[42] 宫占元,刘春梅,王艳杰1土壤有机碳库及其控制因子的
研究进展[J].黑龙江八一农垦大学学报,(3):
10-121
应用生态学报,
2003,
14(5):
namicsandsequesteringofcarbonintropicalandsubtropical
[43] 方精云,刘国华,徐嵩龄1中国陆地生态系统碳循环及其
全球意义[A].王庚辰,温玉璞1温室气体浓度和排放监测及相关过程[C].北京:中国环境科学出版社,19961129-1391
[44] 潘根兴,李恋卿,张旭辉,等1中国土壤有机碳库量与农
业土壤碳固定动态的若干问题[J].地球科学进展,2003,18(4):609-6181
[45] 方华军,杨学明,张晓平1农田土壤有机碳动态研究进展
[J].土壤通报,
[46] PartonWJ,
[J].
2003,34(6):562-5681
etal1Analysisoffactors
51:
SchimelDS,ColeCV,
[25] 朱连奇,朱小立,李秀霞1土壤有机碳研究进展[J].河
南大学学报(自然科学版),2006,[J].地球科学进展,
[26] 陈庆强,沈承德,易惟熙,等1土壤碳循环研究进展
1998,13(6):555-5621
[27] 汪业勖,赵士洞1陆地碳循环研究中的模型方法[J].应
用生态学杂志,1998,9(6):地球科学进展,2001,16(3):研究[J].土壤学报,展[J].土壤,概况[J].土壤,
2000,2000,
658-6641427-4351
[28] 杨昕,王明星1陆面碳循环研究中若干问题的评述[J].[29] 金峰,杨浩,蔡祖聪,等1土壤有机碳密度及储量的统计
2001,38(4):522-5281(1):
11-171
controllingsoilorganicmatterlevelsingreatplainsgrassland
SoilScienceSocietyofAmericanJourna,l1987,
1173-11791
[47] 邵月红,潘剑君,孙波,等1农田土壤有机碳库大小及周
转[J].生态学杂志,ses:
2006,25(1):19-231
etal1Carbondistributionandlos-SoilandTillageRe-[48] GregorichEG,GreerKJ,
erosionanddepositioneffects[J].
47:291-3021
[30] 金峰,杨浩,赵其国1土壤有机碳储量及影响因素研究进[31] 张东辉,施明恒,金峰,等1土壤有机碳转化与迁移研究
(6):305-3091
[32] 王淑平,周广胜,吕育财,等1中国东北样带(NECT)
土壤碳、氮、磷的梯度分布及其与气候因子的关系[J].植物生态学报,2002,26(5):
513-5171
1998,22(6):
[33] 王艳芬,陈佐忠1人类活动对锡林郭勒地区主要草原土壤
有机碳分布的影响[J].植物生态学报,545-5511
[34] 潘根兴1中国土壤有机碳和无机碳库量研究[J].科技通
search,1998,
[49] LalR,
etal1Soilcarbondynamicsincroplandandrangeland
2002,116:353-3621
eta.lCl-i
[J].EnvironmentalPollution,
[50] FranzluebbersAJ,HaneyRL,HoneycuttCW,
maticinfluencesonactivefractionsofsoilorganicmatter[J].SoilBiologyandBiochemistry,2001,
33:1103-11111
[51] ChenJS,ChiuCY1Effectoftopographyonthecompositionof
soilorganicsubstancesinaperhumidsub-tropicalmontaneforestecosysteminTaiwan[J].Geoderma,2000,96:19-301
[52] ArrouaysD,VionI,KicinJL1Spatialanalysisandmodelling
oftopsoilcarbonstorageintemperateforesthumicloamysoils
ofFrance[J].SoilScience,1995,
159(3):
191-1981
Biogeo-[70] 李庆明1草木犀、麦秸和泥炭在黑土中腐解特点及对土壤
肥力的影响[J].土壤学报,
1986,23(2):124-1301
1985,1990,
(2):33-371(3):139-1431
[71] 翟瑞常1草甸白浆土有机质矿化速率和麦秸分解速率测定
[J].黑龙江八一农垦大学学报,
2006,
25(增刊):
腐殖化系数[J].浙江农业科学,壤学报,1985,
16(1):21-261
1997,28(2):71-731
[72] 祖守光1不同有机物料在四川山区红壤田地的分解速率及[73] 须湘成1有机物料在不同土壤中腐解残留率研究[J].土
JanzenH,
eta.lAgriculturalsoilasSoilUseandManage-etal1Impactoftil-l
[74] 张璐1有机物料中有机碳、氮矿化进程及土壤供氮能力研
究[J].土壤通报,农业科学,1990,
[75] 迟凤琴1不同农作物在土壤中分解规律研究[J].黑龙江
(4);21-2311996,
(4):
1-41
21(1):
[76] 曾江海,王智平1华北半湿润区土壤有机质分解与积累特
征[J].土壤肥料,
[77] 王殿武,张丽娟,刘树庆,等1栗钙土施肥土壤有机碳特
性与平衡调控研究[J].麦类作物学报,2001,39-441
[78] 崔志祥,樊润威,张三粉,等1内蒙古河套灌区中、低产
田土壤有机质平衡量化指标[J].华北农学报,10(4):
105-1091
1995,
[53] VanAeenJA,KuikmanPJ1Soilstructuralaspectsofdecom-positionoforganicmatterbymicro-organisms[J].chemistry,
1990,11:
213-2331
[54] 解宏图,等1东北黑土有机碳和全氮水平分布及其影响因
子[J].辽宁工程技术大学学报,327-3291
[55] PaustianK,AndrenO,
ment,1997,
13:
acsinktooffsetCO2emission[J],
230-2441
CarterMR,
[56] AngersDA,BolinderMA,
agepracticesonorganiccarbonandnitrogenstorageincoolhu-midsoilsofeasternCanada[J].1997,
41:
191-2011
SoilandTillageResearch,
[57] YangXM,KayBD1Rotationandtillageeffectsonsoilorganic
carbonsequestrationinatypichapludalfinsouthernontario[J],
SoilandTill1Res1,2001,59:
107-1141
etal1Retention
1998,
[58] LiangBC,GregorichEG,MackenzieAF,
soils[J].
andturnoverofcornresiduecarboninsomeeasternCanadian
SoilScienceSocietyofAmericanJourna,l
62(5):1361-13661
[59] 赵荣钦,秦明周,黄爱民.耕地土壤碳固存的措施与潜力
[J].生态环境,
[60] JanzenHH,
2004,13(1):81-84.
IzaurraldeRC,
etal1Lightfrac-Soil
CampbellCA,
[79] 韩志卿,张电学,王介元,等1冀东地区褐土土壤有机质
平衡与调控研究[J].河南职业技术师范学院学报,2000,14(1):6-81
[80] 上海农科院土肥所土壤组1土壤易氧化有机质对土壤肥力
的影响[J].上海农业科技,
1983,
(6):14-161
4(1):
[81] 周晓洪1广东省东江流域中低产水稻土有机质状况及其提
高试验研究[J].热带亚热带土壤科学,1995,41-461
[82] 张英利
1
土中有机质分解平衡研究[J].土壤通报,
1994,25(1):19-211
[83] 吴文荣1砂姜黑土地区不同有机质分解速率及腐殖化系数
的研究初报[J].安徽农业科学,
1985,
(3):63-681
16-191
[84] 郑德明,姜益娟,吕双庆,等1干旱地区有机肥料腐解及
腐殖化系数的研究[J].土壤肥料,2004,(2):
[85] TrumboreSE,ChadwickOA,AmundsonR1Rapidexchange
betweensoilcarbonandatmosphericcarbondioxidedrivenbytemperaturechange[J].393-3961
[86] GirdinaCP,RyanMG1Evidencethatdecompositionratesof
organiccarboninmineralsoildonotvarywithtemperature[J].Nature,2000,404(20):858-8611
[87] DavidsonEA,TrumboreSE,AmundaonR1Soilwarmingand
organiccarboncontent[J].789-790.
[88] 林而达,李玉娥,郭李萍,等1中国农业土壤固氮潜力与
气候变化[M].北京:科学出版社,控的研究[J].黑龙江农业科学,
2005.571
(5):1-41
[89] 迟凤琴1有机物料在风沙土中的腐解规律及土壤有机质调
1999,Nature,
2000,
408(24):
1994,31(1):34-4111984,15(4):180-1811307-3131(1):13-1611984117-331
Science,
1996,
272(19):
tionorganicmatterinsoilfromlong-termrotations[J].
[61] KettlerTA,LyonDJ,DoranJW,
pingsystem[J].2001,
64(1):
ScienceSocietyofAmericanJourna,l1992,56:1799-18061
etal1Soilqualityassess-mentafterweed-Controltillageinano-tillwheat-fallowcrop-SoilScienceSocietyofAmericanJourna,l339-3461
[62] ChanKY,HeenanDP,OatesA1Soilcarbonfractionsand
relationshiptosoilqualityunderdifferenttillageandstubblemanagement[J].133-1391
[63] KurmyshevaNA,
etal1Importanceofthefertilizersystemsand
croprotationsinregulatingthehumusregimeofdernopodzolicsoilinconditionsofintensiveagriculture[J].Agrokhimiya,1996,
12:
10-161
[64] 马成泽,周勤,何方1不同肥料配合使用土壤有机碳盈亏
分布[J].土壤学报,活性[J].土壤通报,院学报,1991,[J].土壤肥料,
22(4):1989,
[65] 周礼恺1不同来源植物物质在棕壤土的分解特征与土壤酶[66] 王兆荣1有机物料腐解及土壤有机质调控[J].东北农学[67] 崔顺吉1白浆土土壤有机质变化规律及平衡提高措施研究[68] 江西省红土壤试验站1江西红壤研究(第8辑)[M].南
昌:江西科技出版社,[J].土壤学报,
[69] 林心雄,文启孝1广州地区土壤中植物残体的分解速率
1985,22(1):47-551SoilandTillageResearch,
2002,
63:
[下转第27页]
技出版社,
1999.106-108,
146-1961
1996,
[10] 蒋和,翁文钰,林增泉1施肥十年后的水稻土微生物学特
性和酶活性的研究[J].土壤通报,265-2681
[11] 史吉平,张夫道,林葆1长期施用氮磷钾化肥和有机肥对
土壤氮磷钾养分的影响[J].土壤肥料,7-101
1998,
(1):
1997,
3(4):
1990,
21(6):
[8] 任祖淦,陈玉水,唐福钦,等1有机无机肥料配施对土壤
微生物和酶活性的影响[J].植物营养与肥料学报,2(3):279-2831
[9] 袁玲,杨邦俊,郑兰君,等1长期施肥对土壤酶活性和氮
磷养分的影响[J].植物营养与肥料学报,300-3061
EffectsofdifferentfertilizerapplicationstrategiesonnutrientsandenzymaticactivitiesinyellowclayeysoilLINCheng,WANGFe,iLIQing-hua,LIYu,HEChun-me,iLINXin-jian*Fuzhou350013)Abstract:
Inordertoexploretheeffectsoflong-termfertilizeronthesoilnutrientandenzymeactivityunderdifferentfertiliz-thesoilenzymeandnutrientcontentwereanalyzedintheyellowclayey1Theresultsshowedthatdi-f
fertilizer+cattlemanure,
fertilizer+straw)couldsignificantlyincreasethecon-availablephosphorusandavailablepotassium
thesoilurease,
totalnitrogen,
totalphosphorus,availablenitrogen,
erapplicationstrategies,tentsoforganicmatter,hydrogenperoxidase,
(InstituteofSoilandFertilizer,FujianA-cademyofAgriculturalSciences,FuzhouExperimentalStationofRedSoilFertilityandEcologicalEnvionmentinFujian,
ferentfertilizationregimes(fertilizer,
by1915%~4711%,2016%~4719%,3617%~49910%and5518%~8010%respectively1Similarly,
invertaseandphosphataseactivitieswereincreasedby1013%~2816%respectively1Inaddition,en-
zymeactivitiesofsoilweresignificantlyrelatedtosoilnutrients1Theresultsofcorrelationanalysisshowedthattheactivityofsoilenzymecouldbeusedasthebiologicalindexofsoilfertilitypropertiesandquality1Keywords:fertilizationregimes;soilenzymeactivity;nutrient;yellowclayeysoil[上接第7页]
[90] 陈义,王胜佳,吴春艳,等1稻田土壤有机碳平衡及其数
学模拟研究[J].浙江农业学报,
2004,16(1):1-61
1997,
8
[91] 崔玉亭,韩纯儒,卢进登1集约高产农业生态系统有机物
分解及土壤呼吸动态研究[J].应用生态学报,(1):59-641
[92] 金峰,杨浩,赵其国.土壤有机碳储量及影响因素研究进
展[J].土壤,2000,
(1):11-17.
2003,14(8):
[93] 杨景成,韩兴国,黄建辉,等1土地利用变化对陆地生态
系统碳贮量的影响[J].应用生态学报,1385-13901
[94] 张国盛,黄高宝1农田土壤有机碳固定潜力研究进展
[J].生态学报,2005,
25(2):
351-35712004,70:
103-1161
[95] LalR1Agriculturalactivitiesandtheglobalcarboncycle[J].
NutrientCyclinginAgroecosystems,
[96] 刘云慧,宇振荣,张风荣,等1县域土壤有机质动态变化
及其影响因素分析[J].植物营养与肥料学报,(3):
294-3011
2005,11
[97] 林心雄1土壤中有机质分解的控制因素研究[J].土壤学
报,1995,(增刊):41-471
[98] 张彦才,赵哲权1腐解条件对有机物料腐殖化系数的影响
[J].土壤肥料,
1991,
(1):
7-91
[99] 李香兰1安塞新修黄绵土农地有机质分解及土壤速效养分
变化[J].水土保持研究,响[J].生态学杂志,
1996,3(2):29-351
[100] 王清奎,汪思龙,高洪1土地利用方式对土壤有机质的影
2005,24(4):360-3631
2007,
(2):35-381
[101] 李尚中,王勇,樊廷录1农田土壤有机碳转化规律与平衡
研究进展[J].中国土壤与肥料,
Theresearchprogressonsoilorganiccarbon
RENJun1,2,GUOJin-ru2i,BIANXiu-zh2i,YANXiao-gong2,LIUZhao-jian2,WUJing-gui1*University,
JilinChangchun130118;2.
JilinAcademyofAgriculturalSciences,
(1.
JilinAgriculturalilluminatedthe
JilinChangchun130124)
Abstract:Thispaperreviewedtheresearchprogressandtrendofsoilorganiccarbonathomeandabroad,wellasitsaffectingfactors,carbon1
Keywords:soilorganiccarbon;
organiccarbonpoo;lorganiccarboncycle
storageanddistributionofglobalorganiccarbonpoo,lthecompositionandtransformationregularityofsoilorganiccarbonas
andpointedouttheexistingproblemandfuturedirectionofdomesticresearchonsoilorganic