有机碳矿化

摘要： 为了解土壤有机碳矿化的研究进展和未来发展趋势,以Web of Science核心合集数据库中1045篇土壤有机碳矿化的研究论文为数据源,通过CiteSpace、VOS viewer和GIS分别以发文数量、总/平均被引频次等为指标,对国家、机构、作者等进行了分类与可视化展示。结果表明:1982—2020年间,土壤有机碳矿化研究的发文数量不断增长,尤其是1993—2019年。美国总发文量第一且中介中心性较高,影响力较大;中国在2016年后年均发文数量第一但需加强科研创新性;目前形成了联系紧密的核心作者群,研究机构以中国科学院发文数量最多,但国家以德国和法国的国际影响力最大。土壤有机碳矿化的研究是基于多个学科、多个领域的知识相互融合而开展的,研究热点集中在土壤类型、环境因素和土地利用的变化对土壤有机碳的矿化量、周转情况及时空分布特征的影响上。未来应加强不同条件下土壤有机碳矿化的内在机制与模型研究,同时应更加注重对激发效应、土壤侵蚀以及外源碳氮添加等研究主题的关注度。

摘要： 依托长期定位施肥(2011—2018年)试验,采用团聚体湿筛及室内培养碱液吸收法,研究了不同施肥模式对黄泥田土壤团聚体稳定性及有机碳矿化的影响。结果表明:(1)有机物料投入下的两种施肥模式(CM:控释BB肥配施牛粪,RS:化肥配施秸秆)较单施化肥(NPK)模式显著提高了黄泥田土壤团聚体的稳定性,并显著提高了土壤有机碳含量(22%—33%);(2)与NPK处理相比,RS与CM处理使土壤有机碳矿化速率分别提高了18%和23%,有机碳累积矿化量分别提高了18%和24%,有机碳潜在矿化量分别提高了16%和33%,土壤有机碳累积矿化率分别降低了5.2%和4.1%;(3)大团聚体(>2.00 mm)有机碳含量最高,微团聚体(中团聚体>微团聚体的特征,而在矿化后期呈现相反的变化特征。黄泥田土壤有机碳的矿化累积与团聚稳定性呈显著正相关关系,不同粒径团聚体有机碳固持能力也呈大团聚体>中团聚体>微团聚体的特征。长期有机培肥(RS与CM)可以提高黄泥田水稻土团聚体的稳定性及潜在有机碳矿化量与有机碳周转速率,提高土壤有机碳固持能力,其中一次性基施控释BB肥配施牛粪的施肥模式最有利于黄泥田良好土壤团聚体结构的形成与有机碳的累积。

摘要： 酸雨污染已成为威胁土壤和植物健康的全球性环境问题。为探究酸雨对我国亚热带森林土壤有机碳矿化的影响,选取南京紫金山区域酸碱性不同的森林土壤,通过室内培养试验,以仅添加纯水(CK)和纯水+凋落叶(T0)为对照,模拟凋落叶添加后,pH分别为1.65(T1)、3.67(T2)、5.55(T3)的酸雨对土壤有机碳矿化的影响。结果表明,碱性土壤条件下,各处理CO_(2)累积排放量为1.67~3.35 g·kg^(-1),表现为T3>T2>T1>T0>CK;而在酸性土壤中,CO_(2)累积排放量为0.99~3.90 g·kg^(-1),表现为T3>T0>T2>CK>T1。与CK相比,添加凋落叶(T0)后,酸性、碱性土壤CO_(2)累积排放量分别增加了41.20%和71.72%。轻度酸雨(T3)能促进CO_(2)排放,加快凋落叶的分解;重度酸雨(T1)会显著抑制酸性土壤有机碳和凋落叶的矿化(P<0.05),但加速了碱性土壤有机碳和凋落叶的矿化;而中度酸雨(T2)对两类土壤的土壤呼吸、凋落叶分解的抑制或促进作用均未达显著水平。凋落叶的添加会显著增加碱性土壤的CO_(2)排放,但对酸性土壤CO_(2)排放的影响因模拟酸雨pH的差异而不同。总体而言,不同强度的酸雨对碱性土壤有机碳矿化有促进作用;而在酸性土壤中,除轻度酸雨外,其他强度的酸雨均抑制了土壤有机碳矿化。

摘要： [目的]通过研究添加外源有机物对不同施肥条件下水稻土有机碳矿化及形态的影响,探究不同施肥措施对水稻土有机碳稳定性的影响,为水稻土的合理碳管理施肥提供参考。[方法]以江苏溧阳白土(4年定位试验)和如皋高砂土(11年定位试验)2种典型水稻土为研究对象,各选取4个不同肥料处理的耕层(0~15 cm)土样,各处理分别为不施肥(CK)、农民习惯施肥(N 300 kg·hm^(-2),FFP)、优化施肥(N 240 kg·hm^(-2),OPT)和牛粪替氮(OPT施肥基础上牛粪替代20%化学氮肥,CMSN),采用室内培养法(培养周期60 d)研究添加外源有机物(玉米秸秆)对土壤CO_(2)排放动态、总有机碳、活性碳库等含量及激发效应的影响。[结果]添加玉米秸秆可显著提高水稻土土壤有机碳的矿化速率,白土FFP处理土壤CO_(2)排放量较CK降低8.75%,高砂土OPT和CMSN处理土壤CO_(2)排放量较CK分别提高30.38%和13.38%。培养初期,除高砂土的CMSN处理产生负激发效应外,其他土壤均表现出正激发效应,其相对激发效应随培养时间逐渐降低。添加玉米秸秆可显著提高各处理土壤总有机碳含量,白土的FFP和OPT处理及高砂土的OPT和CMSN处理提高效果显著。相比于未施肥土壤,白土CMSN处理和高砂土FFP处理显著提高可溶性有机碳含量;白土和高砂土的FFP和OPT处理显著提高微生物量碳含量;施肥可以提高白土颗粒态有机碳含量,CMSN处理提高效果最显著,高砂土只有OPT处理提高了颗粒态有机碳含量;2种水稻土的各个施肥处理对易氧化态有机碳含量没有显著影响。[结论]添加玉米秸秆可以提高所有处理土壤的有机碳矿化速率、土壤总有机碳和活性碳库组分含量,其中CMSN处理在2种土壤中均产生较低的正激发效应或负激发效应,更有利于土壤有机碳固存。

摘要： 为研究碳酸钙和温度对土壤有机碳矿化的影响,以贵州典型黄壤为对象,通过60 d室内矿化培养试验,研究15、25°C和35°C下13C标记碳酸钙(30 g·kg-1)对土壤有机碳矿化及其温度敏感性的影响。结果表明:不同处理的土壤CO_(2)释放速率均在第1 d达到峰值,随后迅速减小,在15~60 d时趋于稳定。碳酸钙抑制了土壤原有有机碳的矿化(P35°C(19.36%)>15°C(13.81%)。黄壤有机碳矿化温度敏感性(Q_(10))变化范围在0.90~1.69。添加碳酸钙对Q_(10)值无显著影响,但温度对Q_(10)值有显著影响,25~35°C体系下Q_(10)值高于15~25°C。研究表明,在15~35°C范围内,外源碳酸钙抑制了黄壤有机碳的矿化,且外源碳酸钙对黄壤有机碳矿化的影响效果显著强于温度的影响。

摘要： 【目的】研究不同温度制备生物炭与秸秆配施对设施菜地土壤有机碳矿化特征及土壤理化性质的影响。【方法】以北京郊区设施菜地土壤为研究对象,进行室内矿化培养试验。【结果】生物炭与秸秆配施显著提高土壤有机碳矿化速率和累积矿化量,而单施生物炭对两者影响较小。添加300°C生物炭处理的土壤有机碳累积矿化量比添加600°C生物炭的处理高2.6%~17.6%,土壤有机碳累积矿化量随着秸秆添加量的增加而增大。生物炭的添加降低土壤有机碳的相对矿化潜力,额外添加等量秸秆也未能完全抵消生物炭对土壤有机碳相对矿化潜力的抑制作用。单施生物炭和生物炭与秸秆配施均显著提高土壤pH值和电导率。与单施生物炭相比,生物炭与秸秆配施对土壤有机质、碱解氮、有效磷含量的提升效果更为显著。【结论】施用生物炭对提高设施土壤有机质含量和碳库稳定性、促进固碳减排具有重要意义。而生物炭与秸秆配施不仅能够发挥生物炭的固碳功能,也能够提供更多的有效养分,更有利于改善设施土壤质量和促进土壤养分平衡。

摘要： 在重庆境内,遂宁组(J_(3)s)钙质泥岩发育水耕人为土的剖面分异多不明显,而石灰岩发育水耕人为土则不尽如此,其原因尚不明确。为此,以上述两类母岩在不同坡位发育的水耕人为土为研究对象,分析水耕条件下钙质泥岩和石灰岩发育土壤的发生特征及系统分类归属,并以有机碳矿化特性为切入点,探讨其成因。结果表明,从中坡至坡麓,钙质泥岩发育的水耕人为土(CS)结构面上均仅有少量锈斑且游离铁的垂直分异不明显,而石灰岩发育的水耕人为土(LS)结构面上有少量至多量锈斑且在不同坡位的分布状况不同,特别是下坡呈酸性的土体中游离铁的下层聚集显著,表明两类母岩发育水耕人为土铁的剖面迁移特征有明显差异。CS的有机碳累积矿化量(C_(15))显著低于同坡位的LS(P<0.05),较低量的易矿化有机碳使得CS土体中高价铁难以发生还原,铁的剖面迁移不明显,导致不同坡位的CS典型个体均被归为简育水耕人为土;从中坡至坡麓,LS的C_(15)逐级增高,且坡麓的C_(15)显著高于其他坡位(P<0.05),加之受与坡位关联的土壤水分状况影响,其典型个体依次被归为“简育”“铁聚”和“潜育”水耕人为土土类。易矿化有机碳含量可能是决定坡位能否引起富钙母岩发育的水耕人为土产生类型分异的重要因素。

摘要： 凋落物是土壤有机质的重要来源,其数量和质量变化会影响土壤有机碳的矿化过程。城市公园中的树木落叶常被当作垃圾清理,这在导致土壤贫瘠化的同时还会影响土壤有机碳矿化及其温度敏感性,并进而对全球气候变化产生一定影响。本研究以吉林省长春市长春公园樟子松(Pinus sylvestris var.mongolica Litv.)林下土壤为研究对象,研究凋落物去除对土壤化学性质﹑有机碳矿化及其温度敏感性的影响。结果表明:去除凋落物后,樟子松林土壤化学性质与土壤有机碳矿化均发生变化。土壤pH值、碳氮比和电导率降低,全磷、全氮、土壤有机碳、易提取球囊霉素相关土壤蛋白和总球囊霉素相关土壤蛋白含量增加,其中全氮含量变化最明显,增加了53.1%。凋落物去除后,土壤有机碳矿化速率、土壤有机碳矿化累积CO_(2)排放量及土壤有机碳矿化温度敏感性系数(Q_(10))均有所增加,并且随着温度升高增幅逐渐增大。具体表现为:与有凋落物樟子松林相比,凋落物去除后,在10°C、20°C和30°C条件下,土壤有机碳矿化速率分别增加了1.17%、8.4%和16.4%,土壤有机碳矿化累积CO_(2)排放量分别增加了6.70%、1.98%和9.67%。而且Q_(10)在20°C/10°C和30°C/20°C条件下分别增加0.51%和8.99%。

摘要： 土壤是陆地生态系统的重要组成部分,是全球碳循环过程中主要的储存库和交换库。土壤有机碳微小的变化都将进一步反馈于全球碳平衡和土壤有机质的保持。海拔是影响土壤有机碳库的重要因素之一,但相关研究存在诸多不确定性,尚缺乏一般性的认知,研究土壤有机碳库动态变化特征及其演变原因,对于科学认知未来土壤有机碳动态影响对土壤有机质固持、土壤团聚体结构稳定与水土保持效应均具有重要意义。因此,笔者主要综述我国东部地区不同海拔梯度土壤有机碳库及其组分、土壤矿化特征的研究进展,检索国内外有关海拔、土壤有机碳等文献,整理数据并归纳相关结论。结果表明:1)土壤有机碳含量与海拔呈现正相关(R^(2)=0.174,P<0.01),有机碳化学组分、土壤有机碳矿化程度的差异均与海拔的变化存在一定程度的相关性;在同一海拔条件下,上层土壤有机碳含量比下层土壤有机碳含量高;2)土壤有机碳矿化程度随海拔的升高而增加,同一海拔的不同土层中,土壤碳矿化速率随土层加深而递减;3)不同海拔条件下,土壤含水量、土壤微生物、土壤类型是影响土壤有机碳库的主要因素。结果将为科学认知海拔对土壤碳库的影响提供理论基础。

摘要： 【目的】为了揭示茶渣生物质炭对茶园土壤有机碳矿化特征的影响。【方法】以雅安蒙顶山3种典型茶园土壤(紫色土、黄壤和水稻土)为研究对象,将茶渣生物质炭以0%、0.5%、1%、2%和4%5种施用比例加入土壤中,通过112 d室内培养模拟试验,进行一级动力学方程拟合,分析茶渣生物质炭对茶园土壤有机碳含量和矿化特征的影响。【结果】施用茶渣生物质炭显著提高了3种茶园土壤有机碳的含量,其中对黄壤的提升效果最明显;施用茶渣生物质炭显著提高了紫色土和水稻土有机碳的矿化速率、累积矿化量、矿化强度和土壤潜在可矿化有机碳量(C_(0))(P<0.05);茶渣生物质炭对黄壤矿化特征的影响与生物质炭施用比例相关,0.5%施用比下显著降低了黄壤的矿化速率、累积矿化量和土壤潜在可矿化有机碳量(P<0.05),分别较CK处理下降了18.75%、21.88%和22.84%,其余施用比下则呈显著提升作用(P<0.05),但所有生物质炭处理均能显著降低黄壤的矿化强度(P<0.05),且施用量越高降幅越大,降幅范围为39.33%~55.65%。【结论】施用茶渣生物质炭促进了茶园紫色土和水稻土的矿化作用,但施用低量茶渣生物质炭对茶园黄壤的土壤有机碳矿化分解有一定抑制作用,且茶渣生物质炭的施用能显著减弱茶园紫色土和水稻土的固碳能力,同时显著增强茶园黄壤的土壤固碳能力。

摘要： 利用密闭培养实验来测定土壤的有机碳矿化情况是近年来常用的方法.而在石灰性土壤中存在着两种土壤碳库(有机碳和无机碳),本研究旨在评价无机碳在培养过程中对碳释放量的影响.本文以外加不同种类的碳酸盐(碳酸钙和碳酸镁)的土壤为研究对象,采取室内培养试验研究无机碳对土壤矿化测定的影响.结果表明,加入碳酸盐显著地增加了土壤的碳释放量;在培养100天结束时,加入碳酸钙和碳酸镁处理的碳释放量分别比对照土壤增加了12％～460％;在培养结束时,外加碳酸镁处理的碳释放量为碳酸钙的处理的3倍.加入碳酸钙处理的碳释放累积量随碳酸钙含量的增加而增加,相反,加入碳酸镁处理的碳释放量随着碳酸镁含量的增加而减少.研究结果证实了在密闭系统下测定土壤有机碳矿化量时,土壤碳酸盐会释放出CO2而影响其测定.HgCl2的酸性性质会影响石灰性土壤的pH和碳酸盐溶解,因此利用HgCl2作为灭菌剂研究土壤碳释放量时需要先调节其pH值.

摘要： 一种测定土壤有机碳矿化的泥浆培养法，涉及一种土壤有机碳矿化的培养方法。本发明是为了解决现有的土壤有机碳矿化培养方法不仅样品用量大，而且易受土壤水分变化影响的技术问题。具体步骤：制作培养装置；配置不含有机碳的培养液；制作含有土壤微生物的标准液；将土壤样品和培养液分别加入到培养装置中，盖好培养装置的盖子，将装置内的土壤溶液摇匀备用培养。本发明操作简单、土壤样品用量少且不受土壤水分变化的影响，为深入研究土壤有机碳的稳定性及稳定机制提供了新的方法。

摘要： 本发明公开了一种用于土壤有机碳矿化能力测定的培养装置以及测定方法，包括培养箱和氮气供给装置，在培养箱内设置有土样培养管和三角瓶，在培养前向土样培养管中通入氮气，将土样培养管中本身含有的CO

摘要： 有机碳矿化培养装置和利用该装置无土测定土壤有机碳矿化速率的方法，本发明涉及一种培养装置和利用该装置测定土壤有机碳矿化速率的方法。本发明为了解决现有的碱液吸收法、气象色谱法和红外气体分析仪法的培养装置实验误差大、难以连续采样及测试方法仅测定CO2，不测定CH4的问题。装置：由生化培养大头针、阀门、橡胶塞、连接管、广口瓶组成；方法：一、取装置；二、制取微生物接种液和水溶性有机碳母液；三、制备培养液；四、组装试样装置；五、组装空白装置；六、培养；七、测定。本发明的装置实验误差降至5%以内、能连续采样，本发明的方法能同时测定CO2和CH4排放速率。本发明的装置和方法用于测定土壤有机碳矿化速率。

摘要： 本发明涉及一种基于贝叶斯理论的土壤有机碳矿化能力的测定方法。本发明基于MCMC算法，通过数据同化的方法反演模型参数，将模型与实验数据结合，实时获取模型预测结果，并进行同期验证，充分利用数据信息，有效提高模型预测精度，大大缩短实验时间，达到通过短期实验获取长期土壤有机碳矿化能力的方法。

摘要： 本发明公开了一种土壤有机碳矿化CO2释放量连续测定装置及方法，在土壤矿化培养前向土壤矿化培养瓶中通入无CO2空气，再对矿化培养瓶中的土壤进行培养，利用CO2吸收瓶对矿化培养瓶释放的CO2气体进行吸收滴定，然后再进行土壤有机碳矿化CO2释放量的测定，本发明中土壤有机碳矿化过程中CO2释放量测定方法能够确保氧气和水分条件始终一致，长期，连续，有效地对土壤有机碳矿化过程中CO2释放量进行测定，且极大减少工作量。

摘要： 一种测定土壤有机碳矿化的泥浆培养法，涉及一种土壤有机碳矿化的培养方法。本发明是为了解决现有的土壤有机碳矿化培养方法不仅样品用量大，而且易受土壤水分变化影响的技术问题。具体步骤：制作培养装置；配置不含有机碳的培养液；制作含有土壤微生物的标准液；将土壤样品和培养液分别加入到培养装置中，盖好培养装置的盖子，将装置内的土壤溶液摇匀备用培养。本发明操作简单、土壤样品用量少且不受土壤水分变化的影响，为深入研究土壤有机碳的稳定性及稳定机制提供了新的方法。

摘要： 本实用新型提供一种土壤有机碳矿化培养装置，包括透明箱体，透明箱体内侧底部设置有第一容量瓶，第一容量瓶内盛有土壤，第一容量瓶内侧底部通过氮气软管连通有氮气压缩筒，氮气压缩筒设置在透明箱体外侧，第一容量瓶内侧顶部通过第一软管连通有雾化器，第一容量瓶通过第二软管连通有第二容量瓶，第二容量瓶通过第三软管连通有第三容量瓶，第三容量瓶通过第四软管连通有第四容量瓶，第四容量瓶内侧底部通过排气软管连通大气，第一容量瓶、第二容量瓶、第三容量瓶和第四容量瓶下方与透明箱体内侧底部之间分别对应设置有第一电子秤、第二电子秤、第三电子秤和第四电子秤。本实用新型可以高效准确地检测土壤有机碳矿化情况，保持稳定的矿化环境。

摘要： 本实用新型公开了一种土壤有机碳矿化培养装置，包括瓶体，所述瓶体内装有土壤，所述瓶体的瓶口内安装有橡皮塞，所述瓶体的瓶口外安装有瓶盖，所述橡皮塞和瓶盖贯穿安装有进气管和出气管，所述进气管和出气管的一端均延伸至瓶体内，另一端均延伸至瓶体的外侧，所述进气管位于瓶体外侧的一端通过第一接头与压力气瓶的气管连接，所述进气管上还安装有第一阀门，所述出气管位于瓶体外侧的一端通过第二接头与气筒的气管连接。本方案的培养装置可避免使用氢氧化钠，不必考虑瓶体玻璃材质的因素，同时本装置带有压力瓶，可避免在抽气过程中由于培养瓶内外产生压力差导致气体泄漏的问题。

摘要： 本实用新型涉及一种干湿交替下土壤有机碳矿化的室内培养装置，包括培养瓶和密封盖设在培养瓶上端瓶口处的瓶盖，所述培养瓶内悬空设置有用于放置干燥剂的干燥瓶；所述瓶盖上穿设有伸入到培养瓶内部的气体采集管，所述气体采集管位于培养瓶外部的一端连接有用于抽取培养瓶内部气体的注射器。本实用新型实现了土壤干湿交替状态下培养瓶内CO2气体采集及土壤在干燥再润湿过程中土壤有机碳矿化同步观察，且造价低廉，操作便捷，精度高，易于推广。

摘要： 本实用新型公开了一种室内土壤有机碳矿化培养监测装置，该装置包括恒温水槽、温度获取组件、培养瓶、吸收瓶、导管，所述导管一端穿过所述第一橡胶内塞延伸至所述培养瓶内部；另一端穿过所述第二橡胶内塞延伸至氢氧化钠液体液面以下。本申请提供的装置，采用温控箱控制的恒温水槽控制培养温度，可以为土壤有机碳矿化提供特定的温度条件。培养瓶和吸收瓶分开，由导管相连，可以连续测定土壤有机碳矿化速率和累积矿化量。培养瓶盛放土壤的土样培养器和称有一定水的烧杯一同放入瓶中，并用橡胶内塞封口，结构简单，操作简单，成本低，有效解决了现存技术操作的不便、设备成本高、结构复杂等不便的问题。