第26卷第3期2008年5月干旱地区农业研究
Agricultural R esearch in the Arid Areas Vol.26No.3May.2008
收稿日期:2007209225
基金项目:国家自然科学基金项目(40671107和30370843);中科院知识创新方向性项目(KSCX2-YW -424-3,KSCX1-YW -15
-04);国家科技支撑项目(2006BAD05B07);教育部新世纪优秀人才支持计划(NCET -05-0852)
作者简介:李小涵(1971—),女,陕西永寿人,主要从事土壤碳氮方面的研究。E 2mail :lxh -hxl2005@https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html,.
通讯作者:王朝辉,E 2mail :W 2zhaohui @https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html,.
农田土壤有机碳的影响因素及其研究
李小涵1,郝明德1,2,王朝辉1,李利利1
(1.西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;2.中国科学院水利部水土保持研究所,陕西杨凌712100)
摘 要:大气温室效应气体N 2O 、CO 2增多与全球气温变暖有着密切的关系,由于农业活动导致的碳排放量占碳总排放量的25%,因此研究农田土壤有机碳的影响因素,对增加农田碳素固定和保持,减少由于不合理的土地使用而导致大量CO 2的排放,维持农业和生物圈生态系统的可持续发展有着重要意义。本文分析了温度、水分、土地开垦、休闲和撩荒、耕翻、轮作、秸秆还田、肥料管理等对土壤有机碳的影响。减少翻耕次数,增加秸秆还田,优化氮、磷、钾等养分用量及配比,是提高农田,尤其是旱地农田土壤有机碳含量,培肥、改良土壤的重要途径。
关键词:土壤;有机碳;耕作;水分;养分;地表覆盖
中图分类号:S154.1 文献标识码:A 文章编号:100027601(2008)0320176206
土壤有机碳指进入土壤的各种动植物残体、微生物体及其分解、合成的有机物质中的碳。陆地生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分,而土壤碳库是地球陆地生态系统中最大的碳贮蓄库。据估计,全球以有机质形式贮存在土壤中的碳大约有1200～1500Pg [1],相当于地表生物群落碳素存贮
总量(500～600Pg )的2～3倍,大气碳素总量(750
Pg )的2倍[2]。土壤无机碳的数量也很大,为700～1000Pg ,但它的更新周期以千年为尺度[3]。土壤
有机碳却不同,由于受土壤和生物生命活动的影响,特别是农业土壤由于受到人类生产活动的影响,其数量和生物活性处在不断的变化之中,是全球碳库
中的最活跃部分之一。在农田土壤中,有机碳主要来源于以各种形式进入土壤的有机物料,尤其是不同形式进入土壤的农作物残体占主要地位,如秸秆、残茬、粪肥、厩肥、翻压的绿肥等,达80%以上。土壤有机碳数量及其生物活性的变化,不仅影响土壤肥力,而且还可以通过多种途径影响土壤向大气释放或固持大气中的CO 2,从而影响土壤与大气之间的碳素平衡[4]。
从19世纪中叶到21世纪初,大气中的温室效应气体CO 2浓度由从280mg/L 上升到了365mg/L ,其中1990～1999年间,CO 2浓度的增加速率为
每年0.9～2.8mg/L [5]。按这一趋势估计,到2050年大气中的CO 2浓度将升高到560mg/L ,北温带湿润气候地区的土壤有机碳将因此减少约7%[6]。
从全球范围来看,农业是温室效应气体的一个重要来源,农业活动导致碳的排放量占碳的总排放量的25%[7]。在我国的研究工作表明,到2050年,南方
地区年均气温将升高1.0～1.5℃,西北地区升高
2.5～
3.0℃[8]
;到2099年西北地区可能升高2.79～4.50℃[9]。农业生态系统每年通过农作物生长
可以大量固定大气中的碳素,但这部分进入农业生态系统的碳素又会有大约90%通过各种转化途径返回大气。除在农产品中累积外,仅有一小部分以有机碳的形式存在于土壤中。因此,加强土壤碳库管理,增加土壤对大气碳素的固定和保持,降低土壤的CO 2排放量,缓解全球温室效应,对农业和整个生物圈生态系统的可持续发展都有重要意义。农业土壤中的有机碳及其变化一直是农业与生态环境科学领域研究的热点问题。本文就影响农业土壤有机碳及其变化的人为、环境因素与调控方面的研究工作进行总结,并对应该进一步研究的问题进行了分析。
1 影响农田土壤有机碳的因素
1.1 温 度
温度是控制土壤微生物活性及有机质分解速率的关键因素。温度升高将导致微生物种群增长,从而促进土壤有机碳分解。很小的土壤温度变化就会使土壤成为大气CO 2的重要源[10]。在平均温度为5℃时,温度每上升1℃会引起全球范围内10%的土
壤有机质丧失[11],相当于1.1～33.8Pg碳释放到大气中[12]。而且温度每升高10℃,土壤有机质的分解速度会加快2倍[13,14]。但也有研究表明,在年平均温度介于10～20℃的区域,温度上升将导致土壤有机碳蓄量增加[15]。但随着温度继续升高,土壤碳的矿化率又会增加[16],在平均温度为30℃时,温度每升高1℃会使得有机碳损失3%[11];温度高于36℃的条件下,继续升高温度对有机碳分解的促进作用又会降低[14]。吴金水[8]等预测,由于温度升高,到2050年我国亚热带和黄土高原地区农田土壤有机碳积累量将减少3.6%～10.9%。虽然黄土高原地区的气候条件较有利于土壤有机碳的积累,减少幅度会略低于亚热带地区,但由于新鲜有机碳的输入量有限,土壤有机碳的积累水平仍然较低。
1.2 水 分
水分是影响土壤有机碳的另一重要因素。干湿交替季节,由于土壤团聚体崩溃,团粒内部受保护的有机碳被暴露出来,土壤呼吸强度会在极短的时间内大幅度提高,使有机碳矿化分解量增加。干燥或干旱会引起部分土壤微生物死亡,在一定程度上加速或减缓有机碳的分解速率,改变土壤中的有机碳储量;降雨后,土壤微生物量会激增,促进微生物的活性增强,激发土壤呼吸迅速增强[17,18]。降雨对土壤呼吸速率的影响又因土壤温度状况而异[19],两者的综合作用决定了土壤碳库的变化方向和大小[20]。适宜的气温和土壤水分含量有利于激发微生物活性,促进土壤有机碳分解,使土壤有机碳周转速率加快,积累量减少。但从长远来看,降水适宜会促进植物生长,提高植物生物量,促进土壤有机碳增加和累积。自然植被条件下,每1mm降雨所导致的0～10 cm土层有机碳增加速率可达一般农田的2倍[21,22]。在干旱与半干旱农业区,补充灌溉、增加降水的收集、就地入渗与保持,对提高植物生物量和土壤有机碳固持有重要意义;但在湿润地区,排水通常会引起土壤温度升高,提高有机质的降解速率,导致土壤有机碳含量降低[23]。
不少研究证明,旱地和淹水土壤有机物质分解存在显著的差异,原因主要是前者为好气分解,后者是嫌气分解。好气呼吸由于释放能量高,土壤有机物质分解快;嫌气分解的发酵过程所释放的能量远低于好气分解,有机质降解慢[24]。
1.3 土地开垦
影响土壤有机碳固定的因素很多。除自然因素外,土地利用的方式及其程度、变化是影响土壤有机碳库数量、组成及转化速率的另一重要因素[25,4]。如西北黄土高原区,农田土壤有机质含量仅为5.9～11.5g/kg[26],远低于东北地区的农田土壤及南方水田土壤。除气候因素外,历史上长期的掠夺式经营管理是重要原因:乱垦滥伐、过度放牧、水土流失、土地沙化都加剧了自然生态系统的生物量减少,土壤有机碳库降解加速,土壤有机碳含量降低。
研究表明,草地土壤被开垦种植作物6年后,其有机质含量明显降低,同时硝态氮的含量却达到了连续种植作物60年的土壤硝态氮水平,说明开垦后土壤的有机质矿化加速,在向大气释放大量CO2的同时,形成了大量矿质态氮并累积于土壤中;而长期种植作物的土壤在退耕还草5年后,由于耕作频率减少、植物地下部生物量及还田的残茬增加,土壤表层的有机碳含量明显升高,特别是在砂质土壤上,表层土壤的有机碳和氮达到甚至高于原始草地的水平[27,28]。
1.4 休闲和撩荒
休闲和撩荒主要通过植被的自然演替来恢复土壤肥力。但土地休闲,特别是夏季休闲也会引起土壤有机碳含量降低。主要原因在于夏季温度较高,土壤微生物活性增强,这时休闲不但不能给土壤增加新的作物残体,还使有机质的降解加速[29,30]。就撩荒而言,如果开垦地在撩荒前破坏非常严重,土壤有机碳的自然恢复将极为有限。有研究表明[31]:轮作后撩荒45年,碳损失89%,氮损失75%,而要恢复到开垦以前状态的95%,则碳需要230年,氮需要180年。增加土地覆盖和作物残茬还田可降低土壤侵蚀,改善有机质和养分循环,最终为植物创造更有利的生长环境。降水少的旱地,夏季休闲常会因地表无植被覆盖,在风蚀作用下造成土壤有机碳大量损失。连续12年的田间定位试验表明,与小麦—休闲种植方式相比,小麦—玉米—谷子连作可使0～10cm土壤的有机碳含量提高20%[32,33]。说明减少休闲时间,提高作物播种指数是增加土壤有机碳存贮量的一种有效方式。
1.5 耕 翻
耕翻会改善土壤通气性,增强微生物活动,增加土壤有机质与空气的接触面积,因此通常会导致土壤有机碳降解过程加速。在连续免耕9年的小麦地上进行的试验表明,每年在小麦播种前耕翻0～15 cm深的土壤,经过3年后土壤有机碳比仍保持免耕的土壤降低了5.6%[34]。免耕10年的土壤上,连续2年20～25cm的耕作后也发现有机碳降低了5.0%[35]。在旱地土壤上,12年的长期轮作定位试验表明,免耕使土壤每年大约固定碳素233
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第3期 李小涵等:农田土壤有机碳的影响因素及其研究
kg/hm2,少耕每年固碳25kg/hm2,传统耕作使土壤碳素减少141kg/hm2[33]。但在连续9年种植春小麦的地块上发现,浅耕5～7.5cm可有效防治杂草,且对小麦籽粒产量、蛋白质含量无不良影响,更无迹象表明对土壤有机质、生物量碳及氮素矿化有明显影响[36]。
传统的耕作方式破坏土壤团聚结构,改变土壤的通气性和孔性,使其温度、水分状况得以改善,从而使微生物活性提高,加速了土壤有机碳的分解。免耕不搅动土壤,土壤团聚体数量和稳定性有所增加,且减少了团聚体内部有机质的分解。在长期免耕的情况下,土壤耕层变浅,植物残体及连年施入的有机肥也会积累于表土,可供植物、微生物维持生命的能量充足,植物根系多集中于表土层,根的残茬及大量的根系分泌物也加剧了微生物的繁衍,从而使土壤表层有机碳含量增加显著[37],但不利于根系深扎,因此免耕一段时间后,需进行一次深耕[38]。
1.6 轮 作
轮作是指在同一块耕地上将不同类型的作物,按一定顺序在一定年限内循环种植。轮作能够改变进入土壤的作物残茬,有利于控制杂草和病虫害防治,与保护性耕作技术结合,还能够改善土壤物理特性,减少土壤侵蚀。轮作是增加土壤有机质含量,提高土壤肥力的重要措施。
由于轮作改变了作物残体或根系的数量、种类,从而影响到土壤有机碳的固定、矿化,以及土壤有机碳的数量[39]。对小麦-牧草轮作系统的研究表明,随着牧草种植次数增加,土壤有机碳含量呈现出增高趋势[40],豆科—禾本科植物轮作能较快地增加土壤有机碳的贮存[41]。因此,选择一些具有高的生物量或高C/N的植物与作物轮作,可增加进入土壤的根茬或残体数量,减少土壤水分的地表蒸发,使土壤的持水和保水能力增强,从而增加土壤有机碳的固定。这对保持和提高农业生态系统的可持续发展能力非常重要。陈福兴等[42]对湘南地区油菜—早稻—晚稻,黑麦草—早稻—晚稻,紫云英—早稻—晚稻3种轮作方式进行了10年的长期定位试验研究,发现3种轮作结合茎秆还田,土壤有机质含量都有增加,土壤蓄存的氮素也随之增加。但邹焱[43]等在洞庭湖地区的研究表明,单一种植水稻的水田,土壤有机碳和氮含量最高;水旱油菜轮作15年后土壤有机碳平均下降11.19%,全氮下降10.33%;水田改旱地,栽种苎麻1～5年后有机碳含量下降了35.57%,全氮下降31.61%。也有研究发现,无论耕作方式如何,作物轮作或休闲均不能提高土壤有机碳的含量[34,40]。
1.7 秸秆还田
土壤有机碳含量由有机碳输入和输出之间的平衡决定。有机肥施入和秸秆还田是农田土壤有机物料输入的主要途径。秸秆和残茬等作物残体覆盖地表可反射太阳光线,避免阳光直接照射地表,从而使土壤温度变化缓和,在春夏季节通常会偏低,而秋冬季节又偏高。长期田间试验发现,秋冬季节作物残茬覆盖的土壤2.5,5.0和10cm深处的温度比无覆盖对照处理高出3.9～5.3℃[44]。同时,由于秸秆覆盖于地表,减少了作物残体与土壤有机质的接触,加之与土壤内部相比,地表的微气象条件并不利于有机残体的降解,从而碳及其它养分从有机残体到土壤,再到植物的循环利用速率明显降低。另外秸秆覆盖所引起的春夏季节地表温度降低,也会阻止表层土壤的有机碳降解。在一种植大麦的田块,持续免耕和秸秆还田11年后发现,0～15cm表层土壤的有机碳存贮量由4mg/hm2增加到了10 mg/hm2,有机碳含量增加了14%～31%[45]。另一长期定位试验也表明,与不覆盖秸秆相比,秸秆覆盖使土壤的有机碳贮量提高5～7mg/hm2[46]。大量工作证明,每年至少应向土壤归还2～4mg/hm2,才可以维持土壤碳库的收支平衡[47]。对连续5年地表覆盖秸秆的土壤进行测定表明,土壤有机碳库增加的同时,0～15cm的土壤水分也比无覆盖对照也高出7.2%[48]。
作物秸秆及土壤的水分情况也是影响秸秆还田效果的重要因素。在24℃条件下[49],当土壤含水量为300g/kg和500g/kg时,小麦秸秆有机碳分解较快,而在200g/kg和淹水条件下则分解较慢。在旱田和水田的比较试验中发现,在稻田使用有机肥后,土壤有机质增加,而旱地无明显增加[50]。这可能是由于水田嫌气条件下植物残体和土壤有机质的分解速率低于旱地好气条件。但也有试验表明淹水土壤中秸杆和厩肥的有机碳年矿化量显著高于旱地[4]。
1.8 肥料管理
肥料管理对土壤有机碳的影响较为复杂。因土壤类型、管理方法、栽培模式和作物种植的类型而变化[51,28]。长期不施肥或单施氮肥,土壤中有机碳会有下降趋势,但此后经过一段时间渐渐趋于平衡。这可能是作物根茬以有机物的形态归还给土壤,使土壤有机碳在逐渐降低的过程中趋于平衡[38]。连续进行23年的小麦多点长期定位试验表明,当氮肥用量较低时,土壤有机碳含量没有明显增加,只有当
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干旱地区农业研究 第26卷
氮肥用量超过作物最大产量所要求的施肥量时,土壤有机碳含量才表现出明显的增加[52]。氮肥种类不同对土壤有机碳的影响亦不相同。22年的风梨草地长期定位试验结果表明,施用硝酸铵增加土壤有机碳的效果明显优于尿素,这可能和硝酸铵施于地表后氨的挥发损失少,作物吸收多,牧草生物量增加数量大有关[53]。
施肥不仅改变土壤有机碳的数量,还影响土壤有机碳的组成。长达27年的牧草试验还发现,在草地土壤上长期施用氮肥可增加土壤对大气碳素的固定,土壤有机碳及其轻质部分均随施氮量增加而呈二次曲线增加,其中轻质有机碳的增加速率要比有机碳总体增加快,说明轻质有机碳对氮肥的反应更敏感,可作为外源氮素对土壤碳库影响的指标[54]。在北美大草原硫缺乏地区,氮硫同时施用不仅可以提高土壤的有机碳含量,同时还使轻质有机碳、土壤有机氮(Soil Organic N)及轻质有机氮(light fraction organic N)明显增加[55]。田间长期定位试验还表明,土壤有机质的C/N比在施氮量低时随氮肥用量增加而升高;施肥量高时反而降低,说明少量的氮肥投入会引起土壤有机质矿化的激发效应,促进有机碳降解,释放出较多的CO2,以及可供作物吸收利用的矿质态氮[52,38]。
2 有待于进一步研究的问题
土壤碳库的动态平衡是土壤肥力保持和提高的重要内容,直接影响作物产量[56]。土壤有机质按密度可分为重质和轻质,轻质有机质主要由大的、未分解的植物根系、落叶和植物残体碎片组成,可能还包括真菌的菌丝,孢子,种子,木炭和动物残骸。含有丰富的碳和氮,既为土壤微生物的活动提供能量来源,也是作物养分的主要氮素来源。大量资料表明:轻质有机质对培肥土壤、增加土壤团粒结构有着非常重要的作用。不合理的农耕措施导致了土壤轻质有机质的大量损失。在我国北方旱地,收获后焚烧作物根茬、秸秆已成普遍现象,不仅使本来已被植物固定的CO2重新释放到大气,造成了农田土壤有机碳源的大量损失。因此应注重秸秆直接或粉碎还田,增加农田土壤有机物料输入,提高土壤有机碳含量。休闲或频繁翻耕可导致更多的土壤有机碳被矿化,以CO2形式排放到大气中去;轮作是增加土壤有机质含量,提高土壤肥力的重要措施。因此,缩短休闲时间,改荒地为农田、林地或草地,根据各地情况选择适宜的轮作作物,并结合免耕措施,既能减少碳的排放,又利于不断改良和培肥土壤,增加土壤养分,保墒增收。
为了追求产量,大量、过量施肥的问题在我国相当普遍。这首先导致的是粮食品质问题,如粮食的蛋白质和其他养分含量的变化与平衡、蔬菜的硝态氮累积等[57]。其次是环境问题,如土壤有机碳氮矿化、氮素残留、氨挥发、CO2与N2O排放等等[57～59]。因此合理的养分投入不仅是提高作物产量,改善作物品质的重要因素,也是影响土壤生产力提高与生态环境可持续发展的重要措施。由于水分是影响农作物生产的关键环境因子,确定合理的氮、磷、钾等养分用量及配比必须和土壤水分联系起来,才能发挥两者最大的增产效果[60]。关于养分和水分的相互作用已有一些报道,但涉及的内容主要是水分养分交互作用与作物增产的关系[61],而较少涉及水分养分交互作用的环境效应,特别是水分养分耦合对土壤有机碳固定的影响,土壤碳库变化对水分养分生物有效性及其增产效应的影响。进一步从兼顾作物高产和农业可持续发展的角度出发,研究水分养分耦合与土壤有机碳平衡的关系,对增强土壤的固碳能力,提高作物水分、养分利用效率,在维持作物稳产高产的基础上,实现农业生产与生态环境的可持续发展有重要意义。
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干旱地区农业研究 第26卷
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F actors affecting soil organic carbon in cropland and their regulation
L I Xiao 2han 1,HAO Ming 2de 1,2,WAN G Zhao 2hui 1,L I Li 2li 1
(1.College of Resources and Environment ,Northwest A &F U niversity ,Yangling ,S haanxi 712100;
2.Institute of Soil and W ater Conservation ,CA S ,Yangling ,S haanxi 712100,China )
Abstract :The increase of greenhouse gas ,such as N 2O and CO 2has been proved to be the main factors leading global warming effects.Emission of CO 2caused by agricultural production is found to account for 25%of the total carbon emission.Therefore ,investigations of factors affecting soil organic C are of great importance for increasing C sequestration and retention in agricultural soil system ,decreasing C emission caused unreasonable land utilization ,and ensuring the sustainable development of agricultural and biospherical ecosystems.This pa 2per discussed effects from factors ,such as temperature ,water ,land reclamation ,fallowing ,tillage ,rotation ,straw retention ,and fertilizer management ,in order to rationalize land use and management.Reduce of tillage ,increase of crop straw retention ,and optimization of N ,P and K fertilizer rate and ratio are proved to be an im 2portant ways to increase soil organic C content and its fertility and quality.
K eyw ords :soil ;organic carbon ;tillage ;water ;nutrient ;soil 2surface mulching
1
81第3期 李小涵等:农田土壤有机碳的影响因素及其研究
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
土壤有机质的测定(重铬酸钾容量法) 土壤有机质既是植物矿质营养和有机营养的源泉，又是土壤中异养型微生物的能源物质，同时也是形成土壤结构的重要因素。测定土壤有机质含量的多少，在一定程度上可说明土壤的肥沃程度。因为土壤有机质直接影响着土壤的理化性状。 测定原理 在加热的条件下，用过量的重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7－H2SO4)溶液，来氧化土壤有机质中的碳，Cr2O-27等被还原成Cr+3，剩余的重铬酸钾(K2Cr2O7)用硫酸亚铁(FeSO4)标准溶液滴定，根据消耗的重铬酸钾量计算出有机碳量，再乘以常数1.724，即为土壤有机质量。其反应式为： 重铬酸钾—硫酸溶液与有机质作用： 2K2Cr2O7+3C+8H2SO4=2K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2↑+8H2O 硫酸亚铁滴定剩余重铬酸钾的反应： K2Cr2O7+6FeSO4＋7H2SO4=K2SO4＋Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+7H2O 测定步骤： 1.在分析天平上准确称取通过60目筛子(＜0.25mm)的土壤样品0.1—0.5g(精确到0.0001g)，用长条腊光纸把称取的样品全部倒入干的硬质试管中，用移液管缓缓准确加入0.136mol/L重铬酸钾—硫酸(K2Cr2O7-H2SO4)溶液10ml，(在加入约3ml时，摇动试管，以使土壤分散)，然后在试管口加一小漏斗。 2.预先将液体石蜡油或植物油浴锅加热至185—190℃，将试管放入铁丝笼中，然后将铁丝笼放入油浴锅中加热，放入后温度应控制在170—180℃，待试管中液体沸腾发生气泡时开始计时，煮沸5分钟，取出试管，稍冷，擦净试管外部油液。 3.冷却后，将试管内容物小心仔细地全部洗入250ml的三角瓶中，使瓶内总体积在60—70ml,保持其中硫酸浓度为1—1.5mol/l,此时溶液的颜色应为橙黄色或淡黄色。然后加邻啡罗啉指示剂3—4滴，用0.2mol/l的标准硫酸亚铁(FeSO4)溶液滴定，溶液由黄色经过绿色、淡绿色突变为棕红色即为终点。 4.在测定样品的同时必须做两个空白试验，取其平均值。可用石英砂代替样品，其他过程同上。 结果计算 在本反应中，有机质氧化率平均为90%，所以氧化校正常数为100／90，即为1.1。有机质中碳的含量为58%，故58g碳约等于100g有机质，1g碳约等于1.724g有机质。由前面的两个反应式可知：1mol的K2Cr2O7可氧化3／2mol的C，滴定1molK2Cr2O7，可消耗6mol FeSO4，则消耗1molFeSO4即氧化了3／2×1／6C=1／4C=3 计算公式为：
20** 届高三地理一轮复习常考知识点 --- 土壤肥力精选习 题 一、单选题（本大题共 46小题，共 92.0 分） 读某地区的经纬网和等高线图，回答下列小题。 1. 图中甲地区土地盐碱化较轻、耕地质量较好的自然原因是（ ） A. 人类长期耕作，形成了肥沃的水稻土 B. 多为紫色土，冲积土壤比较肥沃 C. 土壤中水、肥、气、热条件协调较好，肥力高 D. 土壤中含钙质较多，黑土分布广 2. 图中乙地区的经济作物和林木主要为（ ） A. 甘蔗、柑橘 B. 甜菜、柑橘 C. 花生、苹果 有机质含量高低是土壤肥力的重要标志，一般土壤有机质含量为 某地土壤剖面图，图 2 为该土壤有机质分布图。读图回答下列问 题。 图 1 图2 3. 关于该地表层土壤的描述，正确的是 A. 地表枯枝落叶多，有机质含量较高， B. 人工增施有机肥，有机质含量较高， C. 受流水侵蚀作用，有机质含量较低， D. 气候干旱植被稀少，有机质含量低 4. 针对该土壤的特性，该地宜采用的农业技术是 A. 免耕直播 B. 深耕改土 C. 大棚温室 如图为某区域地理各要素间的相互关系示意图。读图，回答下题。 D. 棉花、茶树 5%。图 1 为我国东部 D. 砾石压土
5. 按照字母顺序将“①色暗、肥沃的土壤、②地理位置、③冷湿的温带季风气候”填 入，顺序正确的是 6. 该地区森林面积锐减对本地区的土壤和河流的影响主要有 （ ） 7. 下图为江南丘陵某研究区红壤在不同措施下（均不施肥）实验结果。据此回答。 与处理措施①比较，该实验结果表明（ ） A. ②处理措施使土壤有机质增多，利于保持水土 B. ③处理措施使土壤酸性增强，利于积累有机质 C. ②处理措施导致水土流失增强，土壤酸性减弱 D. ③处理措施导致水土流失减弱，土壤酸性增强 8. 影响我国苹果带苹果产量浮动的主要因素是 A. 土壤肥力变化大 B. 天气条件变化大 C. 种植习惯 D. 市场需求 埃尔埃希多地区（下图小方框所示）干旱少雨，年降水量小于 300mm ，土壤贫瘠。当 地农业科技人员对土壤进行“三明治”式的改良，很好地改善了作物生长的水肥条件。A. ①②③ B. ③②① C. ②①③ D. ②③① ①土壤腐殖质增多 ②水土流失加剧，土层变薄，土壤肥力下降 ③河流含沙量减小 ④降水多时易形成洪水、无降水时河流水量锐减甚至断流 A. ①② B. ②④ C. ③④ D. ①③
Hans Journal of Soil Science 土壤科学, 2018, 6(4), 125-132 Published Online October 2018 in Hans. https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html,/journal/hjss https://https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html,/10.12677/hjss.2018.64016 Determination of Soil Active Organic Carbon Content and Its Influence Factors Xingkai Wang1, Xiaoli Wang1*, Jianjun Duan2, Shihua An1 1Agricultural College, Guizhou University, Guiyang Guizhou 2College of Tobacco, Guizhou University, Guiyang Guizhou Received: Sep. 29th, 2018; accepted: Oct. 16th, 2018; published: Oct. 23rd, 2018 Abstract Soil active organic carbon is an important component of terrestrial ecosystems and an active chemical component in soil. It is of great significance in the study of terrestrial carbon cycle. Many studies have shown that soil active organic carbon can reflect the existence of soil organic carbon and soil quality change sensitively, accurately and realistically. In recent years, soil ac-tive organic carbon has become the focus and hot spot of research on soil, environment and ecological science. Soil active organic carbon can be characterized by dissolved organic carbon (DOC), microbial biomass carbon (SMBC), mineralizable carbon (PMC), light organic carbon (LFC) and easily oxidized organic carbon (LOC). This paper reviews the determination methods and influencing factors of these five active organic carbons, and looks forward to the future research focus, laying the foundation for the scientific management of land and the effective use of soil nutrients. Keywords Soil Organic Carbon, Determination Methods, Influencing Factors 土壤活性有机碳的测定及其影响因素概述 王兴凯1，王小利1*，段建军2，安世花1 1贵州大学农学院，贵州贵阳 2贵州大学烟草学院，贵州贵阳 收稿日期：2018年9月29日；录用日期：2018年10月16日；发布日期：2018年10月23日 *通讯作者。
第29卷第1期2010年 2月 四川环境 S I CHUAN ENV I RONM ENT Vol 129,No 11February 2010 #综述# 收稿日期:2009-08-26 基金项目:国家科技部科技支撑重大项目(2006BAC 01A14;上海 市科委重点科技攻关项目(072312032。 作者简介:席雪飞(1987-,女,河北石家庄人,同济大学环境工程 专业2008级在读硕士研究生。主要从事环境生态学和环境污染防治研究。 全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究进展 席雪飞,王磊,贾建伟,唐玉姝 (同济大学环境科学与工程学院污染控制与资源化研究国家重点实验室,上海200092 摘要:全球环境变化对土壤生态系统有机碳库的影响是当前研究的热点。本文综述了大气C O 2浓度升高、温度上升、 氮沉降等环境因素变化对土壤有机碳输入与土壤呼吸可能的影响,介绍了关于全球环境变化对土壤有机碳库影响的研究手段及其存在的问题,并就今后研究土壤有机碳对全球变化的响应提出了几点建议。关键词:全球环境变化;土壤有机碳库;CO 2浓度升高;全球变暖;氮沉降中图分类号:X 53 文献标识码:A 文章编号:1001-3644(201001-0115-06
Research Progress on Effect of G lobal Environ m entalChange on SoilO rganic Carbon Pool X I Xue -fe,i WANG Le,i JI A Ji a n-w e,i TANG Yu-shu (S t ate K ey Laboratory of P ollution Control&Resource Reuse ,School of Environ m ental Science &Eng ineering,T ongj i Universit y,Shanghai 200092,China Abstract :T he eff ect o f g l oba l environ mental change on so il organic carbon poo l has became a research hot poi n. t In this paper ,the possi ble effects of env i ron m ental f actors such as e leva ted CO 2concentrati on i n at m osphere ,e l evated a ir temperature and nitrogen deposition on so il org an i c carbon i nput and soil resp i ration are rev i ewed .And t he m eans used f o r study i ng the effect o f g l oba l env i ron m enta l change on so il carbon poo,l as we ll as the i r ex i sti ng prob le m s are also i ntroduced .Sequenti a lly suggesti ons on furt her research on response of so il org an i c carbon to g loba l environmenta l change are propo sed . K eyw ords :G loba l env iron m enta l change ;so il org an i c carbon poo ; l e leva ted CO 2concentration ;g loba l w ar m i ng;nitrogen depos i tion 土壤有机碳是全球碳循环中重要的碳库。据统计土壤有机碳库是大气碳库的3倍,大约是植被的 215~3倍左右[1] ,成为地球表层最大的有机碳库,是全球生物化学循环中极其重要的生态因子,因而土壤有机碳库的变化日益成为全球有机碳研究的热点[2]
土壤有机质平衡与地球温室效应 摘要：土壤有机质在培肥土壤，调节土壤的理化性质，营养作物及改良耕性等各方面都有重要作用。长期农业生产实践证明，维持土壤有机质平衡及稳定增长是土地生产力持续利用的基础，努力增加及多途径归还土壤有机质是维持与改善土壤肥力的关键，要提高和发挥土集肥力，合理调控土壤有机质的积累与分解这一对立统一过程，建立适宜的转化平衡是非常必要的。土壤碳库为地球表层生态系统中最大的碳储库。土壤中的有机碳库与无机碳库都是陆地生态系统重要的碳库，对于温室效应与全球气候变化同样有着重要的控制作用。全球土壤有机碳库(SOC pool)达到1.5×103～2×103Pg，是大气碳库的3倍，约是陆地生物量的2.5倍 [1]。可见，土壤有机质的损失对地球自然环境具有重大影响。从全球来看，土壤有机碳的不断下降，对全球气候变化的影响非常大。 关键词：土壤有机质作用平衡温室效应 一、土壤有机质作用与平衡管理 （一）、土壤有机质作用 1、提供植物需要的养分 土壤有机质是作物所需的氮、磷、硫、微量元素等各种养分的主要来源。大量资料表明，我国主要土壤表土中大约80%以上的氮、20%—76%的磷以有机态存在，随着土壤有机质的逐步矿化，这些养分可以直接通过微生物的的降解与转化，以一定速率不断释放出来，供作物及微生物生长发育之需。同时，土壤有机质分解与合成过程中，产生的多种有机酸和腐殖酸对土壤矿质部分有一定溶解能力，可以促进矿物风化，有利于某些养料的有效化。 2、改善土壤肥力特征 土壤有机质能改善土壤物理性质土壤有机质几乎对所有的土壤物理性质都有良好的影响，腐殖质是很好的胶结剂，能使土粒形成良好的团粒结构，从而使土壤通透疏松，减少粘着性，改善耕性。腐殖质色暗，可加深土壤颜色，增强土壤吸热能力，同时其导热性小，有利于保温，使土温变化缓和。另外，土壤有机质具有离子代换作用、络合作用和缓冲作用土壤有机质的羧基、酚羟基、烯醇或羟基使有机胶体带负电荷，具有较强的代换
浅谈植物生长不可缺少的土壤肥力 万物的生长离不开土壤，经过我几年来在绿化施工中的观察，苗木的成活率很大方面取决于土壤因素，就此我想就我了解的关于土壤的一点小认识在此作一肤浅的探讨。 土壤为植物生长提供、协调营养条件和环境条件的能力。是土壤各种基本性质的综合表现，是土壤区别于成土母质和其他自然体的最本质的特征，也是土壤作为自然资源和农业生产资料的物质基础。 土壤肥力按成因可分为自然肥力和人为肥力。前者指在五大成土因素(气候、生物、母质、地形和年龄)影响下形成的肥力，主要存在于未开垦的自然土壤；后者指长期在人为的耕作、施肥、灌溉和其他各种农事活动影响下表现出的肥力，主要存在于耕作（农田）土壤。 中国的一些土壤工作者根据中国农业生产的经验和研究成果，将土壤肥力归结为土壤中养分、水分、通气状况和温度状况（简称水、肥、气、热）等4个因素的综合。 土壤中的许多因素直接或间接地影响土壤肥力的某一方面或所有方面，这些因素可以归纳如下。 养分因素指土壤中的养分贮量、强度因素和容量因素，主要取决于土壤矿物质及有机质的数量和组成。就世界范围而言，多数矿质土壤中的氮、磷、钾三要素的大致含量分别是0.02～0.5％、0.01～ 0.2％和0.2～3.3％。中国一般农田的养分含量是： 氮0.03～0.35％；磷0.01～0.15％钾 0.25～2.7％。但土壤向植物提供养分的能力并不直接决定于土壤中养分的贮量，而是决定于养分有效性的高低；而某种营养元素在土壤中的化学位又是决定该元素有效性的主要因素。 化学位是一个强度因素，从一定意义说，它可以用该营养元素在土壤溶液中的浓度或活度表示。由于土壤溶液中各营养元素的浓度均较低，它们被植物
土壤有机质测定 5.2.1重铬酸钾容量法——外加热法 5.2.1.1方法原理在外加热的条件下（油浴的温度为180，沸腾5 分钟）， 用一定浓度的重铬酸钾——硫酸溶液氧化土壤有机质（碳），剩余的重铬酸钾用硫酸亚铁来滴定，从所消耗的重铬酸钾量，计算有机碳的含量。本方法测得的结果，与干烧法对比，只能氧化90%的有机碳，因此将得的有机碳乘以校正系数，以计算有机碳量。在氧化滴定过程中化学反应如下： 2K2Cr2O7＋8H2SO4+3C→2K2SO4+2Cr2（SO4）3+3CO2+8H2O K2Cr2O7+6FeSO4→K2SO4+Cr2（SO4）3+3Fe2（SO4）3+7H20 在1mol·L-1H2SO4 溶液中用Fe2+滴定Cr2O72-时，其滴定曲线的突跃范围为1.22～0.85V。 从表5—4中，可以看出每种氧化还原指示剂都有自己的标准电位（E0），邻啡罗啉（E0=1.11V），2-羧基代二苯胺（E0=1.08V），以上两种氧化还原指示剂的标准电位（E0），正落在滴定曲线突跃范围之内，因此，不需加磷酸而终点容易掌握，可得到准确的结果。 例如：以邻啡罗啉亚铁溶液（邻二氮啡亚铁）为指示剂，三个邻啡罗啉（C2H8N2）分子与一个亚铁离子络合，形成红色的邻啡罗啉亚铁络合物，遇强氧化剂，则变为淡蓝色的正铁络合物，其反应如下： [（C12H8N2）3Fe]3++e [（C12H8N2）3Fe]2+ 淡蓝色红色 滴定开始时以重铬酸钾的橙色为主，滴定过程中渐现Cr3+的绿色，快到终点变为灰绿色，如标准亚铁溶液过量半滴，即变成红色，表示终点已到。 但用邻啡罗啉的一个问题是指示剂往往被某些悬浮土粒吸附，到终点时颜色变化不清楚，所以常常在滴定前将悬浊液在玻璃滤器上过滤。 从表5-4 中也可以看出，二苯胺、二苯胺磺酸钠指示剂变色的氧化还原标准电位（E0）分别为0.76V、0.85V。指示剂变色在重铬酸钾与亚铁滴定曲线突跃范围之外。因此使终点后移，为此，在实际测定过程中加入NaF或H3PO4络合Fe3+，
土壤中的四个因素决定着土壤肥力的高低 1 土壤水分 1.1 土壤水分类型 土壤水分常以三种形式存在于土壤中，束缚水。紧紧吸附在土粒表面，不能流动，也很难为作物根系吸收的水分叫束缚水。土粒越细，吸附在土粒表面的束缚水越多；毛管水。土粒之间小于0.1mm的小孔隙叫毛细管，毛细管中的水可以在土壤中上下、左右移动，是供作物吸收利用的主要有效水。因此，毛管水对作物生长发育最为重要；重力水。是土粒之间大于0.1mm大孔隙中的水分。由于受重力作用只能向下流动，所以叫重力水。在水稻田中，重力水是有效的水分。在旱田中，重力水只能短期被植物利用，如较长期地充满着重力水（即地里积水），则土壤空气缺乏，对作物生长非常不利。 1.2 土壤水分的有效性 土壤水分并不能全部被作物吸收利用，束缚水和重力水都是不能被作物利用的无效水，只有毛管水是能被作物利用的有效水。当土壤中只存在着束缚水时，因作物不能利用，而表现出萎蔫，这时的土壤含水量叫萎蔫系数。随着土壤水分的增加毛细管中开始充水，当土壤中毛细管全部充满水时的含水量，叫田间持水量。土壤有效水的数量是田间持水量减去萎蔫系数的数值。 土壤有效水含量的多少，主要受土壤质地、结构、有机质含量的影响。砂土和黏土有效水都低于壤土。具有团粒结构的土壤毛细孔隙增加，有效水含量高。 2 土壤养分 2.1 土壤养分的有效性 根据作物吸收土壤养分的难易，可把土壤养分分为两类。一类是速效态养分叫有效养分，另一类是迟效态养分又叫潜在养分。速效态养分以离子、分子状态存在于土壤溶液中和土壤胶凿表面上，能够直接被作物吸收利用。持效养分存在于土壤矿物质和有机质中，难溶于水而不能被作物直接吸收利用，需经化学作用和微生物作用，分解成可溶性的速效养分才能被吸收。理想的土壤，不但要求养分种类齐全，含量高，而且要求速效和迟效各占一定比例，使养分能均衡持久地供给作物利用。
土壤侵蚀原理_张洪江_试卷4 水保04级B卷 北京林业大学2006—2007学年第一学期考试试卷 试卷名称:土壤侵蚀原理B卷课程所在院系: 水土保持学院 考试班级学号姓名成绩试卷说明: 1. 本次考试为闭卷考试。本试卷共计2页，共六大部分，请勿漏答; 2. 考试时间为120分钟，请掌握好答题时间; 3. 答题之前，请将试卷和答题纸上的考试班级、学号、姓名填写清楚; 4. 第一大题可直接在试题纸上答题;从第二大题开始可直接在试卷上写题号后答题 5. 答题完毕，请将试卷和答题纸正面向外对叠交回，不得带出考场; 6. 考试中心提示:请你遵守考场纪律，参与公平竞争～ 一、简释下列名词(2分/个×10个=20分)。 1.土壤侵蚀: 在水力、风力、温度作用力和重力等外营力作用下，土壤及其母质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全过程。 2.冻融侵蚀: 3.侵蚀沟: 坡面径流冲刷土壤或土体,并切割陆地表面形成沟道的过程，也称为线状侵蚀或沟状侵蚀。 4.侵蚀模数: 2单位面积上一定时间内被侵蚀带走的泥沙量，以t/km?a 表示。 5.土壤侵蚀程度:
任何一种土壤侵蚀形式在特定外营力种类作用和一定环境条件影响下,自其发生开始,截止到目前为止的发展状况。 6.风力侵蚀: 在降雨雨滴击溅、地表径流冲刷和下渗水分作用下,土壤、土壤母质及其他地面组成物质被破坏、剥蚀、搬运和沉积的全部过程。 7.沟壑密度: 2沟壑密度是指单位面积上侵蚀沟道的总长度，常以 km/km表示。 8.开析度: 2开析度是指单位面积上水文网的总长度，常以 km/km表示。 9.允许土壤流失量 小于或等于成土速度的年土壤流失量。也就是说允许土壤流失量是不至于导致土地生产力降低而允许的年最大土壤流失量。 10. 重力侵蚀: 坡面表层土石物质及中浅层基岩,由于本身所受的重力作用(很多情况还受下渗水分、地下潜水或地下径流的影响),失去平衡,发生位移和堆积的现象。 二、试述重力侵蚀的主要形式及其影响因素(20分)。 重力侵蚀的发生机理主要为，由于在下渗水分影响下，土体、岩体等在重力作用下，沿坡面向下运动产生位移(10分)。 当岩土体在重力作用下，其抗滑阻力小于下滑力时，则发生重力侵蚀(8分)。 其影响因素主要为降雨、下渗水分、地形、地质、地震动等(2分)。 三、试述一级土壤侵蚀类型区的划分依据及其大致范围(15分)。 土壤侵蚀类型一级区的划分依据是外营力种类，将全国划分为水力侵蚀类型区，其大致范围为内蒙的阴山以南、青藏高原的东缘线以东地区;风力侵蚀类型
交通发展对土地利用变化的影响 王巧灵 （西南民族大学四川成都 610041） 摘要：近年来，城市化的进程不断加快，而快速的发展需要大量的交通建设作为支撑，从1978年至2008年，我国公路交通基础设施累计完成投资4万多亿元。然而交通发展与 土地利用之间存在着衔接不足的现象，导致交通设施利用效率低下等一系列问题的出现。 因此，研究交通发展与土地利用之间的关系有着十分重要的意义。本文以四川省广汉市作 为研究区域，收集广汉市近年来的相关数据以及2012年土地利用更新数据，并运用SPSS 软件对收集到的原始数据进行处理和研究。 关键词：交通发展；土地利用；经济效益；SPSS 引言 社会经济的高速发展离不开基础设施的发展和完善，甚至可以说基础设施的建设是社 会经济发展的基础。在基础设施建设的过程中，交通设施建设是其中非常重要的一环，它 不仅是国民经济的重要基础，更是国民经济的先导性产业。从上世纪 80 年代开始，我国 进入了交通快速发展期，除了内河航道外其他各种交通路线里程均有大幅度的增长。铁路 营业里程从 1980 年的 5.33 万公里增加到了 2013 年的 10.31 万公里；公路里程从 1980 年的 88.83 万公里增加到 2013年的 435.62 万公里；定期航班航线里程由 1980 年的195300 公里增长到；2013 年的4106000 公里；国际航班航线线路长度从 1980 年的81200 公里增长到 1503150 公里；这其中以民航运输路线里程数增长幅度最大。这些都足以证明我国已经进入了交通高速发展的时期。 城市化进程的加快和交通系统的逐步完善都证明了我国经济的蓬勃发展，但在城市化 进程和交通系统发展的过程中也出现了一系列的问题。一方面，在城市化进程的过程中人 口向城市中心聚集，城市中心土地开发强度不断加大，而与此同时，城市边缘地带的土地 综合利用率也在持续的降低。结果就是城市向外扩张速度过快，导致了土地资源的严重浪费，这也突显出我国许多城市土地利用空间分布的不合理。这些问题使得城市居民的生活 环境和质量得不到提高，也不符合可持续发展的科学观。另一方面，伴随着国民生活水平 的提高，我国私人汽车拥有量也从 1990 年的 81.62 万辆增长到了 2013 年的 10501.68 万辆；公路运营汽车拥有量从 1990 年的 31.30 万辆增长到 2013 年的 1504.73 万辆，机动 车辆数量的激增无疑给道路交通的承载力和环境的承载力带来了巨大的挑战。交通问题和 土地利用之间的矛盾尖锐，解决两者合理规划和协调发展的问题迫在眉睫。 要解决交通发展中的各类问题就必须找到问题的根源。交通发展源于土地利用，而土 地利用又反馈于交通系统，这两者之间是一种比较复杂的关系，因此城市交通与土地利用 的相互关系就成为了城市规划领域中一个永恒的主题。不同利用类型的土地之间产生了城 市交通，而要改善城市交通就要从根本上解决交通需要和城市土地利用之间的矛盾，因此，研究城市交通系统和城市土地利用之间的关系，发现它们之间的内在关系，再根据我国城 市人口密度大，城市土地利用密度高，城市形态较为紧凑等实际情况，制订符合我国国情 的城市规划策略，才能促进城市土地利用和城市交通协调发展，优化土地资源的配置，从 而实现可持续发展。 一、研究区域概况 广汉市，被誉为“成都的北大门”，位于四川省最富饶的川西平原东北部，地处成德 绵经济带中心地段，自古有“蜀省之要衢，通京之孔道”的说法。其地理坐标介于东经104°06′43″～104°29′45″，北纬30°53′41″～31°08′38″之间。广汉市处于成都平原经济圈的城镇群密集地带，归属德阳行政管辖，南临成都主城区24 公里，北距 作者简介：王巧灵（1992—），汉族，女，四川成都人，西南民族大学管理学院，土地资源管理硕 士生。
内蒙古赤峰梯田土壤有机碳含量分布特征及其影响因素 * 李 龙 姚云峰 ＊＊ 秦富仓 （内蒙古农业大学生态环境学院，呼和浩特010018） 摘要选择内蒙古赤峰市敖汉旗内水平梯田为研究对象，对不同水平梯田进行采样，分析了梯田土壤有机碳含量的垂直分布特征，以及地形因子和人类活动对其影响。结果表 明：研究区梯田1m 深土壤剖面有机碳含量在0．87 10．25g ·kg －1 ，平均含量为5．91g ·kg －1。不同土层间有机碳含量存在明显差异，有机碳含量随着土壤深度的增加而降低；表 层土壤有机碳平均碳含量为7．54g ·kg －1 ， 分别是中层和底层土壤有机碳含量的1．32倍和1．67倍。各层土壤有机碳含量随坡位的变化均表现为上坡位＜中坡位＜下坡位；不同坡向上土壤有机碳平均含量表现为阴坡＞半阴坡＞半阳坡＞阳坡，且坡位和坡向对土壤有机碳的影响均存在显著差异（P ＜0．05）。人为因素对梯田土壤有机碳含量的影响主要体现在不同的耕作制度和管护措施上，秸秆还田、免耕等措施有助于提高土壤有机碳含量。关键词 梯田；土壤有机碳；分布特征；影响因素 中图分类号S153．62文献标识码A 文章编号1000－4890（2014）11－2930－06Distribution and affecting factors of soil organic carbon of terraced fields in Chifeng ，In-ner Mongolia．LI Long ，YAO Yun-feng ＊＊，QIN Fu-cang （College of Ecology and Environ-mental Science ，Inner Mongolia Agricultural University ，Hohhot 010018，China ）．Chinese Journal of Ecology ，2014，33（11）：2930－2935． Abstract ：A study was conducted to analyze the distribution of soil organic carbon of terraced fields and the effects of topographic factors and human activities in Aohan ，Chifeng ，Inner Mon-golia．The results showed that the soil organic carbon content was the range of 0．87－10．25g ·kg －1within 1m depth of terraced area and averaged at 5．91g ·kg －1．There were significant differences in soil organic carbon content among different layers ；the organic carbon content de-creased with increasing the soil depth．The average content of soil organic carbon was 7．54g ·kg －1in surface layer （0－20cm ），being 1．32times and 1．67times of that in the middle （20－60cm ）and bottom （60－100cm ）layers ，respectively．The effects of slope position on soil or-ganic carbon were in order of upper slope ＜middle slope ＜lower slope ，and the effects of slope direction were in order of shady slope ＞semi-shady slope ＞semi-sunny slope ＞sunny slope． Effects of human activities on soil organic carbon content of terraced fields were mainly embodied in the different cultivation and management measures ；straw returning and no-till methods helped improve soil organic carbon content．Key words ：terraced fields ；soil organic carbon ；distribution characteristics ；affecting factors． *内蒙古应用研究与开发计划项目（20110732）资助。 ＊＊通讯作者E-mail ：yaoyunfeng@yahoo．com．cn 收稿日期：2014-03-22接受日期：2014- 05-04土壤有机碳库是陆地生态系统中最重要的碳库之一，对降低大气中温室气体浓度和缓解全球气候变暖均具有积极作用（Jenkinson et al ．， 1991；Lal ，2004）。农田生态系统在陆地碳循环中具有重要地 位，提高农田土壤有机碳的固定不仅可以有效减缓 大气CO 2浓度的增加， 同时对保障国家粮食安全也具有十分重要的意义（覃章才和黄耀， 2010）。与森林、草地等自然生态系统相比，农田生态系统受人类 活动的影响尤为剧烈（Carter ，1994），农田土壤有机碳的含量及其分布特征更是衡量土壤质量、土壤健 康状况的一个重要指标，是影响土壤肥力及作物产 生态学杂志Chinese Journal of Ecology 2014， 33（11）：2930－2935DOI:10.13292/j.1000-4890.20141022.013
影响土壤健康的六大因素 土壤是我们赖以生存的家园，你是否知道健康土壤到底是什么样子？现给大家作以分析。 一、土壤有机质 土壤中有机质含量与土壤肥力、作物健康度、作物产量等有着很大的联系。资料显示，在一定范围内，有机质的含量与土壤肥力水平呈正相关。有机质含量丰富的土壤往往表现为透水透气性好、供肥能力强、不容易出现板结以及盐渍化的情况。因此说，提高土壤有机质是耕作管理的第一要务。 二、土壤微生物 作为土壤的活跃组成部分，土壤微生物在自己的生活过程中，通过代谢活动的氧气和二氧化碳的交换，以及分泌的有机酸等有助于大团粒结构的形成，最终形成真正意义上的土壤。 在我们的农田中，微生物的作用尤为重要，杂草、作物的枯叶、杂草的烂根以及施入土壤中的粪便都需要微生物才可以腐烂分解，释放出养分，形成腐殖质，进而提高土壤肥力，
改善土壤结构。在农药、化肥被大量滥用的今天，微生物还可以降解土壤中的有机污染物，降低农残危害，帮助土壤恢复健康。 三、土壤中微量元素 在土壤和植物中，通常认为中量元素包括钙、镁、硫，微量元素包括铁、铜、锌、锰、钼、硼、镍和氯等。我们在农业生产时会发现，当作物不健康时，往往是由于其中的某一个中量元素或微量元素缺失而导致的，当作物的各种元素都有充足的补给时，才会有健康的作物，才会生产出优质的果实。因此说，给土壤不仅要补充作物生长所必须的N、P、K等大量元素，中微量元素的补充也是相当重要的。 四、土壤酸碱度 不同的植株都有自己喜欢的土壤，将南方的作物直接栽种在北方，即使将它放在温室中提供同等的热量，如果土壤还是北方的土壤，那么它就不会生长得很好，那是因为每个作物都有自己喜欢的酸碱度。
第30卷第3期2011年03月 地理科学进展 PROGRESS IN GEOGRAPHY V ol.30,No.3Mar.,2011 收稿日期：2010-10；修订日期：2011-01.基金项目：国家自然科学基金项目(40671019，50725930)。作者简介：王红兵(1982-)，男，甘肃静宁人，博士生，从事土壤侵蚀研究。E-mail:hbwang82@https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html, 通讯作者：许炯心(1948-)，男，四川绵阳人，研究员，博士生导师，从事河流地貌研究。E-mail:xujx@https://www.doczj.com/doc/2f4328313.html, 268-274页 影响土壤侵蚀的社会经济因素研究进展 王红兵，许炯心，颜明 (中国科学院地理科学与资源研究所陆地水循环及地表过程重点实验室，北京100101) 摘要：本文在总结了人为加速侵蚀研究的基础上，介绍了人口增长、政策导向、经济发展和土地利用变化4个方面社会经济因素对土壤侵蚀的影响，概述了国内外对影响土壤侵蚀的社会经济因素的研究方法。在以上综述的基础上提出了以后研究需要深入的3个方面：多学科交叉研究、社会经济学模型研究和区域差异化研究。关键词：土壤侵蚀；社会经济因素；进展 土壤侵蚀是危及人类生存与发展的主要环境 问题之一，因此，土壤侵蚀研究在世界各国受到普遍重视。根据郑粉莉等对土壤侵蚀研究进展的阶段划分，20世纪80年代后，土壤侵蚀的研究在侵蚀产沙过程及其机理研究方面取得了重要进展[1]。土壤侵蚀主要受自然和社会经济两个方面因素的影响，其中自然因素如降雨、植被以及地形等直接影响侵蚀过程，而社会经济因素主要通过对人类活动的影响间接作用于侵蚀过程。由于社会经济因素作用的复杂性，对影响土壤侵蚀的社会经济因素的研究一直是侵蚀产沙研究的薄弱环节。本文从国内外已有的研究成果出发，总结关于人为加速侵蚀量方面的研究，概括对土壤侵蚀产生影响的主要社会经济因素的研究进展，探讨了已有的研究方法，以深化对土壤侵蚀发生机理的认识。 1人为加速侵蚀的界定 自然侵蚀过程受到了人为活动影响而加速发展,进而对土地利用和人类生存环境产生负面影响时,就演变成“人为加速侵蚀”，是人为因素作用的范畴[2]。国内对人为加速侵蚀研究比较多，集中在加速侵蚀量与自然侵蚀量的对比方面。景可等[3]认为全新世以来黄土高原进入侵蚀的发展期，唐朝以前基本属于自然侵蚀，自然侵蚀加速速率为7.9%，唐朝以后，因人类活动而引起的加速侵蚀的速率逐渐递增，到20世纪80年代已经达到25%。陆中臣等[4]采用历史反演法对黄土高原自然侵蚀和人为加 速侵蚀的定量研究表明，黄土高原自然侵蚀量占总侵蚀量70%，而人为加速侵蚀约占30%。贾绍凤[5]根据水土保持规律和有无人类对植被影响进行对比，认为安塞县自然侵蚀占总侵蚀的9.55%，最不乐观占到16.67%，有利时仅占2.03%，说明加速侵蚀的作用明显占主导地位。郑粉莉等[6]通过有林与无林小流域的观测发现林地开垦后，流域的加速侵蚀量是自然侵蚀量的几百倍至几千倍，因此判断黄土高原地区，当人为破坏植被后，人为加速侵蚀在现代土壤侵蚀中占据主导地位。国内对加速侵蚀的研究多选取黄土高原为研究对象，这主要是因为黄土高原从历史上来说植被覆盖的变化较大，现代生态环境脆弱，人类活动影响较为严重。综上所述，在黄土高原地区人为加速侵蚀速率在逐年递增，并在现代土壤侵蚀中占据主导地位。 国外对人类活动引起的土壤侵蚀量也有类似的界定。Hooke [7]研究表明，在美国每年因建筑房屋移动土石方为8亿t 、开矿为38亿t 、修路为30亿t ，此外在农业活动中使7亿t 的土壤流失到河流中去，以上共计76亿t 。与此同时，如果不计人类活动的影响，则河流每年输入的物质(泥沙与溶解质)为10亿t 。由此可见，人类活动移动的物质量是河流的7.6倍。 纵观国内外的研究发现，人为加速侵蚀已经成为现代土壤侵蚀的主力，对人为加速侵蚀量的界定，为探究人类活动背后的社会经济因素奠定了基础，下面分别从4个方面来综述影响土壤侵蚀的社会经济因素方面研究的进展。
一．名词解释 1.土地利用规划：是对一定区域未来土地利用超前性的计划和安排，是依据区域社会 经济发展和土地的自然历史特性在时空上进行土地资源分配和合理组织土地利用 的综合技术经济措施。 2.土地利用总体规划：是在一定规划区域内，根据当地自然和社会经济条件以及国民 经济发展的要求，协调工地总供给与总需求，确定或调整土地利用结构和用地布局 的宏观战略措施。 3.土地质量：是土地相对于某种用途的适宜与否与适宜程度。 4.土地质量评价：为了全面衡量土地质量水平，显化土地差异，以土地对某一特定用 途而对土地的自然和社会属性进行的综合鉴定和等级划分的过程。 5.土地人口承载力：一定地区的土地所能持续供养的人口数量。 6.土地需求量预测：对于一定规划期限内规划地区（或单位）各业用地规模所进行预 先测算和估计，以其作为协调土地供需和编制用地规划的重要依据。 7.土地规划后评价：指在规划结束一段时间或规划结束后对规划的目标、效益、影响、 守法情况进行系统客观的总结和分析。 8.土地资源（优化）配置：土地资源分配、布局和对土地资源的选择、优化和配置。 9.土地利用结构：国民经济各部门占地的比重及其相互关系的总和，是各种用地按照 一定的构成方式的集合。 10.基本农田：根据一定时期人口和国民经济对农产品的需求以及对建设用地的预测而 确定的长期不得占用的和基本农田保护规划期内不得占用的耕地。基本农田保护区 是指为对基本农田实行特殊保护而依照法定程序规定的区域。 11.基本农田保护区：为了对基本农田进行特殊保护而依照法定程序确定的保护区域。 12.土地整理：合理组织土地利用的调整与治理。通过对土地利用环境条件的改善和生 态景观建设，消除土地利用中对社会经济发展期制约或限制作用的因素，促进土地 利用的有序化和集约化。 13.土地整治规划：为了使土地资源得以永续利用，创造土地生态环境所采取的途径和 措施的总体安排。 14.土地整治及对象：在一定曲艺内，雅居土地利用规划，才有行政、经济、法律和 技术手段，对田、水、林、村等进行的综合整治，调整土地关系，改善农业生产结 构和生产生活条件，增加吐了利用率和产出率的综合措施。 对象：水土流失地、盐碱地、沼泽地、风沙地、低产地和滩涂地等。 15.土地复垦及对象：对生产建设过程中，因挖损、塌陷、压占早场破坏的土地采取整 治措施使其恢复到可利用状态的活动。 对象：挖损、塌陷、压占早场破坏的土地 16.土地开发及对象：人类通过一定的技术经济手段多大土地的有效利用范围，提高土 地利用程度以满足生产和生活的需要。 对象：具有一定开发潜力和开发价值的土地。 【未利用土地资源，如荒山、荒地、荒滩、荒水等，（是指人类通过采取工程措施、 生物措施和技术措施等，使各种未利用土地资源，如荒山、荒地、荒滩、荒水等， 投入经营与利用；或使土地利用由一种利用状态改变为另一种状态的活动。】 17.规划环境影响评价：对规划和建设项目实施后可能造成的环境影响进行分析预测和 评估，提出预防或减轻不良环境影响的对策和措施，进行跟踪监测的方法和制度。