第32卷第1期2011年1月
环境科学ENVIRONMENTAL SCIENCE
Vol.32，No.1
Jan.，
2011不同水分条件下小叶章湿地表土有机碳及活性有机碳
组分季节动态
侯翠翠
1，2
，宋长春1*，李英臣1，2，郭跃东
1
（1.中国科学院东北地理与农业生态研究所，长春130012；2.中国科学院研究生院，北京100049）
摘要：通过野外试验与室内分析，考察了三江平原生长季内不同水分条件小叶章（Calamagrostis angustifolia ）湿地表层0 20cm 土壤有机碳（SOC ）、轻组有机碳（LFOC ）与微生物生物量碳（MBC ）的季节变化动态.结果表明，不同水分条件小叶章湿地表土SOC 及各组分含量季节变化明显.季节性积水条件对表土活性有机碳组分驱动机制更为显著；冻融过程降低了小叶章沼泽化草甸土壤SOC 和活性有机碳组分含量，
其中SOC 、LFOC 、MBC 含量分别降低了74.53%、80.93%、83.09%，并导致土壤重组与轻组有机质含碳量显著下降.生长季内小叶章沼泽化草甸土壤LFOC 比例（13.58%）高于小叶章湿草甸（11.96%），但MBC 平均含量低于后者，分别为1397.21mg ·kg －1、1603.65mg ·kg －1，表明淹水条件限制了微生物对有机质分解，并增加了轻组有机质的积累.湿地表层土壤微生物对环境具有一定适应机制，生长季中期小叶章沼泽化草甸表土MBC 明显增加，由337.56mg ·kg －1上升为1829.21mg ·kg －1，微生物熵上升了1.51倍，表明微生物对有机质利用增强.研究结果还表明，小叶章湿地表土LFOC 含量与SOC 含量呈显著正相关关系（r =0.816），其中季节性积水小叶章湿地表土LFOC 与MBC 具有显著正相关关系（r =0.95），说明LFOC 与土壤碳蓄积关系密切，并且淹水条件下可利用性碳源对微生物活性的制约性较大.关键词：湿地；水分条件；轻组有机碳；微生物量碳；微生物熵
中图分类号：X142
文献标识码：A
文章编号：0250-
3301（2011）01-0290-08收稿日期：2010-01-27；修订日期：2010-03-17
基金项目：国家重点基础研究发展规划（973）项目（2009CB421103）；
国家自然科学基金重点项目（40930527，40771189）；中国科学院重要方向性项目（KZCX2-YW-JC301）作者简介：侯翠翠（1986 ），女，博士研究生，主要研究方向为湿地
碳循环，
E-mail ：houcuicui0902@https://www.doczj.com/doc/12862715.html, *通讯联系人，E-mail ：songcc@https://www.doczj.com/doc/12862715.html,
Seasonal Dynamics of Soil Organic Carbon and Active Organic Carbon Fractions
in Calamagrostis angustifolia Wetlands Topsoil Under Different Water Conditions
HOU Cui-cui 1，2，SONG Chang-chun 1，LI Ying-chen 1，2
，GUO Yue-dong 1
（1.Northeast Institute of Geography and Agroecology ，Chinese Academy of Sciences ，Changchun 130012，China ； 2.Graduate University of Chinese Academy of Sciences ，Beijing 100049，China ）
Abstract ：The experiment was carried in Sanjiang Plain in the northeast of China during the growing season in 2009.Soil organic carbon （SOC ），as well as the soil active organic carbon fractions in the 0-20cm soil layer of Calamagrostis angustifolia wetland under different water conditions were on monthly observation.Based on the research and indoor analysis ，the seasonal dynamics of light fractions of soil organic carbon （LFOC ）and microbial biomass carbon （MBC ）were analyzed.The results indicated that the SOC contents had significantly seasonal dynamics ，and the hydrological circle had apparently driving effect on LFOC and MBC during the growing season ，especially under the seasonal flooded condition.The freeze-thaw process reduced the SOC ，LFOC ，MBC contents ，with the decreases of 74.53%，80.93%，83.09%，while both carbon contents of light and heavy fractions were reduced at the same time.The result also showed that the seasonal flooding condition increased the proportion of LFOC in topsoil ，which was larger in marsh
meadow （13.58%）than in wet meadow （11.96%），whilst the MBC in marsh meadow （1397.21mg
·kg －1）was less than the latter （1603.65mg ·kg －1），proving that the inundated environment inhibited the mineralization and decomposition of organic matter.But the microbial activity could be adaptive to the flooding condition.During the growing season the MBC soared to 1829.21mg ·kg －1from 337.56mg ·kg －1in July ，and the microbial quotient was 1.51times higher than that in June ，indicating the high microbial efficacy of soil organic matter.Meanwhile ，there was a significant correlation between the contents of LFOC and SOC （r =0.816），suggesting that higher LFOC content was favorable to the soil carbon accumulation.Moreover ，in the seasonal flooded Calamagrostis angustifolia wetland the soil LFOC content was significantly correlated with MBC （r =0.95），implying that the available carbon source had more severe restriction on the microbial activity under the flooding environment.
Key words ：wetland ；water condition ；light fraction organic carbon （LFOC ）；microbial biomass carbon （MBC ）；microbial quotient
湿地是陆地生态系统碳循环的重要组成部分，由于湿地特殊的水文条件促使其土壤中有机质大量积累.湿地土壤有机碳储量受到水分条件变化、地表植被组成、温度变化等环境因素的综合影响.水文条件是湿地重要的生态属性，水分条件变化如土
DOI:10.13227/j.hjkx.2011.01.045
1期侯翠翠等：不同水分条件下小叶章湿地表土有机碳及活性有机碳组分季节动态
壤含水量、水位波动等都会影响湿地大气-植被-土壤之间碳的生物地球化学过程各环节的方向与强度［1］.因此探讨水分条件变化下湿地土壤碳循环动态变化，成为当今研究的热点.
土壤活性有机碳是指在一定的时空条件下受植物、微生物影响强烈，在土壤中不稳定，易矿化分解，并且其形态和空间位置对植物和微生物有较高活性的那部分土壤碳素［2］，与土壤有机碳含量相比，其对于表征土壤中有机碳的时空动态更具有敏感性.轻组有机碳（LFOC）是土壤中重要的活性有机碳组分［3］，其含量组成主要取决于有机物的输入和分解过程，与重组相比具有较高的分解速率，但有关研究多集中于土地管理方式改变对土壤有机碳含量和组成的影响［4，5］.土壤微生物量碳（MBC）是土壤有机质中最活跃和最易变化的部分［6］，同时也是土壤中易于利用的养分库及有机物分解的动力［3］，研究MBC对于了解土壤养分转化过程以及了解土壤中微生物动态具有重要意义.土地利用及水分条件变化会对土壤中团聚体结构与稳定性产生影响，从而作用于土壤有机碳（SOC）分解与积累平衡，土壤活性有机碳组分作为重要的敏感性指标，其时空变化动态与SOC变化具有较强的相关关系［7，8］，而在湿地土壤碳循环研究中，关于活性碳组分动态变化与水分条件的相互关系却鲜有报道.本研究选取土壤LFOC与MBC作为有机碳季节动态指标，分析了不同小叶章湿地表层土壤SOC及活性有机碳组分的季节动态，以期为揭示湿地水文周期对湿地土壤生物地球化学过程的影响机制提供理论依据.
1研究地点与实验方法
1.1研究区域概况
本研究地点位于中国科学院三江平原沼泽湿地生态试验站（47?35?N，133?29?E）以东野外试验场内.试验站所处地区属于温带大陆性季风气候，本区海拔50 60m［9］，总坡降万分之一左右.年降水量500 700mm，年气温较低，空气湿度大.试验区内地貌主要为三江平原沼泽发育最为普遍的碟形洼地，主要植被由洼地边缘向中心分布有小叶章（Calamagrostis angustifolia）、乌拉苔草（Carex meyeriana.）、毛果苔草（Carex lasiocapa）、漂筏苔草（Carex pseudocuraica）等.
试验样地为以小叶章为主要建群种的湿地类型，由于水分条件差异小叶章湿地发育为小叶章湿草甸湿地（XW）和小叶章沼泽化草甸湿地（XM）.小叶章湿草甸全年无积水，生长季地表过湿，含水量在95%以上，小叶章总盖度为80%左右，主要伴生种有千屈菜（Lythrum salicaria）、毛水苏（Stachys baicalensis）等；小叶章沼泽化草甸季节性积水，生长季内积水水位在0 15cm之间波动，小叶章优势度降低，伴生有乌拉苔草、驴蹄草（Caltha palustris）、球尾花（Lysimachia thyrsiflora）等.
1.2样品采集与测定方法
分别于2009年5 9月每月25日采集表层0 20cm深度土壤，取土时小叶章湿草甸去除地表枯落物，沼泽化草甸去除明显草根层，每次采样设定3个重复.样品采集好后马上带回实验室充分混合，一部分鲜土过2mm筛，于4?保存待测；另一部分风干以测定土壤SOC与LFOC.
土壤LFOC测定采用密度分离法，称取3.00 5.00g风干土，按1?5比例放入密度为1.70g·cm－3的NaI重液［10］，手摇振荡5min，超声波分离10 min，然后再4200r·min－1下离心10min，收集上层悬浮物，重复加入重液，分离、离心，共收集3次.将所得样品过0.45μm滤膜真空抽滤，然后用100mL 0.01mol·L－1的CaCl
2
溶液洗涤，再用200mL蒸馏
水反复冲洗至无Cl－反应（AgNO
3
检验）.收集滤膜上样品至烧杯中50?烘干测定有机碳含量.剩余部
分为重组，用100mL0.01mol·L－1CaCl
2
溶液洗涤，再用200mL蒸馏水反复冲洗，收集重组.测定样品重量回收率，所得回收率均在95%以上.
土壤MBC测定采用氯仿熏蒸-K
2
SO
4
浸提法，
熏蒸和未熏蒸的样品分别用0.5mol·L－1的K
2
SO
4
浸提30min，用岛津TOC-V
CPH
仪测定浸提液有机碳浓度，然后用以下公式计算微生物量碳［11］：
M
c
=E
c
/0.38
式中，M
c
为土壤微生物量碳，E
c
为熏蒸和未熏蒸土壤样品中浸提液有机碳含量的差值.
土壤SOC测定采用重铬酸钾外热法.
1.3统计分析
利用Excel2003与Origin7.5进行统计分析与作图，Origin7.5进行显著性检验.
2结果与讨论
2.1试验区降水量季节变化
试验场所在区域降水量季节变化如图1所示.
4、5月降水量位于20mm以下，6月试验区降水量陡增，由5月的19.5mm增至122.7mm，7、8月降水量相似，8月降水量达到最大值为156.4
192
环境科学32
卷
图1试验区内降水量季节变化
Fig.1Seasonal dynamic changes of the rainfall
during the growing period in the experiment field
mm，9月略有下降.
由于6月份降雨增强，小叶章沼泽化草甸地表开始形成积水环境，并持续整个生长季，随降雨增加水位有所提高，生长季内水位在0 15cm之间. 2.2小叶章湿地表土SOC季节变化
不同水分条件下小叶章湿地表层0 20cm土壤SOC的季节变化表现出明显差异（图2），且各类型湿地季节变化显著（p<0.05），生长季内2种湿地表层土壤SOC含量变异系数分别为0.11和0.42，说明季节性积水对小叶章湿地表土SOC含量驱动更为明显.小叶章湿草甸表层SOC含量随生长季开始呈现平稳上升趋势，8月底达到最大值，9月略有下降；小叶章沼泽化草甸表层SOC含量在生长季初期高于小叶章湿草甸，但在6月急剧下降，后呈上升态势，至9月下旬不同湿地表层SOC含量相近.
小叶章沼泽化草甸土壤表层SOC在6月表现出最低值，较5月下降了74.53%，其可能原因是温度上升与降水加速了土壤中的碳流失.5月下旬0 20cm湿地土壤仍处于冻结状态，且此时地表无积水，进入6月之后土壤温度上升［12］，沼泽化草甸表层土壤冻结层融化，降水增多促使地表形成积水环境.Lipson等［13］研究表明春季土壤融化后水溶性有机碳（water-soluble organic carbon）明显增多，从而刺激土壤中有机碳释放，此外也有研究［14］指出，较浅积水会促进沼泽湿地中DOC产生与排放，导致土壤中有机碳以可溶性有机碳或者颗粒有机碳的形式进入水体或者流失.同时温度上升能提高基质可利用性，加速微生物对根系、枯落物等物质的分解
作
XW：小叶章湿草甸；XM：小叶章沼泽化草甸，下同
图2不同水分条件下小叶章湿地有机碳含量
季节动态变化（表土0 20cm）
Fig.2Seasonal dynamic changes of total soil
organic carbon in the Calamagrostis angustifolia
wetlands under different water conditions
用，由于试验区地形多为发育较为典型的碟形洼地，积水环境与冻融作用共同促进有机碳释放，使沼泽化草甸表土SOC表现出最低值；其次，6月为植物生长初期，部分有机碳分解矿化以满足于植物的生长发育所需，进一步降低了此时沼泽化小叶章草甸土壤SOC含量.7 8月2种小叶章湿地表层土壤SOC含量逐步上升，表明随植物生长，地表枯落物输入以及植物生长促进了有机碳向土壤中的输入.小叶章沼泽化草甸地下生物量高于小叶章湿草甸［15］，并且淹水环境对微生物活性具有限制作用，其SOC 积累速率明显高于后者.9月植物进入生长末期，限制了土壤中的碳输入，降水减少（图1）促进了有机碳的分解作用，使得2种湿地表土SOC含量均表现出下降，其中小叶章沼泽化草甸表土SOC含量减少不明显，表明此时积水群落具有持续碳输入，地下生物量仍处于快速积累阶段，与孙志高等［15］研究结论相似.综上所述，积水条件影响下，小叶章沼泽化草甸SOC含量受到水文周期的驱动作用更为显著，尤其是对冻融作用响应十分明显.
2.3小叶章湿地表土轻组有机质变化动态
土壤中轻组有机碳（LFOC）是指游离的（不被矿物质所结合）、颗粒态的处于不同分解状态的植物或者动植物残体［16］，包括游离态轻组（free light fraction，F-LF）与包裹态轻组（occluded light fraction，O-LF），其中F-LF容易被分解利用［17］，具有较高的周转速率，O-LF中有机碳含量高于F-LF，周转速率
292
1期侯翠翠等：不同水分条件下小叶章湿地表土有机碳及活性有机碳组分季节动态
位于土壤F-LF与重组有机碳（HFOC）之间［17，18］.有机质经过微生物分解转化后被土壤中黏质或者沙质颗粒固定，形成有机矿物复合体，即重组有机质（HF），其结合了土壤中大部分的有机碳［19］.
本研究对不同水分环境下小叶章湿地表层土壤进行季节性观测，测定其土壤轻组分（LF）有机碳含量变化（表1）.由表1可以看出，小叶章湿草甸和小叶章沼泽化草甸表层0 20cm土壤中LF含碳量分别在184.56 275.89g·kg－1与152.83 294.75 g·kg－1之间，HF含碳量分别在35.28 47.75 g·kg－1和13.18 51.08g·kg－1之间，各组分含碳量季节变化明显（p<0.01）.小叶章沼泽化草甸各组分含碳量在6月现出极低值，轻组含碳量从235.00 g·kg－1下降至152.83g·kg－1，重组含碳量由51.08 g·kg－1降为13.18g·kg－1，且重组含碳量增加趋势缓慢.土壤中有机碳由于其结构特性而受到来自物理、化学或者生物学的保护［20］.Groffman等［21］指出，冻融作用通过改变土壤物理结构而促进有机碳的矿化，对微生物活性等没有显著影响.因此笔者认为，该结果暗示了轻组中含碳量较低的游离态轻组所占比例增加，而含碳量较高的包裹态轻组减少，并对重组中矿物质结合态有机碳的释放有促进作用，说明冻融作用对土壤中团聚体稳定性具有一定影响［22］，其具体作用机制有待于进一步研究.
不同湿地表层0 20cm土壤轻组含碳量均在8月表现出明显下降，重组含碳量略有增加，其原因可能是8月的持续降水造成水位上升限制了根系分解向土壤中的碳输入，较稳定性碳组分被分解木质素细菌或真菌等微生物厌氧分解在土壤剖面中转移或被矿物质结合［13］，增加了重组含碳量.9月生长季进入结束期，降水减少，枯落物及根系等有机质输入增加，土壤各组分含碳量明显上升.
表1生长季内表层0 20cm土壤各组分有机碳含量1）/g·kg－1
Table1Organic carbon contents of different fractions in the layer0-20cm soil during the grow season/g·kg－1
湿地类型土壤组分
日期（月-日）
05-2606-2607-2608-2509-19
XD XM LF184.56?1.52197.32?3.50244.68?11.52185.05?2.24275.89?5.59 HF36.16?0.0435.28?0.0839.87?0.2647.75?0.0636.64?0.14 LF235.00?4.72152.83?4.46294.75?5.94212.49?9.52290.39?9.06 HF51.08?0.1713.18?0.0526.46?0.1140.72?0.2337.68?0.20
1）XW：小叶章湿草甸；XM：小叶章沼泽化草甸；LF：轻组有机质（<1.70g·cm－3）；HF：重组有机质（>1.70g·cm－3）
生长季初期2种小叶章湿地LFOC含量差异明
显［图3（a）］，常年湿润无积水环境下湿地表土
LFOC含量随时间变化总体呈上升趋势，季节性积
水环境下表土LFOC含量在6月下旬达到最低值，
与表层SOC含量变化相同，7 9月2种小叶章湿地
中LFOC含量变化趋势一致.不同小叶章湿地表土
有机碳LFOC比例季节变化显著（p<0.05）［图3
（b）］，小叶章湿草甸表土LFOC比例在5 8月变
化较为平稳，至9月下旬明显上升.小叶章沼泽化
草甸LFOC比例呈显著“W”型变化趋势，6月和8
月表现出较低值，生长季内均值为13.58%，大于小
叶章湿草甸（11.96%），说明淹水条件下土壤有机
碳在不同组分间转化过程较为复杂.本研究发现，
不同类型湿地表层土壤LFOC含量在6月均有不同
程度的下降，在小叶章沼泽化草甸中含量由7.97
g·kg－1降低为1.52g·kg－1，减少了80.93%，降幅显
著.此时沼泽化草甸土壤处于冻融期，冻融作用可
以促进土壤中有机碎屑物的瓦解与C、N矿化［21］.
LFOC具有较高的微生物活性，冻土融化过程中矿
化速率增强释放CO
2、CH
4
，或者以DOC形式进入
水体，使得LFOC含量减少.此外，6月各类型湿地
生态系统植物地下生物量达到最低值，根系向土壤
中输入的有机质减少，而此时小叶章湿地植物处于
生长旺盛期，易分解的轻组有机质部分分解矿化以
满足于植物的生长发育所需，也是此时土壤中
LFOC含量下降的原因之一.
7月2种小叶章湿地表土LFOC含量明显上升，
小叶章沼泽化草甸增幅明显，LFOC含量与占SOC
比例分别由 1.52g·kg－1、10.43%上升为5.52
g·kg－1、17.54%，土壤重组含碳量（表1）与SOC含
量也均有明显上升（图2）.6 7月地表枯落物进入
土壤，为微生物提供可分解基质，淹水条件下限制了
有机碳的矿化，使得有机碳以不同有机无机复合体
存在于土壤中，提高SOC以及各碳组分含量；而小
叶章湿草甸土壤通气状况较好，湿润条件提高了微
生物活性，促进有机质的好氧分解，不同密度组分有
机碳含量增幅不明显.本研究中7月沼泽化草甸表
土重组含碳量较6月上升了近一倍，说明此时淹水
土壤中微生物具有较强的分解活性，土壤中有机质
经微生物进一步分解后被土壤颗粒固定［19］，形成难
392
环境科学32
卷
图3
不同水分条件下小叶章湿地轻组有机碳含量及比例季节动态
Fig.3
Seasonal dynamics of the LFOC content and proportion in the Calamagrostis angustifolia
wetland communities under different water conditions
以被分解利用的重组有机质.
2种小叶章湿地土壤LFOC 含量及比例在8月略有下降，至9月中旬试验结束时呈明显上升态势，LFOC 比例分别为6.74%（XW ）和6.32%（XM ）.沼泽化草甸表层LFOC 比例在8月出现极小值，说明此时土壤中重组有机碳积累态势较强，微生物对LFOC 等活性有机碳进一步分解利用促使重组有机
质含碳量增加.8月末开始衰老［24］
，植物根系枯死
进入土壤中，
LFOC 比例增大.本研究中9月末湿地表层土壤LFOC 含量及占总有机碳比例表现为小叶章湿草甸大于小叶章沼泽化草甸，而相关研究表明沼泽化草甸小叶章地下生物量明显高于小叶章湿草甸
［15］
，其原因可能是沼泽化草甸植物地下生物量形
成较厚的草根层，
进入下层土壤的枯死根系量少，较低的碳输入造成碳的低累积.小叶章沼泽化草甸表层0 20cm SOC 含量生长季内均值（38.20g ·kg －1）低于小叶章湿草甸（43.21g ·kg －1），但前者轻组有机碳比例均值（13.58%）高于后者（11.96%），说明淹水环境下有机质的积累受到植物枯落物输入和积水条件对有机质分解的限制作用的双重影响.
生长季内小叶章沼泽化草甸LFOC 比例呈显著W 型变化趋势，7月不同组分含碳量变化表明了淹水条件下微生物具有较强活性，促进了不同密度组分有机质的积累.相关分析表明，土壤中LFOC 含量与SOC 呈显著正相关关系（r =0.816，p <0.01），说明LFOC 积累有利于SOC 的蓄积.2.4
MBC 与微生物熵季节变化动态
微生物是生态系统重要的组成部分，参与土壤中有机质的分解、矿化与积累过程，对土壤碳循环起到重要的传输作用
［25］
.微生物活性与种类对环
境条件变化十分敏感，
干旱、降水以及土壤含水量的改变都会引起土壤中微生物群落结构的变化
［26，27］
，微生物活性还受到底物可利用性的制约，枯落物向土壤中的碳输入是影响微生物生物量的重要因素
［13］
.微生物生物量碳（MBC ）是SOC 的重要
组成部分，也是土壤重要的活性有机碳指标.Poret-Peterson 等［28］研究表明海水入侵形成淹水环境导致MBC 减少，土壤中有机碳分解速率下降，从而增加的生态系统的碳积累.
不同水分条件下小叶章湿地MBC 季节变化显著（p <0.05），且不同季节表现出明显差异.2种小叶章湿地MBC 在6月下旬都表现出一定下降（图4），原因可能由于此时土壤温度升高，而向土壤中输入碳素较少，可利用性C 量下降限制了微生物数量和种类
［13］
.小叶章湿草甸MBC 含量8月达到最
大值，
9月明显下降，该变化可能与土壤温度有关，相关研究表明土壤15cm 温度在该时段达到最高
［12］
.小叶章沼泽化草甸MBC 含量呈现明显的季
节波动（p <0.01），
5 6月地表水位从0上升为10cm 左右，MBC 下降了83.09%，至7月下旬MBC 显著增大，由337.56mg
·kg －1上升为1829.21mg ·kg －1，表明此时淹水土壤中微生物活性较强，这与之前研究结果中土壤中重组有机质含碳量增加相符（表1），表现了微生物在淹水环境下一定时间内的适应机制.
4
92
1期侯翠翠等：
不同水分条件下小叶章湿地表土有机碳及活性有机碳组分季节动态
图4不同水分条件下小叶章湿地微生物量碳季节变化动态Fig.4
Seasonal dynamics of the MBC content in Calamagrostis angustifolia wetlands under different water conditions
本研究结果显示季节性积水小叶章沼泽化草甸表层土壤生长季内MBC 含量（1397.21mg ·kg －1）低于小叶章湿草甸MBC （1603.65mg ·kg －1
）（图
4），说明水分增加使得地表形成积水环境时，微生
物活性受到抑制，这与杨桂生等
［29］
对不同水分梯度
小叶章湿地微生物活性研究结果相似.MBC 在6月下旬表现出一定下降，小叶章沼泽化草甸MBC 下降幅度明显，
原因可能由于此时土壤SOC 含量下降（图2），表层土壤温度升高，土壤中有机质被分解利用满足动植物需要或者以DOC 形式向水体中流失，而向土壤中输入的碳较少，可利用性C 量下降限制微生物数量和种类
［30，13］
.此外，冻融作用对微生物
种类也有重要影响.相关研究表明，冻融期即将结束时微生物生物量达到年际最大值［31］
，而由于可利
用性碳源的限制，在由冬季向春季过渡时期表现出
明显下降
［32］
.经过长时间低温环境后，秋季积累的
枯落物和根系为微生物提供营养物质，使得冻层土壤中形成耐低温的微生物种群
［33］
，当土壤温度升高
至0?以上冻层融化时，环境变化将会导致具有耐寒适应特性的微生物种类数量的急剧减少［34］
，之后
随土壤温度上升与土壤水分增大微生物生物量逐渐
上升.
水分条件对微生物种类与数量的影响具有不确定性，多数研究表明，土壤中微生物量在干旱降低下有所降低反之则增加
［26，27］
，但淹水条件与极端干旱
同样会对微生物活性产生抑制［28］
，因此土壤水分条
件波动变化会对微生物产生选择效应，
以适应变化的环境条件
［35］
.本研究中小叶章沼泽化草甸土壤7
月MBC 达到另一峰值1829.21mg ·kg －1，此时植物生长活动旺盛，地表枯落物输入与根系分泌物为微生物提供营养物质满足其生存与繁殖
［25］
，使得微生
物表现出一定的适应机制，
8月下旬MBC 明显降低，之后又呈上升趋势，其原因可能是由于此时地下生物量积累缓慢，
向土壤中输入有机质减少，而持续强降水造成的积水环境限制了微生物对进入土壤的枯落物等有机质的分解利用.而9月份降水明显下降，水位波动不明显，大量枯死细根等进入土壤，为以细菌为主的微生物提供营养物质，
使得土壤中MBC 含量明显上升［35］.小叶章湿草甸在8月下旬MBC 达到最大值2366.40mg ·kg －1，此时降水量大
（图1），土壤温度较高［12］
，微生物在适宜的土壤温
度与水分含量环境下表现出较强的活性.进入9月之后降雨减少，土壤水分含量降低，并且土壤温度下降，
低温限制了微生物活性，MBC 含量降低.相关分析表明，小叶章沼泽化草甸土壤中MBC 与LFOC 含量具有显著正相关关系（r =0.95，p <0.05），但在小叶章湿草甸中关系不明显，说明淹水条件下，可利用性碳源对微生物活性的制约性更大.
土壤微生物量碳（C bio ）与土壤总有机碳（C org ）的比值称为微生物熵（C bio /C org ），可以用作评价土壤过程力和土壤健康变化的有效指标［19］
，对于耕地
土壤质量
［36］
以及重金属等污染土壤
［37］
具有较高敏
感性.Sparling
［38］
指出，利用微生物量碳与微生物熵是对土壤有机质进行监测和评价，
比利用SOC 这一单一指标更具有敏感性.相关研究表明土壤微生物熵越高越利于土壤碳的积累
［39］
，也有研究指出土壤
SOC 含量与微生物熵呈显著负相关［8］，结论不相一致.本研究表明，小叶章湿草甸微生物熵在2.70% 4.40%之间，小叶章沼泽化草甸微生物熵在2.55% 5.81%之间（图5），后者表土微生物熵生长季内均值二者差异不显著，
但不同季节微生物熵表现出明显差异（p <0.05）.小叶章沼泽化草甸（XM ）季节变异系数（0.38）大于小叶章湿草甸（0.22），表现了水文周期对未淹水和淹水环境下微生物活性的不同驱动作用.5 6月小叶章湿草甸微生物熵高于沼泽化草甸，其原因可能较好的通气条件促进微生物对有机碳的利用，
7月小叶章沼泽化草甸微生物熵表现为最大值，较6月增加了1.51倍，表明此时微生物对土壤中有机碳的利用率较高.整个生长季内土壤微生物熵与微生物量碳季节变化具有较强的一致性，
说明微生物熵的季节变化主要是因为环境因素对微生物种类和数量的影响实现的.
5
92
环境科学32
卷
图5不同水分条件下小叶章湿地微生物熵季节变化Fig.5Seasonal dynamics of microbial quotient in Calamagrostis angustifolia wetlands under different water conditions
3结论
（1）水文周期对小叶章湿地表层0 20cm土壤SOC及活性有机碳组分含量有明显驱动作用，季节性积水环境对小叶章沼泽化草甸的驱动作用更为显著，其中冻融过程显著降低了小叶章草甸表层土壤中SOC、LFOC、MBC含量以及土壤轻组与重组含碳量.
（2）积水条件限制了土壤有机质分解，小叶章沼泽化草甸表土LF含碳量与轻组有机碳比例均高于小叶章湿草甸，土壤中轻组有机碳含量与有机碳呈显著正相关关系（r=0.816，p<0.01），说明轻组有机碳增多有利于土壤有机碳的蓄积.
（3）地表积水降低了小叶章湿地微生物活性.淹水条件下微生物对环境具有一定适应机制，生长季中期MBC与微生物熵显著增加，但降水持续增加明显降低了MBC含量；而地表无积水时，降水对MBC含量具有一定促进作用.
（4）小叶章沼泽化草甸表层土壤中微生物量碳与轻组有机碳含量具有显著正相关关系（r=0.95，p <0.05），但在小叶章湿草甸中关系不明显，说明季节性积水提高了可利用性碳源对微生物活动的制约性.参考文献：
［1］Str m L，Christensen T R.Below ground carbon turnover and greenhouse gas exchanges in a sub-arctic wetland［J］.Soil
Biology and Biochemistry，2007，39：1689-1698.
［2］沈宏，曹志洪，胡正义.土壤活性有机碳的表征及其生态效应［J］.生态学杂志，1999，18（3）：32-38.
［3］王清奎，汪思龙，冯宗炜，等.土壤活性有机质及其与土壤质量的关系［J］.生态学报，2005，25（3）：513-519.［4］Lima A M N，Silva I R，Neves J C L，et al.Soil organic carbon dynamics following afforestation of degraded pastures with
eucalyptus in southeastern Brazil［J］.Forest Ecology and
Management，2006，235：219-231.
［5］Sodhi G P S，Beri V，Benbi D K.Soil aggregation and distribution of carbon and nitrogen in different fractions under
long-term application of compost in rice-wheat system［J］.Soil
and Tillage Research，2009，103：412-418.
［6］王晶，解宏图，朱平，等.土壤活性有机质（碳）的内涵和现代分析方法概述［J］.生态学杂志，2003，22（6）：109-112.［7］Yang C M，Yang L Z，Zhu O https://www.doczj.com/doc/12862715.html,anic carbon and its fractions in paddy soil as affected by different nutrient and water regimes
［J］.Geoderma，2005，124：133-142.
［8］Jiang H M，Jiang J P，Jia Y，et al.Soil carbon pool and effects of soil fertility in seeded alfalfa fields on the semi-arid Loess
Plateau in China［J］.Soil Biology and Biochemistry，2006，38：
2350-2358.
［9］曾建平，孙光友，王春鹤，等.三江平原地貌与沼泽的形成与分布［A］.见：黄锡畴.三江平原沼泽［M］.北京：科学出
版社，1988.97.
［10］Zhang J B，Song C C，Wang S M.Dynamics of soil organic carbon and its fractions after abandonment of cultivated wetlands
in northeast China［J］.Soil and Tillage Research，2007，96：
350-360.
［11］鲁如坤.土壤农业化学分析分析方法［M］.北京：中国农业科技出版社，2000.231-233.
［12］刘吉平，杨青，吕宪国.三江平原环型湿地土壤温度梯度的研究［J］.湿地科学，2005，3（1）：42-47.
［13］Lipson D A，Schmidt S K，Monson R K.Carbon availability and temperature control the post-snowmelt decline in alpine soil
microbial biomass［J］.Soil Biology and Biochemistry，2000，
32：441-448.
［14］Briggs S V，Maher M T，Tongway D J.Dissolved and particular organic carbon in two wetlands in southwestern New South Wales，
Australia［J］.Hydrobiologia，1993，264：13-19.
［15］孙志高，刘景双，杨继松，等.三江平原小叶章湿地种群生物量结构动态与生长速率分析［J］.草业学报，2006，15
（2）：21-29.
［16］Spycher G，Sollins P，Rose S.Carbon and nitrogen in the light fraction of a forest soil：Verticle distribution and seasonal patterns
［J］.Soil Science，1983，135：79-87.
［17］Roscoe R，Buurman P.Tillage effects on soil organic matter in density fractions of a Cerradol Oxisol［J］.Soil and Tillage
Research，2003，70：107-119.
［18］张金波，宋长春，杨文燕.三江平原沼泽湿地开垦对表土有机碳组分的影响［J］.土壤学报，2005，42（5）：858-859.
［19］Post W M，Kowon C.Soil carbon sequestration and land-use change：Processes and potential［J］.Global Change Biology，
2000，6：317-328.
［20］刘满强，胡锋，陈小云.土壤有机碳稳定机制研究进展［J］.
生态学报，2007，27（6）：2642-2650.
［21］Groffman P M，Driscoll C T，Fahey T J，et al.Efects of mild
692
1期侯翠翠等：不同水分条件下小叶章湿地表土有机碳及活性有机碳组分季节动态
winter freezing on soil nitrogen and carbon dynamics in a northern
hardwood forest［J］.Biogeochemistry，2001，56：191-213.［22］Lehesch G A.Freeze-thaw cycles increase near-surface aggregate stability［J］.Soil Science，1998，163（1）：63-70.
［23］Unger I M，Kennedy A C，Muzika R M.Flooding effects on soil microbial communities［J］.Applied Soil Ecology，2009，42
（1）：1-8.
［24］杨永兴，王世岩，何太蓉，等.三江平原典型湿地生态系统生物量及其季节动态研究［J］.中国草地，2002，24（1）：1-7.［25］Lu Y H，Murase J，Watanabe A，et al.Linking microbial community dynamics to rhizosphere carbon flow in a wetland rice
soil［J］.FEMS Microbiology Ecology，2004，48：179-186.［26］Fenner N，Freemana C，Reynolds B.Hydrological effects on the diversity of phenolic degrading bacteria in a peatland：
implications for carbon cycling［J］.Soil Biology and
Biochemistry，2005，37：1277-1287.
［27］Kraigher B，Stres B，Hacin J，et al.Microbial activity and community structure in two drained fen soils in the Ljubljana
Marsh［J］.Soil Biology and Biochemistry，2006，38：2762-
2771.
［28］Poret-Peterson A T，Ji B M，Engelhaupt E，et al.Soil microbial biomass along a hydrologic gradient in a sub siding coastal
bottomland forest：Implications for future subsidence and sea-
level rise［J］.Soil Biology and Biochemistry，2007，39：641-
645.
［29］杨桂生，宋长春，王丽，等.水位梯度对小叶章湿地土壤微生物活性的影响［J］.环境科学，2010，31（2）：444-449.［30］周旺明，王金达，刘景双，等.冻融对湿地土壤可溶性碳、氮和氮矿化的影响［J］.生态与农村环境学报，2008，24（3）：
1-6.
［31］Schadt C W，Martin A P，Lipson D A，et al.Seasonal dynamics
of previously unknown fungal lineages in tundra soils［J］.
Science，2003，301：1359-1361.
［32］Edwards K A，McCulloch J，Kershaw G P，et al.Soil microbial and nutrient dynamics in a wet Arctic sedge meadow in late winter
and early spring［J］.Soil Biology and Biochemistry，2006，38：
2843-2851.
［33］Lipson D A，Schadt C W，Schmidt S K.Changes in soil microbial community structure and function in an alpine dry
meadow following spring snowmelt［J］.Microbial Ecology，
2002，43：307-314.
［34］DeLuca T H，Keeney D R，McCarty G W.Effect of freeze-thaw events on mineralization of soil nitrogen［J］.Biology and Fertility
of Soils，1992，14：116-120.
［35］Rinklebe J，Langer U.Microbial diversity in three floodplain soils at the Elbe River（Germany）［J］.Soil Biology and
Biochemistry，2006，38：2144-2151.
［36］Saggar S，Yeates G W，Shepherd T G.Cultivation effects on soil biological properties，microfauna and organic matter dynamics in
Eutric Gleysol and Gleyic Luvisol soils in New Zealand［J］.Soil
and Tillage Research，2001，58（1-2）：55-68.
［37］Aceves M B，Ansorena C G J，Dendooven L，et al.Soil microbial biomass and organic C in a gradient of zinc
concentrations in soils around a mine spoil tip［J］.Soil Biology
and Biochemistry，1999，31（6）：867-876.
［38］Sparling G P.Ratio of microbial biomass carbon to soil organic carbon as a sensitive indicator of changes in soil organic matter
［J］.Australian Journals of Soil Reasearch，1992，30：195-
207.
［39］Singh J S，Reghbanshi A S，Singh R S，et al.Microbial biomass acts as a source of plant nutrients in dry tropical forest and
savanna［J］.Nature，1989，338：499-500.
792
板坯连铸动态轻压下系统参数的优化及应用 谢长川1,张炯明1,王新华1,陈志凌2,孙军2,焦玉亮3,王成3 (1.北京科技大学冶金与生态工程学院,北京100083;2.中冶连铸技术工程股份有限公司,湖北武汉430073; 3.泰山钢铁公司不锈钢厂,山东莱芜271100) 摘要:泰山钢铁公司不锈钢板坯铸机的动态轻压下系统,其扇形段设备、控制系统和计算模型全部为自主设计、制造,首次实现了动态轻压下系统的完全国产化。实践表明该铸机设备性能稳定、控制模型计算准确,铸坯质量良好。对轻压下过程中,扇形段的受力变形进行了有效的补偿。通过大量的生产试验,对动态轻压下技术的关键控制参数进行了优化,得出了最佳的轻压下参数。 关键词:板坯连铸机;动态轻压下;中心偏析 中图分类号:TF777.1文献标识码:A文章编号:100221043(2010)0120053205 Study on parameters for slab CCM dynamic soft reduction system XIE Chang2chuan1,ZH ANG Jiong2ming1,WANG Xin2hua1,CH EN Zhi2ling2, SU N Jun2,JIAO Yu2liang3,WANG Chen3 (1.Metallurgical and Ecological Engineering school,U niversity of Science and Technology Beijing,Beijing100083,China;https://www.doczj.com/doc/12862715.html,T EC Engineering Co.,Ltd,Wuhan430073,China; 3.Shandong T aishan Steel Grop Co.,Ltd,Laiwu271100,China) Abstract:The Dynamic soft reduction system of stainless steel slab continuous casting machine in T aishan Steel including the segments,control system and calculation module are all domestic designed and manufactured and thus the aim of whole dynamic soft r e2 duction system made in China is realized for the first time.Practice shows that the cast2 ing machine is featured of high stability,calculation of the module is accurate and the quality of the slab is excellent.In the process of soft r eduction the defor mation of the segments is effectively compensated.T he critical control parameters for the dynamic soft reduction technology are optimized through a series of production experiments and the optimal parameters for soft reduction determined. Key w or ds:slab continuous casting machine;dynamic soft r eduction;central segrega2 tion 凝固过程中,在固液界面富集的溶质原子将由于双扩散对流发生宏观迁移并向最后凝固的地方聚集,形成宏观偏析。在板坯连铸凝固过程中,凝固后期液相穴的相变体积收缩、尤其是由于坯壳鼓肚造成的内部负压差将加剧这种流动和溶质富积、从而加重中心偏析程度。连铸动态轻压下技术就是通过在线跟踪铸坯凝固进程,适时地在铸坯凝固末端给予一定的机械压下,以弥补末端两相区的凝固体收缩,从而减轻乃至消除中心偏析、疏松[122]。该技术问世以来一直受到广泛关注,长期以来我国对该技术始终依靠引进。 泰山钢厂220mm@1600mm不锈钢板坯铸机,是第1台实施了动态轻压下技术的国产板坯铸机。该铸机的机械设备、控制、液压系统以及动态配水、轻压下模型全部是自主开发、设计、制造。自2008年初投产以来,已顺利浇铸出了铁素体、马氏体不锈钢。本研究为了进一步提高铸坯质量,减小中心偏析程度,通过生产试验对相关参数 # 53 # 2010年2月第26卷第1期 炼钢 Steelmaking Feb.2010 Vol.26No.1 作者简介:谢长川(1976-),男,北京科技大学冶金与生态工程学院,工程师,博士生,从事连铸新技术的研究。
湿地土壤氮元素测定方法 湿地土壤氮元素的测定分为：全氮的测定，氨氮的测定，有机氮的测定，硝态氮，亚硝态氮。 氨氮的测定 原理： 目前一般采用KCl溶液提取法，其原理是将吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来，再用MgO蒸馏。此法操作简便，条件容易控制，适于含NH4+-N较高的土壤。 操作步骤： 称取土样10g，放入100ml三角瓶中，加2mol/lKCl溶液50ml，用橡皮塞塞紧，振荡30min，立即过滤于50ml三角瓶中（如土壤NH4+-N含量低，可将土液比改为1:25）。吸取滤液25ml放入半微量氮蒸馏器中，把盛有5ml 2%硼酸指示剂溶液的三角瓶放在冷凝管下，然后再加12%MgO悬浊液10ml于蒸馏器中蒸馏。以下步骤同全氮测定，同时做空白试验。 全氮的测定 方法：半微量开氏法 开氏法测氮的原理 在盐类和催化剂的参与下，用浓硫酸消煮，使有机氮分解为铵态氮。碱化后蒸馏出来的氨用硼酸吸收，以酸标准溶液滴定，求出土壤全氮含量（不包括硝态氮）。含有硝态和亚硝态氮的全氮测定，在样品消煮前，需先用高锰酸钾将样品中的亚硝态氮氧化为硝态氮后，再用还原铁粉使全部硝态氮还原，转化为铵态氮。其中硫酸钾在消煮过程中可提高硫酸沸点，硫酸铜起催化作用，以加速有机氮的转化。硒粉是高效催化剂，可缩短转化时间。但此法操作繁琐，测定一个样品大约需要40~60min，不适合大批量样品分析，也不适合处理固定态氮和硝态氮含量较高的土壤。 硝态氮的测定 原理： 土壤中硝态氮是植物能直接吸收利用的速效性氮素,土壤中硝态氮测定方法有多种,其标
准测定方法为酚二磺酸法。此法的灵敏度和准确率均较高。根据酚二磺酸与HNO3作用生成硝基酚二磺酸，此反应物在酸性介质中为无色，在碱性条件下为稳定的黄色盐溶液。但土壤中如含CL-在15mg/kg以上时，需加AgNO3处理，待测液中NO3--N的测定范围为0.1０~2mg/kg。 操作步骤： 称取50g新鲜土样放在500ml三角瓶中，加0.5０gCaSO4 2H2O和250ml水，塞后振荡10min。放置几分钟后，将上清液用干滤纸过滤。吸取清液25~50ml于蒸发皿中，加约0.05gCaCO3，在水浴上蒸干、（如有色，可用水湿润，加10%H2O2消除），蒸干后冷却，并迅速加入2ml酚二磺酸试剂，将皿旋转，使试剂接触所有蒸干物，静置10min，加水20ml，用玻璃棒搅拌，使蒸干物完全溶解。冷却后，渐渐加入1:1NH4OH，并不断搅拌，溶液呈微碱性（黄色），再多加2ml，然后将溶解液定量地移入100ml容量瓶中，加水定容，在分光光度计上用光径1mm比色槽进行比色，波长为420 nm，以空白溶液调节仪器零点。
土壤有机碳( SOC)是土壤学和环境科学研究的热点问题之一，土壤有机碳库的动态平衡直接影响着土壤肥力的保持与提高，进而影响土壤质量的优劣和作物产量的高低，因而土壤有机碳的变化最终会影响土壤乃至整个陆地生态系统的可持续性。土壤有机碳包括活性有机碳和非活性有机碳。土壤活性有机碳是指在一定的时空条件下，受环境条件影响强烈的、易氧化分解的、对植物和微生物活性影响比较高的那一部分土壤碳素。根据测定方法和有机碳组分不同,土壤活性有机碳又表述为溶解性有机碳（DOC：dissolved organic carbon）、水溶性有机碳（water-soluble organic carbon）、微生物生物量碳（MBC：Microbial biomass carbon）、轻组有机碳和易氧化有机碳，可在不同程度上反映土壤有机碳的有效性和土壤质量。 国外研究进展 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710 Pg。1976年Bohn利用土壤分布图及相关土组( soil association)的有机碳含量, 估计出全球土壤有机碳库存量为2946Pg。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为1 395 Pg。 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。3S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~ 20 cm、0~ 50 cm和0~100 cm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34211 Pg，无机碳库存总量为11113 Pg，土壤总碳库存量为45314 Pg，并绘制了俄罗斯0~ 100 cm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 ~ 30 cm 土层和0 ~100 cm土层土壤有机碳库存量分别为7011 Pg和249 Pg。 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1 m内土壤有机碳库大约是植被碳库的115~ 3倍，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。 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
第3卷第4期材 料 与 冶 金 学 报V o l .3N o .4 收稿日期:2 004-06-18. 作者简介:林启勇(1980-),男,重庆梁平人,硕士研究生,E -m a i l :s y q i y o n g @s i n a .c o m ;朱苗勇(1965-),男,浙江诸暨人,东北大学教授,博士生导师. 2004年12月 J o u r n a l o fM a t e r i a l s a n d M e t a l l u r g y D e c .2004 连铸坯动态轻压下的压下参数分析 林启勇,蒋欢杰,朱苗勇 (东北大学 材料与冶金学院,辽宁沈阳110004 )摘 要:简述了连铸坯动态轻压下技术,介绍了该技术的关键工艺参数即压下区间、压下量和压下速率。通过对近年来国内外对压下模型研究结果的分析和讨论,预测了动态轻压下压下模型的研究方向. 关键词:连铸;中心偏析;轻压下;压下参数 中图分类号:T F777 文献标识码:A 文章编号:1671-6620(2004)04-0261-05 A n a l y s i s o f r e d u c t i o n p a r a m e t e r s o f d y n a m i c s o f t r e d u c t i o n i n c o n t i n u o u s c a s t i n g L I N Q i -y o n g ,J I A N G H u a n -j i e ,Z HU M i a o -y o n g (S c h o o l o fM a t e r i a l s a n d M e t a l l u r g y ,N o r t h e a s t e r nU n i v e r s i t y ,S h e n y a n g 1 10004,C h i n a )A b s t r a c t :T h e d y n a m i c s o f t r e d u c t i o n t e c h n o l o g y a n d t h e k e y t e c h n i c a l p a r a m e t e r s o f s o f t r e d u c t i o n f o r c o n t i n u o u s c a s t i n g w e r e p r e s e n t e di nt h i s p a p e r .B y r e v i e w i n g a n da n a l y z i n g t h ev a r i a b l e s ,t h es o f t r e d u c t i o n m o d e l sa c h i e v e di n r e c e n t y e a r s ,t h et r e n df o ri n v e s t i g a t i n g t h er e d u c t i o n m o d e l w a s d i s c u s s e d . K e y w o r d s :c o n t i n u o u s c a s t i n g ;c e n t e r s e g r e g a t i o n ;s o f t r e d u c t i o n ;r e d u c t i o n p a r a m e t e r s 中心偏析和疏松是连铸坯的主要缺陷之一, 它严重影响了钢材的性能,如焊接性能、拉拔性能.铸坯轻压下就是针对消除该缺陷的一种新技 术,如图1所示.其机理为[1]:在连铸坯液芯末端 附近施加压力产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量.轻压下一方面可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙,防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯中心横向流动;另一方面,轻压下所产生的挤压作用可促进钢液中的溶质元素进行重新分配,从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密,起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用.在实际生产过程中,浇铸速度和浇铸温度等条件的不稳定会引起凝固末端位置的变化,轻压下位置也随之改变.随着控制和液压技术的发展和应用,实现了跟踪凝固末端进行适时轻压下,即所谓的动态轻 压下. 图1 辊式轻压下示意图 F i g .1 S c h e m a t i cd i a g r a mo f s o f t r e d u c t i o nb y r o I I i n g 动态轻压下技术的主要工艺参数有压下区 间、压下量和压下速率.只有合理确定这些参数值才能达到消除或减少铸坯中心偏析与疏松的目的.对此,已有大量的研究报道.本文将对有代表性的最新研究进行评述与分析.
一、论述不同生态、耕作管理条件下土壤有机碳的含量、组成和性质特征 一、论述不同生态、耕作管理条件下土壤有机碳的含量、组成和性质特征。 土壤有机碳(SOC)包括植物、动物及微生物遗体、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。土壤有机碳量(1500Pg)约为陆地生物量碳(620Pg)的2.4倍，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。然而，不同生态系统的土壤有机态组成和转化有所差别。（一）森林生态系统 森林生态系统作为陆地生物圈的主体，不仅本身维持着大量的碳库(约占全球植被碳库的86%以上)，同时也维持着巨大的土壤碳库(约占全球土壤碳库的73%)。森林植被下，进入土壤的有机物质主要为地表的凋落物。因此，其表土层很薄，一般仅2~7 cm，此层中有机碳含量可达到368mg/kg，其下虽有一深厚的腐殖质层(约40~70cm)，但其含量已较上层急剧减少。森林土壤中的有机碳主要来自于森林凋落物的分解补充与累积，是进入土壤中的植物残体量以及在土壤微生物作用下分解损失量的平衡结果。 （二）草地生态系统 在草地生态系统中，草地植物通过光合作用吸收大气中的CO2，合成有机物质，植物枯死后凋落于土壤表面，形成凋落物层进入土壤库，其中一部分凋落物经腐殖化作用，形成土壤有机碳固定在土壤中,这部分有机碳经土壤动物和微生物的矿化作用，部分分解产物被植物再次利用，构成了生态系统内部碳的生物循环。此外，植物光合作用固定的有机碳还有一部分通过植物自身的呼吸作用(自养呼吸)、草原动物呼吸、凋落物层的异养呼吸以及土壤的呼吸代谢作用将碳以CO2的形式重新释放到大气中，构成了草地植被-土壤-大气间的生物地球化学循环。在草地生态系统中，植物、凋落物、土壤腐殖质构成了系统的三大碳库。 （三）湿地生态系统 全球变化背景下陆地生态系统碳循环研究是其中重要的核心内容之一。湿地作为一个水陆相互作用形成的独特生态系统，具有季节或常年积水、生长或栖息喜湿动植物和土壤发育潜育化3个基本特征。湿地虽然只占地球陆地表面的很小部分，但在陆地碳库中却占有显著的份额。据估算，湿地占了全球陆地碳库的12%~20%。 一旦有机物质沉积在湿地土壤表层或矿物土壤中，便成为湿地生态系统异养食物链的一部分，在土壤性质、水文和土地利用活动的影响下，通过生物地球化学过程影
约旦水资源部秘书长：海水淡化是一个解决方案 2012-03-18 约旦水资源部秘书长认为，海水淡化是约旦必须采取的解决方案，采用这一方案可以补充水资源缺口，解决复杂的跨界水资源、缺少资金、政策的和能力建设等问题。 约旦是全球第四个最为缺水的国家，人均占有水资源量最低。 来源：中国水利网站 2012年3月18日 】
1.1真空冷冻原理 海水三相点是使海水汽、液、固三相共存并达到平衡的一个特殊点。若压力或温度偏离该三相点，平衡被破坏，三相会自动趋于一相或两相。真空冷冻法海水淡化正是利用海水的三相点原理，以水自身为制冷剂，使海水同时蒸发与结冰，冰晶再经分离、洗涤而得到淡化水的一种低成本的淡化方法。与蒸馏法、膜法相比，能耗低，腐蚀、结垢轻，预处理简单，设备投资小，并可处理高含盐量的海水，是一种较理想的海水淡化法［!］。国外早在20世纪60年代就已开始研究，但目前为止尚没有商业化，主要原因在于过程中产生的三相点蒸汽难以去除和冰晶的输送、洗涤较难。华东理工大学研究开发的真空冻-汽相冷凝海水淡化技术采用低温金属表面，使三相点蒸汽直接冷凝成冰的方法，成功的解决了蒸汽的去除问题，并在实验室完成了小型试验装置。真空冷冻-汽相冷凝海水淡化技术工艺包括脱气、预冷、蒸发结晶、冰晶洗涤、蒸汽冷凝等步骤，淡化水产品可达到国家饮用水标准。 1.2工艺研究 1.2.1脱气 由于海水中溶有的不凝性气体在低压条件下将几乎全部释放,且又不会在冷凝器内冷凝。这将升高系统的压力，使蒸发结晶器内压力高于二相点压力，破坏操作的进行。显然减压脱气法适合本系统。 1.2.2预冷 海水脱气后可与蒸发结晶器内排出的浓盐水和淡化水产生热交换，预冷至海水的冰点附近。 1.2.3温度和压力 它们是影响海水蒸发与结冰速率的主要因素。 1.2.4冰-盐水是一固液系统 普通的分离方法均可使冰-盐水得到分离，但分离方法不同，得到的冰晶含盐量也不同。实验结果表明减压过滤方法得到的冰晶含盐量比常压过滤方法得到的冰晶含盐量低得多。 1.2.5蒸汽冷凝 在蒸发结晶器内，除海水析出冰晶以外，还将产生大量的蒸汽，这些蒸汽必须及时移走，才能使海水不断蒸发与结冰。 2蒸馏法海水淡化及其特点 2.1蒸馏法原理 把海水加热使之沸腾蒸发，再把蒸汽冷凝成淡水的过程即为蒸馏法。蒸馏法是最早采用的淡化法，其优点是结构简单、操作容易，所得淡水水质好等。蒸馏法有很多种，如多效蒸发、多级闪蒸、压气蒸馏、膜蒸馏等。 2.2蒸馏法特点
湿地土壤水源涵养功能探讨 朱林 摘要：湿地是陆生以及水生生态系统中具有多功能的过渡性生态系统，能够涵养水源，保护生物多样性，湿地是“地球之肾”。当前世界水资源短缺现象日益严重，水环境的恶化也比较严重，湿地作为比较独特的生态系统，对于促进水土保持，实现水源的涵养有着十分重要的作用，因此应积极促进湿地土壤水源涵养功能的实现。本文根据天津地区的湿地，对湿地土壤水源涵养功能进行分析和研究。 关键词：湿地土壤水源；涵养功能 土壤除了能够为生物生存提供良好的环境，还能够利用土壤孔隙、土壤与地下水之间的联系实现水源涵养。土壤水源涵养功能一般情况下只是土壤蓄水。湿地土壤也有一定的水源涵养功能，能够调节水分分布，从而实现对供水、干旱等灾害的抵御，保护湿地生态系统实现多样化的发展，促进生态服务功能的发挥。湿地土壤水源涵养功能有助于促进湿地水循环以及生态系统功能的发挥，避免出现湿地退化的问题。水源涵养功能也是生态系统服务功能中的重要内容，水源涵养能够保证人们对水资源的需求。 1 影响湿地土壤蓄水能力的因素 土壤的蓄水能力其实是受到可蓄水土壤层的厚度以及其单位蓄水能力的影响。单位土壤厚度的蓄水能力会受到土壤性质的制约，还有土壤孔隙、粒径、土壤结构、容重、水分以及有机质等因素的影响[1]，这些都会关系到土壤的持水性。 1.1 土壤的孔隙 水在土壤中的储存主要是通过土壤孔隙，土壤的孔隙容易受到外界因素的影响，非毛管孔隙相比于毛管孔隙更加敏感，非毛管孔隙比较复杂，孔隙会受到生物、物理以及化学因素的影响，植被是影响非毛管孔隙生长、寿命等的决定性因素。非毛管孔隙不仅能够形成根系，还能够为形成孔隙的动、微生物提供基础，落叶以及枯枝能够促进大孔隙的稳定发展。植物根系的死亡以及生长都会产生大孔隙，会对植物以及环境产生影响。森林土壤中植物根孔会随着深度的加大而逐渐降低。湿地中的水分胁迫程度不高，湿地植物的地下根茎能够形成比较强大的根孔体系。 1.2 粒径、土壤结构 土壤颗粒以及结构之间有孔隙，颗粒是土壤构成的重要要素，主要分为3个级别，有沙粒、粉粒、粘粒[2]，这是按直径由大到小进行划分的。如果土壤的粗沙粒含量比较多，蓄水的孔隙较大，水分比较容易流失，对于水源的涵养是极为不利的。粘粒较多，蓄水能力也比较弱。 土壤结构的改变会影响土壤的孔隙以及非毛管孔隙度。土壤结构主要是由土壤的有机质、粘粒、生物因素等影响的[3]。土壤侵蚀会对土壤的粒径以及结构产生影响，使土壤的蓄水能力降低。 1.3 水分含量 土壤的蓄水能力在很大程度上是受到自然含水量影响，含水量低的土壤，其蓄水能力更强。土壤中的水分含量会受到降水、气温因素的影响，如果气温升高，水分就会蒸发，有些冬季饱和的土壤在夏季有很强的蓄水能力。在雨季，由于降水量比较大，土壤处于饱和的状态，蓄水能力就会比较差。 1.4 有机质 土壤中的有机质能够对其持水性产生影响，进而影响土壤结构，湿地土壤中的有机质比较高。有机质含量比较高时，增加有机质的含量能够促进任何土壤持水能力的提升，有机质
土壤活性有机碳的测定 （高锰酸钾氧化法） 土壤样品经粘磨过0.5mm筛，根据土壤全有机碳含量，计算含有15mg碳的土壤样品量作为待测样品的称样重，然后将样品转移至50ml带盖的塑料离心管中，以不加土样作为空白。 向离心管中加入25ml浓度为333mmol/L的高锰酸钾溶液，在25℃左右，将离心管振荡（常规震荡即可）1小时，然后在转速2000rpm 下离心5分钟，将上清液用去离子水以1：250倍稀释，吸取1ml上清液转移至250ml容量瓶中，加去离子水至250ml即可。稀释样品用分光光度计在565纳米处测定吸光值。 配制不同浓度梯度的高锰酸钾的标准溶液，同样于分光光度计上测定吸光值，建立高锰酸钾的浓度和吸光值的线性直线方程，将稀释好的待测样品的吸光值代入方程得到氧化有机碳后剩余高锰酸钾的浓度，同样得到空白的高锰酸钾浓度，前后二者之差即为氧化活性有机碳后高锰酸钾溶液的浓度变化值，根据假设，氧化过程中高锰酸钾浓度变化1mmol/L消耗0.75mM或9mg碳。其中能被333mmol/L高锰酸钾氧化的碳是活性有机碳，不能被氧化的碳上非活性有机碳。 高锰酸钾标准曲线配制：首先配制0（去离子水）、15、30、60、100、150、300mmol/L的高锰酸钾标准梯度溶液，从每个浓度的标准溶液中吸取1ml标准溶液转移至250ml容量瓶中定容（既稀释250倍），这样能够就得到浓度梯度为0、0.06、0.12、0.24、0.4、0.6、1.0、1.2mmol/L的标准高锰酸钾梯度溶液，然后同样用分光光度计在565纳米处测定吸光值，绘制高锰酸钾的浓度与吸光值间的标准曲线。注意标准曲线配制过程中尽量避光，以防高锰酸钾氧化消耗，可以将容量瓶套上信封袋以避光，还有容量瓶等一定要清洗干净，以防高锰酸钾氧化杂质而消耗，影响测定结果。 活性有机碳(mg/g) ＝高锰酸钾浓度变化值×25×250×9 称样重×1000
第6期 2010年11月 连铸 C on ti nuou s C asti ng N o .6 N ove m ber 2010 动态轻压下技术在连铸中的应用 胡晓红, 于铭杰, 陈永生, 胡增跃, 石 磊 (山东莱钢股份有限公司炼钢厂,山东莱芜271104) 摘 要:简述了凝固末端轻压下技术的原理,对其主要工艺参数轻压下的位置、压下率、总压下量、压下速率和拉速等的确定进行了讨论和分析。对比了使用末端轻压下技术的效果。末端轻压下技术对减少中心偏析很有效,对提高产品质量、生产高附加值产品有重要意义。关键词:动态轻压下;中心偏析;内部质量 中图分类号:TF 777 文献标志码:A 文章编号:1005 4006(2010)06 0008 04 Application of Dyna m ic SoftReduction Techni que i n Conti nuous Casti ng HU X iao hong , YU M ing ji e , C H E N Yong sheng , HU Zeng yue , SH I Lei (Steel m aking P lant o f L a i w u Iron and Stee l Co ,L a i w u 271104,Shandong,Ch i na) Abstrac t :The pri nc i ple and som e m odes of so ft reduction techn i que o f fi na l stage of soli d ifi cation we re briefed .T he m ain techno log ical param eters of the technique w ere ana lyzed and d i scussed ,such as po siti on o f so ft reducti on,so ft reducti on ra ti o ,to tal so ft reduction a m ount,so ft reducti on rate,casti ng speed and so on .The appli cation results o f t h is techno logy w ere compared .It is concl uded that th i s techno l ogy is effec tive to abate centra l segrega ti on,i m prove qua lit y o f produc t and pro duce high va l ue added product . K ey word s :dyna m ic soft reducti on ;cen tral seg regati on ;interna l soundness 作者简介:胡晓红(1973 ),女,本科,工程师; E m ail :l h j hxh lz y @163.co m; 收稿日期:2010 04 11 轻压下技术是在收缩辊缝技术的基础上发展而来,它是通过在连铸坯液芯末端附近施加适当压力,产生一定的压下量来补偿铸坯的凝固收缩量。一方面可以消除或减少铸坯收缩形成的内部空隙,防止晶间富集溶质元素的钢液向铸坯中心横向流动;另一方面,轻压下所产生的挤压作用还可以促进液芯中溶质元素富集的钢液沿拉坯方向反向流动,使溶质元素在钢液中重新分配,从而使铸坯的凝固组织更加均匀致密,起到改善中心偏析和减少中心疏松的作用。轻压下技术出现之初并没有静态和动态之 分,直到20世纪90年代中后期,随着远程控制技术的进步,才提出了动态轻压下的概念。静态轻压下是在浇注前预先设定好辊缝,按照设定的拉速和工艺条件进行浇注,而动态轻压下则是在浇注过程中能够跟踪凝固终点,并随着终点的变化动态调整辊缝的一种方法。 由于动态轻压下比静态轻压下能更好的改善铸坯内部质量,因此现阶段关于轻压下技术的研究多集中于动态轻压下。动态轻压下技术主要由热跟踪模型、自动调节系统和能够实现远程控制的扇形段3部分组成。其中热跟踪模型和自动调节系统能够 在浇注过程中,根据浇注工艺条件(钢种、浇注速度、冷却水量)实时计算液芯及两相区位置和目标辊缝。远程控制扇形段则是执行系统,它根据指令动态调整液压缸压力设置,改变辊缝和压下量,从而保证非稳态浇注的轻压下效果 [1] 。 1 动态轻压下系统简介 1.1 动态轻压下设备 莱钢4#宽厚板连铸机采用了VA I 动态轻压下和二冷配水技术,动态轻压下系统主要由三大部分组成,其中动态轻压下和配水技术属于控制部分,带有液压缸可实现在线和远程控制的铸流导向段设备系统是执行部分,铸机主要技术参数 如表1。1.2 动态轻压下技术的控制原理 由连铸二冷动态控制系统进行二冷系统的在线控制,根据钢种、钢水温度、拉速等实际数据计算出铸坯表面、中心温度以及固相区与液相区并存的液芯位置,提供给动态轻压下控制系统,按此选择轻压下扇形段位置,实施轻压下设定并且采集反馈的液压缸与辊列位置信号再对实际控制进行修正。
第11卷第1期湿地科学V ol.11No.1 2013年3月WETLAND SCIENCE March2013 基于景观格局的现代黄河三角洲滨海湿地 土壤有机碳储量估算 于君宝1，王永丽2，董洪芳1,3，王雪宏1,3，栗云召1,3，周迪1,3，高永军4 (1.中国科学院烟台海岸带滨海湿地生态实验室，中国科学院山东省海岸带环境过程重点实验室，山东烟台264003； 2.南阳师范学院环境科学与旅游学院，河南南阳473061； 3.中国科学院大学，北京100049； 4.Department of Oceanography and Coastal Sciences,Louisiana State University,Baton Rouge,LA70803,USA) 摘要：利用2000年和2009年的TM影像数据，对现代黄河三角洲滨海湿地的景观进行分类，将其划分为9种景观类型。利用ArcGIS9.3软件，依据2009年黄河三角洲滨海湿地GPS土壤定点采样点的理化分析数据，计算出土壤有机碳密度，并进行空间插值，结合各景观类型分布面积，估算表层(0～30cm深度)土壤有机碳密度和储量。研究结果表明，2000～2009年，研究区的总面积增加，土壤有机碳密度为0.73～4.25kg/m2；2000年和2009年的土壤总有机碳储量分别为3.43×106t和3.17×106t。各景观类型的土壤有机碳储量随着其面积的变化而变化，面积变化最明显的景观类型是滩涂、灌草地、农田和盐田养殖池，导致这种变化的原因是自然因素和人为因素共同作用的结果。减少和限制人类活动、保护表层土壤对黄河三角洲滨海湿地土壤碳库的持续稳定发展非常重要。 关键词：景观类型；土壤有机碳密度；土壤有机碳储量；滨海湿地；现代黄河三角洲 中图分类号：X142；X171.1文献标识码：A文章编号：1672-5948(2013)01-001-06 随着大气中CO2浓度的迅速增加，温室效应所引起的全球气候变暖越来越多的受到各国政府和学术界的关注[1~4]，国内外科学家在森林、草原、农田和湿地等生态系统相继开展了关于温室气体排放的研究[5,6]。湿地是一种独特且多功能的生态系统，具有很高的初级生产力。研究表明，湿地生态系统尤其是泥炭沼泽具有很高的固碳价值[7,8]。尽管全球湿地面积仅占陆地面积的4%～6%，但其碳储量占陆地生态系统碳储存总量的20%～25%[9,10]。但是随着越来越多的湿地被疏干，湿地土壤有机碳的分解速率加快，导致土壤温室气体的排放量增加[11]。因此，保护和加强湿地的碳储功能，对于维持湿地生态系统及减少温室气体排放具有非常重要的作用[12]。 黄河三角洲位于黄河入海口处，是中国三大河口三角洲之一，也是中国暖温带地区最完整、最广阔、最年轻的新生湿地生态系统[13]。这里资源丰富，生境独特，景观类型多样，主要以滨海湿地、河流和河漫滩为主。由于黄河的频繁改道，快速演化性成为黄河三角洲的典型特征，同时由于受海水盐分作用，该区域生态环境及其脆弱。近年来，黄河三角洲开发已经上升为国家战略，其所面临的快速开发势必给生态环境造成更大的压力，尤其会在很大程度上影响滨海湿地生态系统养分循环过程。到目前为止，国内在区域尺度上对土壤有机碳储量的估算已有不少研究[11,14~20]，但有关黄河三角洲滨海湿地碳储量的具体资料未见报道。为此，本文选取黄河三角洲滨海湿地作为研究对象，发挥景观生态学可以在较大空间和时间尺度上研究生态系统的空间格局和生态过程的优势[21~23]，在区域尺度上开展黄河三角洲滨海湿地景观变化研究。利用2000年和2009年两期TM影 收稿日期：2012-04-26；修订日期：2012-09-23 基金项目：中国科学院战略性先导科技专项项目(XDA05020503)、中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2-YW-223；KZCX2-YW-359)、中国科学院—国家外国专家局创新团队国际合作伙伴计划项目(Y02A071041)、山东省自然科学杰出青年基金项目(JQ201114)、中国科学院百人计划项目和“十二五”国家科技支撑计划项目(2011BAC02B01)资助。 作者简介：于君宝(1968-)，吉林省长春人，博士，研究员，主要研究方向为元素生物地球化学与生态修复。E-mail:junbaoyu@https://www.doczj.com/doc/12862715.html,; jbyu@https://www.doczj.com/doc/12862715.html, DOI:10.13248/https://www.doczj.com/doc/12862715.html,ki.wetlandsci.2013.01.006
中厚板铸机动态轻压下控制系统优化 摘要:介绍了中厚坯连铸过程中的液芯压下位置反馈的控制优化,通过增加压力反馈调节系统,实现液芯位置的在线跟踪控制。 关键词:液芯压下计算方法控制系统优化 Abstract:It is described that the control optimization on position feedback of LCR (Liquid Core Reduction) during casting with heavy plate.By means of adding up the control system with force feedback it is realized the online tracking control on position with LC (Liquid Core). Key Words:Liquid Core Reduction;Calculation Methon;Control System Optimization 包钢薄板厂宽厚板生产线于2007年10月投产,为了提高板坯质量在扇形段采用了动态轻压下技术,动态轻压下技术是根据不同的钢种、钢水温度、连铸机拉速、二冷水的冷却模型以及板坯内部液芯的位置来控制扇形段的压下量。[1]生产过程中发现宽厚板铸机的动态轻压控制是根据铸机拉速来控制,当铸机拉速发生改变时,轻压下的位置便根据模型设定发生改变,由于没有考虑铸坯的液芯的位置的动态变化,因此,在拉速发生变化时轻压下的压下位置并不合适,这对铸坯的质量有影响。通过修改轻压下控制程序,引入液芯位置的动态判断,实现板坯铸机动态轻压下的优化。通过合理的液芯轻压下不仅能解决连铸与连轧之间的厚度匹配问题,而且能细化铸坯内部组织,进一步减
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
季节性时间序列分析方法 在经济领域中得到的观测数据一般都具有较强的随时间变化的趋势，如果是季度或月度数据又有明显的季节变化规律。因此研究经济时间序列必须考虑其趋势性和季节性的特点，既要考虑趋势变动，又要考虑季节变动，建立季节模型。 第一节 简单的时间序列模型 一、 季节时间序列 序列是季度数据或月度数据（周，日）表现为周期的波动。 二、随机季节模型 例1 假定t x 是一个时间序列，通过一次季节差分后得到的平稳序列，且遵从一阶自回归季节模型,即有 t s s t t t x B x x w )1(-=-=- 1t t s t w w 或 1(1 )s t t B w 将t w =t s x )B (-1代入则有 1(1)(1)s s t t B B x SARIMA(1,1,0) 更一般的情况，随机序列模型的表达式为 11(1 )(1)(1)s s S t t B B x B SARIMA(1,1,1) 第二节 乘积模型 值得注意的是t a 不一定是白噪声序列。因为我们仅仅消除了不同周期相同周期点之间具有的相关部分，相同周期而不同周期点之间的也有一定的相关性。所以，在此情况下，模型有一定的拟合不足，如果假设t 是),(q p ARMA 模型，则1(1)(1)s s t t B B x 式可以改为 1()(1)(1)()s s t t B B B x B 如果序列}{t x 遵从的模型为 ()() ()()s d D s s t t B U B x B V B （3.26） 其中ks k s s s B B B B U ΓΓΓ----= 2211)(
ms m s s s B B B B V H H H ----= 2211)( p p B B B φφΦ---= 11)( q q B B B θθΘ---= 11)( d d B )1(-=? D s D s B )1(-=? 则称（3.26）为乘积季节模型，记为),,(),,(q d p m D k ARIMA ?。如果将模型的AR 因子合MA 因子分别展开，可以得到类似ARMA ),(q ms p ks ++的模型，不同的是模型的系数在某些阶为零，故),,(),,(q d p m D k ARIMA ?称为疏系数模型。 关于差分阶数和季节差分阶数的选择，是试探性的。可以通过考察样本的自相关函数来确定。一般情况下，如果自相关函数缓慢下降同时在滞后期为周期s 的整倍数时出现峰值，通常说明序列同时有趋势变动和季节变动，应该做差分和季节差分。如果差分后的序列所呈现的自相关函数有较好的截尾或拖尾性，则差分阶数是适宜的。 对于乘积季节模型的阶数识别，基本上可以采用Box-Jenkins 的方法，考察序列的样本自相关函数和偏自相关函数。如果样本的自相关函数和偏自相关函数表现为既不拖尾又不截尾，在滞后期为周期s 的整倍数时出现峰值，则建立乘积季节模型是适应的，同时SAR 算子)(s B U 和SMA 算子)(s B V 的阶数也可以通过自相关函数和偏自相关函数的表现得