水溶性有机碳对土壤呼吸强度的影响

水溶性有机碳对土壤呼吸强度的影响

摘要：为分析土壤水溶性有机碳（DOC）对土壤呼吸强度的影响，对3个深度去除DOC土样和原土样进行为期59 d的培养试验，以计算CO2累积释放量的差异。20 cm土样培养过程中，去除DOC土样CO2释放量明显少于原土样；40 cm土样在培养初期小于原土样，后期增加并最终高于原土样；60 cm土壤与原土样无显著差异。研究证明DOC对土壤呼吸有一定影响，且在土壤浅层表现明显，强降水对土表DOC的冲刷可造成土壤呼吸强度的减弱。

关键词：水溶性有机碳（DOC）；土壤呼吸强度；CO2释放量

陆地生态系统碳储量及变化在全球碳循环和大气CO2浓度变化中起着重要作用[1，2]。在陆地生态系统中，土壤碳储量可占到植被的4倍，土壤碳库的动态变化过程包括土壤有机碳矿化和土壤腐殖化过程，对全球碳循环研究较为重要。土壤中水溶性有机碳（DOC）仅占土壤碳库中很小的一部分，但却是其中一种重要的、活跃的成分，它影响着土壤有机质的矿化过程[3]。由于土壤中固态物质较难被微生物降解，而DOC较易被利用，土壤有机碳在矿化前需要经过一个过程，即通过解聚和溶解加入DOC，才能被微生物有效利用[4，5]。DOC 为土壤有机碳的矿化提供必要场所，因此在土壤有机碳矿化过程中具有重要意义。

DOC主要来源于枯落物、微生物、腐殖质及植物根系分泌物[6]。土壤表层DOC来源丰富、周转速度快，研究发现在土壤表层有93%的DOC被矿化，而在土壤深层仅有10%～44%的DOC被矿化[7]。由此可见，DOC在不同深度的更新速率、化学性质存在着差异。目前DOC对土壤碳的矿化及其造成的土壤CO2释放量变化的影响研究较少，研究不同深度DOC在土壤呼吸过程中所起到的贡献有一定意义。此外，气候变暖的大趋势下全球降水的空间格局正发生着变化，有研究发现近年来中国西部的降水总量虽然逐年减少，但强降水次数却有增加趋势[8，9]。高强度降水加大了土壤中DOC的淋溶强度，而DOC淋失后土壤呼吸强度的变化与全球温室气体含量有直接关系。由此可知，DOC对土壤呼吸强度的影响评价研究十分必要。本研究对刺槐林下不同深度的土壤进行去除DOC预处理，运用碱液吸收法测定59 d室内培养过程中CO2释放量，分析DOC在土壤呼吸中的作用，旨在评价DOC对土壤呼吸强度的影响程度。

1 材料和方法

1.1 材料

土样采自陕西省安塞县纸坊沟流域31年生刺槐林，样地海拔1 296 m左右，刺槐胸径23.8 cm，高度15～20 m，郁闭度0.75～0.80，间距4 m×4 m，坡度坡向为21.4 /SWW。林地下部草本植物主要由铁杆蒿（Artemisia gmelinii）、茭蒿（Artemisia giraldii）、达乌里胡枝子（Lespedeza dahuvicus）、长芒草（Stipa

bungeana）等组成。挖掘3个剖面坑采集（20±2）、（40±2）和（60±2）cm深度土样，同深度土样均匀混合后，取1 000 g带回实验室在冰箱内保存。3深度供试验土样总有机碳含量/活性碳含量分别为2.45/0.16、1.98/0.11、1.78/0.06 g/kg。

1.2 方法

称取6组20、40和60 cm深度土样50 g分别放入18个250 mL洁净锥形瓶中，每组包括3深度土样各1个。其中3组在培养前进行去除DOC预处理，称取1 mm筛风干土样50 g放入预先称重的250 mL锥形瓶中，加入去离子水150 mL，在25 ℃下振荡1 h，静置5 h后小心抽去上层水分，称重并调整瓶内水土质量比为1∶1。

另3组土样装入锥形瓶，加入去离子水，调整水土质量比为1∶1，敞口放置两天以恢复微生物活性。将装有5 mL 0.4 mol/L的NaOH溶液的10 mL离心管小心斜靠在每个锥形瓶内，用橡胶塞密封锥形瓶后在（25±5）℃的培养箱黑暗状态下培养，培养前一周每天通气一次，每次30 min，通气过程中注意关闭离心管塞。2～3天随时收集离心管中的碱液，并重新注入同量碱液。抽出的吸收液加2 mL 2 mol/L的BaCl2，摇匀后以酚酞为指示剂，用0.1 mol/L HCl滴定，中和未耗尽的NaOH，通过HCl消耗量来计算CO2的物质的量。培养后期根据前次碱液残留量估算碱液提取间隔，设置一空白锥形瓶做参照。培养时间为59 d，结果取同处理下3组的平均值。

2 结果与分析

试验结果显示（图1），20 cm土样培养过程中去除DOC土样CO2释放量明显少于原土样，59 d后去除DOC土样CO2累积释放量下降了30.1%；40 cm土样培养初期去除DOC土样CO2释放远小于原土样，培养5 d时CO2累积释放量去除DOC样品下降了69.5%，但在培养第8～59天，去除DOC土样CO2释放量增加并最终高于未去除DOC土样，第59天去除DOC土样的CO2累积释放量上升了48.7%；60 cm土壤在59 d培养过程的CO2累积释放量在两个处理间无显著差异。

3 结论与讨论

土壤中有机碳在矿化前要进行解聚和溶解，即在释放CO2前必须先进入土壤溶液[3]，DOC分解的难易程度决定了CO2释放量。去除DOC土样在培养过程中土壤有机碳（SOC）逐渐矿化分解，一部分产物补充了DOC的缺失[10]，因此对比分析的结果决定于原土样DOC和处理样SOC产生DOC的性质差异。本研究中DOC的去除减弱了微生物降解能力，进而抑制了微生物的繁殖，导致土壤呼吸强度减弱[4]。这种趋势在土壤浅层表现得尤为明显，培养过程中SOC 分解产生的DOC并不能维持原有的CO2释放水平；随着土壤深度的增加，土壤样品微生物量和SOC活性逐渐下降，培养过程中SOC新分解DOC产物能够维持甚至超过原有CO2释放水平，造成40和60 cm土样没有明显下降表现[11]。在自然环境下，浅层土壤枯落物碎屑、腐殖质含量较高，微生物活动较为活跃，

导致DOC来源丰富且性质活跃较易分解，而深层土壤中有限的微生物含量导致DOC以较小的速率变化。对陕西黄土高原地区降水变化进行研究发现，从二十世纪九十年代末期以来，陕西省日降水量大于25 mm的强降水日数有增加趋势[10]，在强降水过程中，冲刷作用减弱了表层土壤呼吸强度。由于降水的冲刷作用对深层土壤的影响有限，深层SOC较难受到高强度的冲刷淋洗，表土层SOC 呼吸强度的变化可能造成土壤强降水后呼吸强度的减弱。目前，DOC的移除对土壤呼吸的影响尚无一致的结论，尽管本试验发现在20 cm表土层CO2释放量变化明显，但40和60 cm在培养过程中没有出现一致的变化特点，显示了降水淋失对土壤呼吸强度影响的复杂性。

参考文献：

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土壤呼吸

土壤呼吸 2001-杨昕-一个计算平均土壤呼吸速率和土壤碳密度的简单模型 2002-彭少麟-全球变化条件下的土壤呼吸效应 2003-陈全胜-水分对土壤呼吸的影响及机理 2003-杨晶-土壤呼吸及其测定法 2003-易志刚-森林生态系统中土壤呼吸研究进展 2004-曹裕松-陆地生态系统土壤呼吸研究进展 2004-马秀梅-土壤呼吸研究进展 2004-杨清培-南亚热带森林群落演替过程中林下土壤的呼吸特征 2004-杨玉盛-森林土壤呼吸及其对全球变化的响应 2005-方燕鸿-武夷山不同海拔高度森林土壤呼吸初步研究 2005-王传宽-北方森林土壤呼吸和木质残体分解释放出的CO_2通量 2005-杨金艳-东北东部森林生态系统土壤碳贮量和碳通量 2005-杨玉盛-中国亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响 2005-张东秋-土壤呼吸主要影响因素的研究进展 2005-周小娟-陆地生态系统土壤呼吸_氮矿化对气候变暖的响应 2006-常建国-锐齿栎林土壤呼吸对土壤水热变化的响应 2006-侯琳-森林生态系统土壤呼吸研究进展 2006-康博文-采用Li_6400_09土壤呼吸气室测量树干呼吸的方法改进 2006-栾军伟-森林土壤呼吸研究进展 2006-温洋-模拟硬覆盖对土壤呼吸及植物生长影响研究 2007-陈宝玉-川西亚高山针叶林土壤呼吸速率与不同土层温度的关系 2007-方精云-作为地下过程的土壤呼吸_我们理解了多少_ 2007-寇太记-测定方法和植物生长对土壤呼吸的影响 2007-孙园园-土壤呼吸强度的影响因素及其研究进展 2007-田汉勤-全球变化生态学：全球变化与陆地生态系统 2007-王娓-冬季土壤呼吸_不可忽视的地气CO_2交换过程 2007-徐小锋-气候变暖对陆地生态系统碳循环的影响 2007-张霞-陆面模式中土壤呼吸的研究概况 2008-陈光水-中国森林土壤呼吸模式 2008-冯朝阳-华北山地不同植被类型土壤呼吸特征研究 2008-韩广轩-中国农田生态系统土壤呼吸作用研究与展望 2008-侯琳-秦岭火地塘林区油松_Pinustabulaeformis_林休眠期的土壤呼吸2008-刘洪升-土壤呼吸的温度敏感性 2008-聂明华-城市草坪土壤呼吸冬季日动态特征研究 2008-潘新丽-模拟增温对川西亚高山人工林土壤有机碳含量和土壤呼吸的影响2008-施政-武夷山不同海拔土壤呼吸及其主要调控因子 2008-苏永红-土壤呼吸与测定方法研究进展 2008-唐凯-土壤呼吸研究概述 2008-唐燕飞-土壤呼吸对温度的敏感性研究综述 2008-王光军-枫香_Liquidambarformosa_省略_hora_人工林土壤呼吸及其影2008-严俊霞-植被变化对土壤呼吸与土壤温度和水分关系的影响 2008-杨刚-不同植被类型对土壤微生物量碳氮及土壤呼吸的影响 2008-叶功富-木麻黄人工林土壤呼吸测定方法的比较分析

水溶性有机碳对土壤呼吸强度的影响

水溶性有机碳对土壤呼吸强度的影响 摘要：为分析土壤水溶性有机碳（DOC）对土壤呼吸强度的影响，对3个深度去除DOC土样和原土样进行为期59 d的培养试验，以计算CO2累积释放量的差异。20 cm土样培养过程中，去除DOC土样CO2释放量明显少于原土样；40 cm土样在培养初期小于原土样，后期增加并最终高于原土样；60 cm土壤与原土样无显著差异。研究证明DOC对土壤呼吸有一定影响，且在土壤浅层表现明显，强降水对土表DOC的冲刷可造成土壤呼吸强度的减弱。 关键词：水溶性有机碳（DOC）；土壤呼吸强度；CO2释放量 陆地生态系统碳储量及变化在全球碳循环和大气CO2浓度变化中起着重要作用[1，2]。在陆地生态系统中，土壤碳储量可占到植被的4倍，土壤碳库的动态变化过程包括土壤有机碳矿化和土壤腐殖化过程，对全球碳循环研究较为重要。土壤中水溶性有机碳（DOC）仅占土壤碳库中很小的一部分，但却是其中一种重要的、活跃的成分，它影响着土壤有机质的矿化过程[3]。由于土壤中固态物质较难被微生物降解，而DOC较易被利用，土壤有机碳在矿化前需要经过一个过程，即通过解聚和溶解加入DOC，才能被微生物有效利用[4，5]。DOC 为土壤有机碳的矿化提供必要场所，因此在土壤有机碳矿化过程中具有重要意义。 DOC主要来源于枯落物、微生物、腐殖质及植物根系分泌物[6]。土壤表层DOC来源丰富、周转速度快，研究发现在土壤表层有93%的DOC被矿化，而在土壤深层仅有10%～44%的DOC被矿化[7]。由此可见，DOC在不同深度的更新速率、化学性质存在着差异。目前DOC对土壤碳的矿化及其造成的土壤CO2释放量变化的影响研究较少，研究不同深度DOC在土壤呼吸过程中所起到的贡献有一定意义。此外，气候变暖的大趋势下全球降水的空间格局正发生着变化，有研究发现近年来中国西部的降水总量虽然逐年减少，但强降水次数却有增加趋势[8，9]。高强度降水加大了土壤中DOC的淋溶强度，而DOC淋失后土壤呼吸强度的变化与全球温室气体含量有直接关系。由此可知，DOC对土壤呼吸强度的影响评价研究十分必要。本研究对刺槐林下不同深度的土壤进行去除DOC预处理，运用碱液吸收法测定59 d室内培养过程中CO2释放量，分析DOC在土壤呼吸中的作用，旨在评价DOC对土壤呼吸强度的影响程度。 1 材料和方法 1.1 材料 土样采自陕西省安塞县纸坊沟流域31年生刺槐林，样地海拔1 296 m左右，刺槐胸径23.8 cm，高度15～20 m，郁闭度0.75～0.80，间距4 m×4 m，坡度坡向为21.4 /SWW。林地下部草本植物主要由铁杆蒿（Artemisia gmelinii）、茭蒿（Artemisia giraldii）、达乌里胡枝子（Lespedeza dahuvicus）、长芒草（Stipa

土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响

土壤呼吸的影响因素及全球尺度下温度的影响 土壤呼吸是指土壤释放CO 2的过程, 主要是由微生物氧化有机物和根系呼吸产生, 另有极少的部分来 自于土壤动物的呼吸和化学氧化 土壤生物 活性和土壤肥力乃至透气性的指标受到重视[ 通量（flux）是物理学的用语，是指单位时间内通过一定面积输送的能量和物质等物理量的数量。 二氧化碳通量就是一定时间通过一定面积的二氧化碳的量。 土壤作为 一个巨大的碳库(11394×1018gC[12]), 是大气CO 2的重要的源或汇, 其通量(约68±4×1015gC?a[13])如此巨 大(燃料燃烧每年释放约512×1015gC[14]), 使得即使轻微的变化也会引起大气中CO 2浓度的明显改变。因 此, 在土壤呼吸的研究中, CO 2通量的精确测定已成为十分迫切的问题。 土壤呼吸影响因素：土壤温度，湿度，透气性，有机质含量，生物，植被及地表覆盖，土地利用，施肥，PH，风速，其他因素。诸如单宁酸 [25]、可溶性有机物(DOM)中的 低分子化合物(LMW )[62]等都对土壤CO2释放速率有显著 的影响.,,,采伐，火烧， 有关生物过程的影响 绝大部 分的CO 2是由于土壤中的生物过程产生的。土壤呼吸的实质是土壤微生物、土壤无脊椎动物和植物根系呼 吸的总和 地表凋落物作为土壤有 机质的主要来源以及作为影响地表环境条件——如温度、湿度等因子对土壤呼吸也产生显著作用

土壤呼吸与土壤温度、水分含量之间的关系 在土壤水分含量充 足、不成为限制因素的条件下土壤呼吸与土壤温度 呈正相关(表1)[4, 15, 19, 21, 25～32]。而在水分含量成为限 制因子的干旱、半干旱地区, 水分含量和温度共同 起作用[18, 3 抑制作用的影响 目前已有文献表明对根系和微生物呼吸的抑制作用在土壤空气CO 2浓度较高时会发生 这也就意味着在大气CO 2浓度升高 时, 土壤呼吸也会受到抑制。 土壤呼吸随纬度的变化 从图3可知, 土壤呼吸量随着纬度的增加而逐渐降低, 可得到一拟合方程: y = 1586e- 010237x(R2= 0147) (1) 其中, y 为土壤呼吸量, x 为纬度 温度与土壤呼吸的关系 最终得到全球尺度下温度对土壤呼吸的影响大小的尺度——Q 10值。Q10值表示温度每升高10度,土壤呼吸速率增加的 倍数 [45 - 46 ] 得到了全球森林植被的土壤呼吸速率与年均温的关系, 即: y = 349166e010449x(R3= 0147) (3) 其中, y 为呼吸速率, x 为年均温。 得到了全球范围的Q 10值= 1157。与已报道的各样点的Q 10值相比全球尺度下的Q 10 值较低, 也就是就, 随温度的上升, 呼吸速率的增加较慢一些 土壤呼吸的测量方法问题及其影响 。测量方法可以分为直接测量和间接测量法[51]。直接测量法中又包括静态法和动态法[52]。其中, 由于实 际工作中具体条件的限制, 目前采用较为广泛的是静态法。CO 2的具体测量技术又有碱吸收法和红外吸收

气候变化对土壤呼吸的影响

气候变化对土壤呼吸的影响 随着气候变暖的不断加剧，我们的地球正在经历着前所未有的变化。气候变化 对环境的影响也引起了人们的广泛关注，其中一项重要的影响就是对土壤呼吸的影响。土壤呼吸是指土壤中无机碳以及有机碳的分解代谢，释放出二氧化碳气体的过程。在这篇文章中，我们将探讨气候变化对土壤呼吸的影响以及可能引发的连锁反应。 首先，气候变化对土壤温度的影响直接影响着土壤呼吸。随着气温的升高，土 壤温度也相应上升。温暖的土壤会促进微生物的活动，并提高土壤呼吸速率。微生物是土壤中主要的呼吸源，它们对有机物质的分解代谢会释放出二氧化碳。因此，气候变暖导致的土壤温度升高，使得土壤呼吸速率增加，从而加剧了二氧化碳的释放。这种情况又形成了一个恶性循环，因为更多的二氧化碳释放会进一步加剧气候变暖，从而继续提高土壤温度，进一步加速土壤呼吸。 其次，气候变化还对土壤湿度的分布产生了影响，这也进一步影响了土壤呼吸。随着气候变暖，一些地区的降水模式发生了变化，导致土壤湿润程度的变化。湿润的土壤有利于微生物的生长和活动，进而增加了土壤呼吸速率。然而，干旱的土壤由于减少了水分供应，导致微生物的活动减缓，从而降低了土壤呼吸速率。因此，气候变化引起的湿度变化会直接影响土壤呼吸的水平。 此外，气候变化还会导致土壤中有机物质的含量发生变化，进一步影响土壤呼吸。由于气候变化的影响，地球上的植被分布也发生了变化。一些地区的植被变得枯萎或减少，导致土壤中有机物质的输入减少。同时，由于二氧化碳浓度上升，植物的光合作用增加，导致植物更多地将光能转化为有机物质。这种情况使得土壤中的有机物质含量减少，减少了土壤呼吸的速率。 气候变化对土壤呼吸的影响还可能引发一系列的连锁反应。首先，土壤呼吸产 生的二氧化碳释放到大气中，进一步增加了温室气体的浓度，从而加剧了气候变暖。其次，土壤呼吸的变化会影响土壤中的碳储存量，进而影响到碳的循环和生态系统

水分胁迫对土壤呼吸影响的研究进展

水分胁迫对土壤呼吸影响的研究进展 水分胁迫是指土壤中水分过少或过多，导致植物生长和土壤生物活动受到限制，是影 响土壤生态系统稳定性和功能的重要因素之一。土壤呼吸作为土壤生物活动的重要表现形式，对土壤有机碳分解和释放具有重要影响。近年来，关于水分胁迫对土壤呼吸的影响进 行了大量的研究，本文将对其中的一些研究进展进行概述。 1. 植物对土壤呼吸的影响 水分胁迫直接影响植物的生长和代谢，进而影响植物根系的活动和分泌物质的量和质。研究表明，适度的水分胁迫可以促进植物的生长和代谢，从而增加土壤有机质的输入和分解，促进土壤呼吸的释放。但是过度的水分胁迫则会导致植物根系活动减弱，分泌物质的 减少，从而抑制土壤呼吸的释放。 水分胁迫对土壤微生物的活动也具有重要影响。适度的水分胁迫可以促进土壤微生物 的代谢活动，增加土壤呼吸速率。而过度的水分胁迫则会导致土壤微生物的死亡和寿命缩短，从而减少土壤呼吸速率。 3. 土壤物理和化学特性的改变 水分胁迫还会影响土壤的物理和化学特性，进而影响土壤呼吸的速率。过度的水分胁 迫会导致土壤结构破坏，通气性和水分保持能力降低，从而减少土壤呼吸速率。 2. 水分胁迫对土壤微生物群落的影响 三、水分胁迫对土壤呼吸的管理意义 1. 优化土壤水分管理 以上的研究表明，适度的水分胁迫可以促进土壤呼吸的释放。在农田和林地的管理中，合理的水分管理策略可以促进土壤呼吸的释放，从而提高土壤肥力和作物产量。 2. 提高土壤有机质含量 3. 保护土壤生物多样性 水分胁迫对土壤微生物群落的影响也提示了保护土壤生物多样性的重要性。在农田和 林地的管理中，应该注重保护土壤微生物的多样性，从而促进土壤呼吸的释放。 水分胁迫对土壤呼吸具有重要的影响，可以通过影响植物和微生物的活动，以及土壤 的物理和化学特性，进而影响土壤呼吸的速率。在今后的研究和实践中，应该注重水分胁 迫对土壤呼吸的影响机制和管理意义的深入研究，从而为提高土壤肥力和作物产量提供重 要依据。

干湿交替环境对于土壤中微生物分解有机碳的影响

干湿交替环境对于土壤中微生物分解有 机碳的影响 摘要：该研究清楚地解释了干湿交替环境对于土壤中微生物分解有机碳的影响，并强调了区分有机碳组分在研究干湿交替对土壤呼吸影响中的重要性。未来的研究应阐明不同周转速率的土壤碳库对DWC不同响应的内在机制，并增加田间原位培养和长期培养实验，研究DWC对土壤呼吸的影响。 关键词：微生物；有机碳；土壤；DWC 1.干湿交替对土壤微生物活性和群落结构的影响 土壤微生物是土壤有机质转化和循环的主要驱动力，是植物养分元素的活跃库，在土壤生态系统中起着非常重要的作用。结果表明，土壤水势、PH和氧化还原势的变化对微生物活性和群落结构有重要影响。而土壤含水量的变化控制着土壤水势、PH和氧化还原势的变化，干湿交替条件下的水分状况对土壤微生物活性和群落结构有重要影响。 2.干湿交替对微生物活性和群落结构的影响的主要 历经过程：在土壤干燥过程中，土壤水势的迅速下降引起渗透休克，导致细胞破裂和死亡，并释放出细胞内基质等活性物质，这些活性物质容易被微生物利用;同时，干燥的物理过程破坏了土壤团聚体结构，使土壤表面暴露在空气中。微生物活性随土壤含水量的降低而降低，但随着时间的推移下降程度逐渐减缓。此时土壤微生物以需氧群落为主。干燥土壤的润湿过程可能会导致土壤微生物细胞渗透压的变化，从而导致微生物细胞的溶解或细胞内溶质的泄漏。同时释放物理保护的颗粒状有机碳，提高微生物可利用的有效底物浓度；这部分物质容易被存活的微生物利用，导致微生物数量迅速增加，从而增强微生物活性，微生物群落转化为厌氧型。同时，不同微生物群落对干湿交替的响应也不同。处于休眠期

或孢子状态的老细胞比年轻细胞具有更强的抗干燥能力，干湿交替后土壤微生物 群落中老细胞和生长较慢细胞的比例增加。 干湿交替对微生物活性的影响还与土壤结构、土层和地表覆盖物有关。在干 湿交替过程中，不同的土壤结构对土壤微生物活性的影响不同。土壤干燥过程中，如果土壤表面疏松，微生物只是在干旱胁迫下暂时休眠，土壤湿润时会恢复生物 活性。如果土壤表面紧实，由于土壤表面封闭而产生的干旱和窒息的联合胁迫， 会大大削弱微生物的活性，湿润后土壤的生物活性明显降低。 3.实验设计和样品培养 3.1实验设计 长期撂荒15年的土壤用来代表活性SOC(fallow soil)。15年长期裸地的土 壤被用来代表相对稳定的SOC(bare soil)。经过23年的长期裸地处理和额外 815天的室内培养后的土壤( Zhang et a,2017)被用来代表稳定的SOC( bare-incubation soil)。因此,在本研究中,我们将撂荒SOC称为活性C,将裸地SOC称 为相对稳定C,将裸地+培养的SOC称为稳定C。 培养实验由9个每次10天干湿交替的DWC期和28天延长期组成(图1.1)。 在DWC期,设置了五种水分制度,包括三种恒湿对照(20%,60%和100%WHC)和两种DWC处理(10020%和80-40%WHC),每种处理三次重复。在90天的DWC期后,将所有 处理的含水量调节至60%WHC,维持10天以使五种处理的土壤均达到稳定的外部状态。随后的28天延长时期使所有土壤的含水量保持在60%不变。 图1.1 实验设计示意图,即干湿交替处理和恒湿处理

土壤呼吸影响因素研究进展

土壤呼吸影响因素研究进展 张腾;饶良懿;吕坤珑;李会杰 【摘要】研究土壤呼吸作用对预测大气二氧化碳浓度变化、控制气候变暖具有重要意义.影响土壤呼吸的因素有很多,对于不同时间、空间及不同生态系统,影响因素各不相同.综述了土壤呼吸主要影响因素的研究进展,主要从温度、土壤湿度、土壤质地、土壤pH、土壤氧气及人类活动等因素阐述刘土壤呼吸的影响,为以后土壤呼吸的研究提供参考. 【期刊名称】《广东农业科学》 【年(卷),期】2012(039)008 【总页数】4页(P64-67) 【关键词】土壤呼吸;呼吸强度;影响因素;根呼吸 【作者】张腾;饶良懿;吕坤珑;李会杰 【作者单位】北京林业大学水土保持学院北京100083;北京林业大学水土保持学院北京100083;北京林业大学水土保持学院北京100083;北京林业大学水土保持学院北京100083 【正文语种】中文 【中图分类】S15 温室气体导致的全球变暖是目前人类面临的首要环境问题，CO2是最重要的温室气体，土壤呼吸对大气CO2浓度有很大的影响。土壤有机碳库约1 500 pgC，是

陆地生态系统的最大碳库，约占总量的67%。土壤呼吸是土壤碳输出的主要途径，每年因土壤呼吸而排放约50～75 pgC。研究土壤呼吸作用对预测大气CO2浓度 变化、控制气候变暖具有重要的意义。 土壤呼吸指土壤由于代谢作用而释放CO2的过程，包括3个生物学过程(植物的根系呼吸、土壤微生物的异氧呼吸以及土壤动物呼吸)和一个非生物学过程(少量的土壤有机物氧化而产生的CO2),其中最重要的组成部分是根系呼吸和土壤微生物异氧呼吸[1]。 国外对土壤呼吸控制因子的研究可追溯到19世纪初，主要集中在欧洲和北美。从20世纪70年代开始，国际学者的研究多集中在温带草原、温带森林、亚热带森 林和印度热带草原，提出影响土壤呼吸的因素有自然因素，如温度、湿度、土壤质地、土壤pH等，以及人为因素，如采伐、火烧、施肥等。我国对土壤呼吸控制因子的研究起步较晚，近十几年主要针对森林[2-3]、草原[4]等生态系统类型开展了一些研究工作。 本文综述了土壤呼吸主要影响因子的研究进展，分析了影响土壤呼吸的自然因素和人为因素，为以后土壤呼吸的研究提供参考。 1 土壤呼吸机制及影响因素 土壤呼吸是一个生物化学过程，消耗多种来源的底物。底物是参与生化反应的物质，可为化学元素、分子或化合物，经酶作用可形成产物。根呼吸利用的是细胞间（内）的糖类、蛋白质、脂质及其他基质，而土壤微生物则可利用所有种类的底物。底物转变为CO2的速率与底物的类型有关：简单的糖类很容易被转变，腐殖质酸则很难，需要几百年至几千年，而纤维素、半纤维素、木质素和分类物质介于两者之间。土壤呼吸通常随凋落物的增加而增加[5],这是由于凋落物为微生物呼吸提供了大量 的碳底物。而在区域尺度上，土壤呼吸则与生态系统生产力有关,例如在森林生态 系统中，年土壤呼吸速率与地上部分凋落物产量呈正相关[6]。但目前还很难在底

干湿交替对土壤碳库和有机碳矿化的影响

干湿交替对土壤碳库和有机碳矿化的影响 王苑;宋新山;王君;严登华;王宇晖;周斌 【摘要】水分是影响土壤活性碳库和惰性碳库周转过程的主导因子,而土壤有机碳的周转速率会对气候变化造成潜在的重要影响.以农田水稻土为供试土壤,通过培育试验研究了干湿交替过程对土壤有机碳矿化的影响,并利用两库叠加模型对土壤不同碳库及其降解动力学进行初步评估.结果表明:干湿交替激发了土壤呼吸,增加了土壤微生物代谢活性.三次湿润过程对土壤呼吸的激发量分别为119.3％、159.5％和87.3％,激发效应随干湿交替频率的增加先升高后降低.多次干湿交替后,土壤累积CO2释放量低于恒湿土壤,湿润所引起的激发的矿化量不足以弥补干旱期降低的矿化量.在湿润的数小时内,土壤溶解性有机碳含量先升高后降低.干湿交替提升了土壤活性碳库的降解速率,降低了惰性碳库的降解速率,湿润后土壤活性碳库显著增加.多次干湿交替降低了土壤真菌/细菌比,使土壤微生物群落结构发生变化,细菌成为优势种群. 【期刊名称】《土壤学报》 【年(卷),期】2014(051)002 【总页数】9页(P342-350) 【关键词】干湿交替;土壤呼吸;活性碳库;惰性碳库;土壤微生物 【作者】王苑;宋新山;王君;严登华;王宇晖;周斌 【作者单位】东华大学环境科学与工程学院,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;东华大学环境科学与工程学院,上海201620;中国水利水电科

学研究院水资源研究所,北京100044;东华大学环境科学与工程学院,上海201620; 东华大学环境科学与工程学院,上海201620 【正文语种】中文 【中图分类】S153.6 由于化石燃料的燃烧和土地利用方式的变化，全球大气CO2浓度持续增加。作为重要温室气体，CO2源、汇及通量变化近年来受到广泛关注。土壤是仅次于海洋 的第二大有机碳库，其较小的变幅即能引起 CO2浓度较大的波动［1］。土壤呼 吸释放CO2作为土壤碳库周转过程中唯一碳输出途径，在陆地生态系统碳循环过程中起着极其重要的作用［2］。土壤水分是土壤有机碳矿化的主要影响因素［3］。在全球气候变化背景下，土壤频繁经历长时间的干旱和迅速的降水再湿润过程。长时间干旱后的强降雨会使土壤微生物量和土壤呼吸产生明显的激发效应，土壤碳排放在短时间内突然升高［4］。这种激发效应可能会引起潜在的土壤碳流失，影响土壤碳储量和碳循环，进而对全球气候变化产生潜在影响［5］。 根据土壤有机碳周转速率的快慢，土壤有机碳库可分为活性碳库和惰性碳库［6］。通过影响有效养分供应和周转，活性碳库可能会改变微生物生物量及其活性，从而改变土壤微生物生态系统的群落结构和生产力［7］;而土壤惰性碳库则影响长期土壤碳储备［8］。不同的土壤碳库可能对干湿交替产生不同的响应。一些研究表明，活性碳库对土壤水分、温度以及植物群落结构的变化非常敏感［9］。土壤干旱可能会限制植物和微生物生长，降低土壤有机质分解速率［10］。而干湿交替则会 加速土壤碳循环，释放不稳定碳，减小活性碳库［11］。而目前对这方面的研究 仍然较少，影响机制尚不清楚。 为了探究干湿交替过程对土壤碳库的影响以及土壤微生物在其中的作用，本文通过

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响

不同植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸的影响 闫宝龙;赵清格;张波;李雅璐;赵鹏武;张昊 【摘要】不同植被类型影响地表覆盖和土壤特性,进而可能会改变生态系统碳循环.为了揭示植被类型对土壤理化性质和土壤呼吸碳排放的影响,本文通过测定并分析大兴安岭南段蒙古栎(Quercus mongolica)林、林缘草地、华北落叶松(Larix pricepis-ruprechtii)人工林、山杏(Armeniaca sibirica)灌丛和山荆子(Malus baccata)林5种植被类型的土壤理化性质和土壤碳通量,探讨了不同植被类型中土壤特性和土壤呼吸的变化.结果表明,土壤全氮、速效磷和有机碳均表现为山荆子林显著高于其他植被类型.生长季的土壤温度呈单峰趋势,在8月份达到最高;土壤含水量呈先升高后下降再升高的趋势,其范围在0.77～1.18 cm3·cm-3之间;土壤呼吸速率与土壤温度的变化趋势一致,各植被类型均在8月份达到峰值,以山杏灌丛的土壤呼吸速率最大(9.778 μmol·m-2·s-1),分别是山荆子林、林缘草地、蒙古栎林和华北落叶松人工林的1.25、1.37、1.84和1.87倍.单因素方差分析表明,生长季的各个月份的土壤呼吸速率在不同植被类型间有显著差异;华北落叶松人工林生长季土壤呼吸的排放量最低;生长季土壤呼吸速率与土壤温度和含水量均呈显著正相关关系.因此,大兴安岭南段的不同植被类型是影响生长季土壤碳排放的主要生物因子,而土壤温度是其主要的非生物因子.该研究可为植被类型的科学管理提供科学依据,对植被碳排放的进一步理解具有一定的意义.%Different vegetation types with different coverage have an impact on the soil properties and further alter the carbon cycling of ecosystems.In order to reveal the effects of vegetation types on the soil physicochemical properties and carbon emissions of soil respiration,soil physicochemical properties and soil carbon flux of 5 vegetation types were measured in southern part of

土壤活性有机碳的研究进展

土壤活性有机碳的研究进展 郑红 【摘要】土壤活性有机碳（Soil active organic carbon）是陆地生态系统的重要组成成分,在陆地碳循环研究中具有非常重要作用。土壤活性有机碳的组分为：微生物有机碳、溶解性有机碳、矿化有机碳、易氧化有机碳和轻组有机碳等。主要综述了代表很大比例土壤有机碳库的土壤活性有机碳的表征、分组及影响土壤活性有机碳周转的主要因素,如水分、湿度、温度、季节和土地利用方式等。%Soil active organic carbon,as a main component of terrestrial ecosystem,plays a very important role in terrestrial soil carbon cycle.The active organic carbon in soil involved microbial biomass carbon,dissolved organic carbon,mineralizable carbon,oxidizable carbon,and light fraction.This paper summarized characteristics and significance of Soil active organic carbon,which represented a high proportion of soil organic carbon pool,primary factors of the influencing Soil active organic carbon turnover,Based on this,season,humidity,land use,etc. 【期刊名称】《中国林副特产》 【年(卷),期】2011(000)006 【总页数】5页(P90-94) 【关键词】活性有机碳;分组;表征;影响因素 【作者】郑红 【作者单位】东北林业大学,哈尔滨150040

土壤水溶性有机碳研究概述

土壤水溶性有机碳研究概述 土壤是地球上生命力量的来源和养分库，其中水溶性有机碳是影响土壤性质和作物生长的重要因素。随着农业生产和城市化进程的加速，土壤水溶性有机碳的研究已成为目前土壤科学和环境科学的热点之一。本文将从以下几个方面对土壤水溶性有机碳的研究现状和未来发展进行概述。 一、土壤水溶性有机碳的来源与特性 土壤水溶性有机碳是指在土壤水中可溶解的有机物质，包括植物残体、根系排泄物、微生物代谢产物等。其化学性质复杂，主要包括低分子量有机酸、糖类、氨基酸等。其含量通常与土壤的有机质含量、土壤微生物活性、土壤酸碱度等因素密切相关。目前，国内外研究都表明，土壤水溶性有机碳可以作为土壤质量指标，具有重要的科学和应用价值。 土壤水溶性有机碳含量的变化受到许多因素的影响，包括土壤pH值、微生物活性、土壤质地、土壤水分状况等。其中，土壤pH值对土壤水溶性有机碳的影响最为显著。大多数研究表明，当土壤pH值降低到一定程度时，土壤水溶性有机碳含量开始增加。此外，气候变化和人类活动对土壤水溶性有机碳的影响也受到越来越多地关注。例如，干旱、洪涝等气候事件引起的土壤水分波动会影响土壤水溶性有机碳的含量和组成。 土壤水溶性有机碳含量的变化会影响土壤的物理、化学和生物性质。首先，土壤水溶性有机碳可能影响土壤水分状况，使土壤保持一定的水分含量；其次，土壤水溶性有机碳能够与无机物质形成复合物，影响土壤的肥力和养分利用效率；最后，土壤水溶性有机碳对土壤微生物活性和群落结构也有一定的影响。因此，了解土壤水溶性有机碳的含量和特性，对于生态环境保护和科学农业生产都至关重要。 未来，需要深入研究土壤水溶性有机碳的动态变化规律和作用机制，建立基于土壤水溶性有机碳含量的土壤肥力、微生物群落结构等指标，探究土壤养分利用效率的提高与有机肥料的使用量之间的关系。此外，需要进一步推进与土壤水溶性有机碳相关的先进仪器和方法的开发，逐步建立规范和标准的测量方法，保证数据的可靠性和科学性。 总之，土壤水溶性有机碳的研究是土壤科学和环境科学领域的重要方向之一，其在推进农业生产和保护生态环境方面具有重要的科学和应用价值。为了更好地研究土壤水溶性有机碳，需要深入探究其来源、特性、影响因素等方面，并建立规范的测量方法和指标，以推动其相关研究的可持续发展。

凋落物添加和不同降水梯度对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响

凋落物添加和不同降水梯度对科尔沁沙质草地土壤呼吸 的影响 凋落物添加和不同降水梯度对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响 摘要：土壤呼吸是土壤生态系统中重要的物质循环过程之一，对于了解土壤有机碳的动态变化和碳循环具有重要意义。本研究通过田间调查和室内土柱实验，探究了凋落物添加和不同降水梯度对科尔沁沙质草地土壤呼吸的影响。结果表明，凋落物添加和降水梯度对土壤呼吸有显著影响，但其影响机制存在差异。 一、引言 土壤呼吸是土壤有机碳分解释放二氧化碳的过程，是土壤生态系统的重要功能之一。过去的研究表明，土壤呼吸受到多种因素的影响，如温度、湿度、有机碳含量、植被类型等。然而，凋落物添加和降水梯度对土壤呼吸的影响还未得到充分的研究。 二、材料与方法 1. 实验地点和样地选择 在科尔沁沙质草地选取了5个不同类型的样地，包括无凋落物添加和不同降水梯度处理。 2. 实验设计 将样地随机分为两组，一组进行凋落物添加实验，另一组不添加凋落物。每组再根据不同降水梯度（降水量减少10%、20% 和30%）划分为三个处理。 3. 田间调查 对样地的土壤温度、湿度、有机碳含量等指标进行监测。 4. 室内土柱实验

将采集的土壤样品装填至土柱中，设置不同降水梯度下的土壤呼吸实验，并测定二氧化碳排放量。 三、结果与讨论 1. 土壤呼吸受凋落物添加和降水梯度的显著影响。 研究结果显示，凋落物添加显著增加了土壤呼吸速率，而不同降水梯度对土壤呼吸速率具有一定的抑制作用。凋落物的添加可以提供更多的有机质和养分，促进土壤微生物的活动，从而增加土壤呼吸速率。而降水减少会减缓土壤呼吸速率，可能是因为缺水导致土壤微生物活动降低。 2. 影响机制的探讨 凋落物添加增加土壤呼吸速率的主要机制是通过提供有机质和养分来刺激土壤微生物的活动。而降水减少导致土壤呼吸速率减缓可能是因为缺水导致土壤微生物活动降低。此外，凋落物添加和降水梯度还可能通过改变土壤温度和湿度等环境因子对土壤呼吸产生影响。 四、结论 本研究结果表明，凋落物添加和不同降水梯度对科尔沁沙质草地土壤呼吸具有显著影响，但其影响机制存在差异。凋落物的添加可以促进土壤呼吸速率的增加，而降水减少会减缓土壤呼吸速率。这些结果对于深入理解土壤呼吸的影响因素和碳循环机制具有重要意义，并对科尔沁沙质草地的生态恢复与管理提供了科学依据。需要进一步的研究来探讨凋落物添加和降水梯度对土壤呼吸影响的更具体机制 本研究结果表明，凋落物添加和降水梯度对土壤呼吸速率具有显著影响。凋落物的添加可以显著增加土壤呼吸速率，可能是通过提供有机质和养分刺激了土壤微生物的活动。而降水

光合作用和呼吸代谢对土壤有机碳质量的影响研究

光合作用和呼吸代谢对土壤有机碳质量的影 响研究 土壤是生态系统的重要组成部分，其中有机碳是土壤质量评价的重要指标。而 光合作用和呼吸代谢是影响土壤有机碳质量的两个重要因素，因此对它们的研究非常有必要。 光合作用是植物利用光能合成有机物质的过程，是生态系统物质循环的基础， 对土壤有机质的形成和积累有重要作用。通过光合作用，植物将CO2和水转化为 有机物质，而有机物质在植物代谢后会大量输入到土壤中。土壤微生物分解这些有机物质，释放出CO2和其他营养元素，与土壤中的矿质物质组成有机-无机复合体，形成有机碳质量。 研究表明，光合作用为土壤有机碳质量的形成和积累提供了基础物质。在生态 系统中，光合作用的速率与影响土壤有机碳质量有很大关系。光合作用速率受气候因素、植物生长状况、土壤养分状态等多种因素影响。 首先，气候因素是影响光合作用速率的重要因素。气温、光照强度和相对湿度 等气候要素，会影响光合作用的速率和植物生长发育，进而影响土壤有机碳的质量。例如，在水稻生长季节中，温度和光照最佳时会促进光合作用速率，加速有机物质的输入，促进土壤有机碳的积累。而在温度和光照条件不好时，光合作用速率减缓，土壤有机碳积累也随之减缓。 其次，植物生长状况是影响光合作用速率的重要因素。不同的植物类型和物种 具有相应的光合作用速率和碳输入量，不同的生长阶段也会影响光合作用速率。植物的类型和生长状况决定着土壤有机碳的输入量和质量。例如，在森林环境下，老林凋落物质和树叶经过微生物分解会形成土壤有机碳，并参与到生态系统的碳循环中。

最后，土壤养分状态也是影响光合作用速率的重要因素。土壤中养分的丰富程度会影响植物对养分的吸收，进而影响植物的生长和代谢活动。土壤养分对土壤有机碳的质量和数量影响较大。 与光合作用不同，呼吸代谢是植物、微生物和动物向大气释放CO2的过程。通过呼吸代谢，土壤微生物有效地分解有机物质并释放大量的CO2气体，也会影响土壤有机碳质量。呼吸作用进一步推动了碳循环，在土壤和大气之间形成了生态系统的碳平衡。 研究表明，呼吸代谢也会对土壤有机碳质量产生影响。土壤呼吸速率是决定土壤微生物活性的重要指标，也是反映土壤有机碳分解和利用能力的指标。呼吸速率受土壤温度、水分、质地和有机质等多种因素影响。例如，在土壤温度和水分条件适宜的情况下，呼吸速率相对较高，微生物代谢活动旺盛，土壤有机碳分解和转化也会相应加速。 总之，光合作用和呼吸代谢对土壤有机碳质量的影响是双向的。光合作用提供土壤有机碳的原料和能量，促进了有机碳的积累。呼吸代谢则分解和释放了土壤有机碳，使有机碳在土壤和大气之间保持平衡。因此，探究光合作用和呼吸代谢对土壤有机碳质量的影响，有助于深入了解生态系统的碳循环规律，为土壤质量保护和生态系统管理提供科学依据。

水溶性有机碳

水溶性有机碳（water-soluble organic carbon，缩写 WSOC）通常是指能通过 0.45 μm 微孔滤膜的水溶性有机物质[1]，仅是一个操作上的定义，没有一定的化学内涵。WSOC 虽然只占土壤有机碳的很少部分，但它却是土壤微生物可直接利用的有机碳源[2]，并且它还会影响土壤中有机和无机物质的转化、迁移和降解，如影响重金属[3]和农药[4~5]在土壤中的迁移以及土壤对 P 和 SO42-等无机离子的吸附等[6~8]。 水溶性有机碳(WSOC) 指能通过0.45μm 微孔滤膜的水溶性有机物质。WSOC虽然只在土壤有机碳中占很少一部分，但是它却是土壤微生物可以直接利用的有机碳源，同时它还会影响土壤有机物和无机物的转化、迁移和降解等，例如影响农药和重金属在土壤中的迁移以及土壤对SO42-和P等离子的吸附。 森林土壤有机碳库在调节大气CO2浓度水平和温室效应中的作用越来越受到人们的关注[1],而土壤有机碳由生物有效性不同的各组分组成[2]。土壤水溶性有机碳(WSOC)作为土壤有机碳最活跃的组成部分,对于调节土壤阳离子淋失、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤化学、物理和生物学过程具有重要意义[3]。同时,土壤水溶性有机碳的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径,作为一项环境指标,对研究碳循环和环境变化有重要的意义[4]。空间变异对生态系统过程的影响成为目前生态学研究中的重要主题之一,山地区域海拔梯度的变化为研究生态系统过程的空间异质性提供了条件[5]。 土壤是生态系统中最大的C库，全球有机C总储量约为1500 Pg，约为陆地植物C储量（500~600 Pg）的3倍，大气C储量（750 Pg）的2倍多（Schlesinger & Andrews，2000）。每年土壤呼吸向大气释放的CO2量约占大气CO2总量的10%左右，是大气CO2的重要来源（Raich & Potter，1995）。因此，土壤有机C库的细微变化都将可能引起大气CO2浓度的明显改变（Lal，2001）。生态系统土壤有机C库根本上取决于光合作用合成有机物和土壤生物分解有机物的平衡，共同受控于温度和湿度，但由于合成和分解过程对温度和湿度的灵感性存在差异，因此，从全球尺度看，土壤有机C密度存在很大的空间变异（Post et al.，1982）。目前，全球变暖（Davidson & Janssens，2006）、土地利用变化（Searchinger et al.，2008）、森林砍伐（Dixon et al.，1994）、农业活动（West & Post，2002；Lal，2004）等对土壤C库的影响及其相关机制已有比较深入地了解，但城市化到底如何影响土壤C储量的研究非常有限（Foley et al.，2005；Koerner & Klopatek，2010）。 以此同时森林土壤有机碳库在调节大气CO2浓度水平和温室效应中发挥的作用越来越受到人们的关注，土壤有机碳由生物有效性各不相同的各组分组成。WSOC 虽然只占土壤有机碳的很少部分，但其作为土壤有机碳中最为活跃的组成部分存在。WSOC是土壤微生物可直接利用的有机碳源，且其对于调节土壤阳离子淋失、有机物和无机物间的转化、迁移、降解、矿物风化、土壤微生物活动以及其他土壤理化和生物学过程都具有重要意义。同时WSOC的淋溶是土壤有机碳损失的重要途径，且作为一项环境指标，对研究碳循环和环境变化具有重要的意义。而随着地球生态系统碳循环问题受到广泛关注，作为土壤活性碳组分之一的土壤水溶性有机碳逐渐引起人们的重视。王连峰等[5]对庐山地区部分阔叶林土壤研究发现，WSOC含量在0~40 cm土层降低，而在40~80 cm土层升高。王艮梅等[6]研究证明，与施化肥对照处理相比，施有机肥后土壤WSOC含量明显增加。杨长明等[7]研究也发现，秸秆和厩肥与化肥配施显著增加潮土土壤WSOC含量。 chisrt等〔7〕对森林土壤的研究发现,随着淋溶次数的增多,淋洗出的wsoc的总量增加;随着温度的升高,土壤中淋洗出的wsoc的量也增加。wang等〔8]研究发现,冻融作用和淹水处理都会增加土壤中WSOC的淋溶损失。zsolnay等(9〕发现,降雨量少的年份采集的土壤样品中WSOC的含量比其他年份有明显的增加(增加约33%),增加的幅度与每年施N175kg/hm-2的有机肥料效果相当。姜培坤等[11]研究发现,雷竹林地冬季地表增温覆盖措施能够增加土壤

土壤水溶性有机碳研究概述

土壤水溶性有机碳研究概述 土壤水溶性有机碳是指土壤中溶于水的、含有有机碳的化合物。它是土壤有机碳的一 个组成部分，是土壤养分和碳循环的重要组成部分。随着全球变暖和气候变化的不断加剧，土壤水溶性有机碳受到了越来越多的关注。本文将从以下几个方面对土壤水溶性有机碳的 研究进行概述。 土壤水溶性有机碳的来源主要包括土壤有机质分解、植物残渣分解、根系分泌、微生 物代谢产物等。其中，土壤有机质分解是最主要的来源，约占水溶性有机碳总量的 60%~90%。 土壤水溶性有机碳对土壤的生态功能和水文学过程有很大的影响。首先，它是促进土 壤微生物生长和代谢的重要营养素，对土壤微生物群落结构和生态功能有着不可替代的作用。其次，它对土壤的保水能力、土壤结构和稳定性有良好的贡献。同时，土壤水溶性有 机碳还能够影响土壤中其他元素的生物利用和迁移。 土壤水溶性有机碳的研究方法包括化学分析法、色谱分析法、光谱学方法等。其中， 色谱分析法是最常用的研究方法之一，主要利用液相色谱、气相色谱对不同化合物进行分 离和检测。光谱学方法则是一种无损分析技术，主要应用于土壤中水溶性有机碳的分析和 结构研究。 四、土壤水溶性有机碳的空间分布特征 土壤水溶性有机碳的空间分布特征受到土壤类型、植被类型、微生物和土地利用方式 等因素的影响。研究表明，土壤水溶性有机碳浓度随着土壤深度的增加而降低，但在垂直 方向上呈现出一定的差异性。同时，土地利用方式的改变也会导致土壤水溶性有机碳的分 布变化，例如农耕土壤中水溶性有机碳浓度高于草原土壤。 土壤水溶性有机碳的演化过程主要包括化学物质作用、生物作用和物理作用等。其中，化学物质作用是指水溶性有机碳与土壤中的无机物质相互作用而发生的化学变化；生物作 用则是指土壤微生物和植物根系对水溶性有机碳进行分解和转化的过程；物理作用则是指 土壤中水溶性有机碳的迁移、吸附和解离等过程。 综上所述，土壤水溶性有机碳是土壤中重要的养分和碳汇，对土壤生态环境和人类社 会的可持续发展有着重要意义。未来研究需要进一步探讨土壤水溶性有机碳的来源、作用 机制和演化规律，为保护土壤生态系统健康和提升土地质量提供科学依据。

土壤有机碳损失及影响因子研究进展

土壤有机碳损失及影响因子研究进展 摘要：综述了国内外关于土壤有机碳储量及分布、土壤有机碳组成及分组、 土壤有机碳的迁移和流失产生的机理及其后果、土壤有机碳矿化及其影响因素、外源物质对土壤有机碳矿化的激发效应及其机理等方面的研究进展。 关键词：土壤有机碳；迁移；流失；矿化；激发效应

1.全球土壤有机碳储量及分布概况 土壤有机质（SOM）是由一系列存在于土壤中组成和结构不均一、主要成分为Ｃ和Ｎ的有机化合物组成。土壤有机质中所含碳为土壤有机碳。现有土壤有 机碳的含量是土壤有机碳分解速率、作物残余物数量、组成植物根系及其他返还至土壤中有机物的函数。 1977年, Bolin根据不同研究者发表的美国9个土壤剖面的碳含量，推算全球土壤有机碳库存量为710Ｇｔ( 1Ｇｔ=109ｔ=10 15ｇ=1Ｐｇ）；1976年，Bohn 利用土壤分布图及相关土组的有机碳含量，估计出全球土壤有机碳库储量2 946Ｇt，1982 年, Bohn和Schleisinger分别重新估计全球SOC库储量为2200Gt和1500Gt(土层深度为1ｍ)；1996年，Batjes将世界土壤图按经度、纬度划分为基本网格单元，计算出全球1ｍ土层的有机碳贮量为1462～1 548Gt。目前，普遍认可和引用的全球土壤有机碳储量为1400～1500Gt。其他学者研究还表明，在2～3ｍ深度范围的土层中还贮存着约842Gt的有机碳。 土壤有机碳储量在不同类型、不同植被覆盖土壤中差异较大。Houghton研究表明，全球热带森林土壤中有机碳储量为187Gt，温带森林为117Gt，极地森林为241Gt，热带疏林及稀树草原为88Gt，温带疏林草原为251Gt，沙漠为108Gt 冻土苔原为163Gt，耕地为131Gt，湿地为145Gt。Trumbor研究表明，热带土壤0～23cm土层的碳储量与温带土壤相似，但热带土壤在深层存有更多的碳。森林植被下，表土层( 2～7cm)的有机碳含量可达到368mg/kg，其下深厚的腐殖质层(约40～70 cm)的有机碳含量已较上层急剧减少；草本植被下，土壤有机碳的剖面变化较平缓；灰钙土、漠钙土因植物生物量很少，分解又很强烈，因而全剖面 各土层的碳含量均极低[1]。 2.土壤有机碳组成 土壤有机质包括土壤腐殖质、动植物残体和活的有机体(包括土壤动物、作物根系和微生物体)。土壤腐殖质按化学分组可分为2类：①碳水化合物、碳氢化合物如石蜡、脂肪族有机酸、酯类、醇类、醛类、树脂类和含氮化合物等非腐殖质类物质；②土壤特有的腐殖质类物质，根据颜色和溶解性一般被分为富非酸、胡敏酸、胡敏素。土壤中未分解的动植物残体和活的有机体被称作有机残体或土壤有机物，其中一部分是土壤动物和作物根系，另一部分是土壤微生物体[1]。3.土壤有机碳储量的变化 土壤中的碳包括有机碳(Organic Carbon)和无机碳(Inorganic Carbon)，其中以