1. 陕西省栎林土壤固碳特征及影响因素分析
通过分析不同林龄段0-100cm 土层土壤有机碳含量
分析不同地区不同林龄段栎林的土壤性状，包括容重、土壤全氮、全磷，并分析这些土壤特性与土壤有机碳含量之间的关系。
分析栎林林下枯落物现存量、根系生物量的变化规律，采用相关分析，分析其对土壤有机碳含量变化的影响
土壤样品的调查
采用剖面法加土钻法。其中土壤剖面用于土壤容重样品的采集，土钻法用于土壤有机碳、全氮、全磷的测定。土壤容重的测定采用“环刀法”。在所选择的栎林样地内，选择一块未受人为干扰、植被结构和土壤均具有代表性的地段，挖掘一个1 m 深的土壤剖面，不够 1 m 的挖至基岩为止（每个样点的 3 个样地内分别挖取一个剖面）。然后沿土壤剖面按照0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-50 cm 及50-100 cm 分层，并用环刀依次分层取土，每层取两个重复，带回室内测定土壤容重。土钻法取样层次与土壤剖面取样层次一致。是用内径=5cm 的土钻，分层取土，每层随机钻取3钻土，混合成一个混合样，带回室内风干处理。
根系的调查
根系的调查也是采用根钻法（内径=9cm）进行。在样地的上、中、下部位分别设置若干采样点，采集0-20 cm、20-40 cm的土层，分层混合装袋，每层 3 个重复。将样品在就近河边进行浸泡、冲洗、过筛，挑拣出根系，自然风干。带回室内在65℃烘箱中烘干至恒重，换算出单位面积的细根生物量。
枯落物的采集
在每个样点的3个样地内分别设置3个1 m31 m的小样方，待样方内草本植物调查结束，测量样方内枯落物层的厚度，包括未分解层、半分解层及腐殖质厚。测定完毕将样方内的枯落物全部收集并称重。
将野外采回的土壤样品自然风干后，磨碎过0.25 mm 筛孔，供土壤有机碳、全氮及全磷测定使用。土壤有机碳含量测定采用GB7857-87 中规定的重铬酸钾-硫酸氧化法测定, 全氮含量测定采用GB7173-87中规定的半微量开氏法, 全磷含量测定采用GB7852-87规定的硫酸-高氯酸溶-钼锑抗比色法。
某一土层的土壤有机碳储量（SOCi，t2hm-2）计算公式为：SOCi=Ci3Di
3Ei3100，式中Ci为土壤有机碳含量（%），Di为土壤容重（g2cm-3），Ei为土壤厚度（cm）。通过各土层有机碳密度之和，最终计算得出该林地土壤的总有机碳密度。
土壤容重：单位体积自然状态下土壤(包括土壤空隙的体积)的干重，是土壤紧实度的一个指标。
土壤有机碳密度是指单位面积一定深度的土层中土壤有机碳的储量。
土壤中的氮元素可分为有机氮和无机氮,两者之和称为全氮。
2. 黄土丘陵半干旱区人工柠条林土壤固碳特征及其影响因素
土壤有机碳(SOC：soil organic carbon)、全氮(STN：soil total nitrogen )、全磷(STP：soil total phosphorus)及柠条林的根系生物量和枯落物现存量进行分析
3.材含碳率的测定与碳素储存数据库研究
不同方法含碳率的测定含碳率值是研究森林、林地和木材及其制品碳量与碳通量的关键因子,对其进行准确测定是估算区域和全国森林生态系统及木材碳量及通量的基础。含碳率测定方法主要是湿烧法和干烧法。
湿烧法是根据样品有机碳容易被氧化的特点,采用重铬酸钾一浓硫酸氧化法测定,操作简单,并且可以保证足够的准确度,因此适宜大批样品的分析测定,测定误差范围为土—。取干样后在—溶液,—°温度下氧化,消解液用比色法代替滴定法测定碳含量。此法快速、省力,测定结果与常规法容量法较为接近,且相当稳定。较高温度条件下植物有机碳,用过量的—氧化,产生的离子反应方程式为:。容量法测定剩余的,而比色法直接测定氧化反应后产生的。而和在波长范围内的光吸收曲线中,随着波长的红移,吸光度急剧下降,归为零的位置大概是,而在波长处有一吸收峰,因而在和共存溶液巾,选用波长比色测定不会被所干扰,可以用比色法替代容量法进行溶液中的直接测定,进而确定测试对象中有机碳的含量。唐宵等应用湿烧法对四川个主要针叶树种的不同器官的有机含碳率进行了测定分析。刘维等对鹫峰国家森林公园主要乔木树种含碳率分析也釆用了该方法,各树种组分变动系数相对较小。
干烧法则是将所有采集的样品在粉碎前均放入恒温箱中烘至恒重。因为在分析时样品的实际用量较少,为了保证取样全面及混合均匀,应采用次粉碎法制样,
即初次粉碎时取样量较大,在初粉碎的基础上按四分法取其中的进行第次粉碎,然后依法进行第次粉碎,经粉碎的样品过目蹄后装瓶备用。所有粉碎后的样品在分析前,再次放入°的恒温箱巾供最后用分析仪(德国耶拿公司、等分析仪进行检测。湿烧法的优点是效率高,速度快适合大批量样品进行检测,但误差较大,一般为±—不确定性高;干烧法误差小,检测精度高,测定误差一般￡,但步骤相对繁琐,适合精度要求高的小批量试样检测。
有机碳、全氮和全磷的测定：采用外加热、重铬酸钾容量法测定有机碳含量。全氮测定用凯氏定氮法。用钼蓝比色法测定全磷含量。
4.兴安盟三种灌木林含碳率及碳密度研究
土壤有机碳含量的测定
采用碳氮分析仪对植物样本进行有机碳含量的测定,采用重络酸钟硫酸氧化法，测定土壤有机碳含量。重络酸钟氧化法测定止壌有机碳含量,方法如下: 根据土壤情况称取0.10-0.15g经过处理的土壤样品,放入试管中,加入5ml的0.80molL-1(l/6K2Cr2〇7)标准溶液和H2S〇4,充分摇匀后放170-180.C的油浴 锅中,煮沸5分钟,取出试管。冷却后,转移试管内物质于三角瓶中,并用蒸馏水清洗试管内部,每次清洗液体均置于同一三角瓶中,直至三角瓶内溶液的体积达到60-70ml,滴入邻啡罗琳指示剂2-3滴。用标准的0.2molL-iFeS〇4滴定,直至溶液的颜色由橙黄经蓝绿砖红色,即为滴定终点,每组进行两个空白试验。
其计算公式为：上壌有机碳(g*kg-i) =(cx5/V〇)x(V〇-V)x1〇-3x3.〇x1.1/Mx1〇〇〇 (2) 式中;C——0.8000mol‘L-i(l/6K2Cr2〇7)标准溶液的浓度;5——重络酸钟标准溶液加入的体积,mL;Vo——空白滴定用去FeS〇4体积,mL V——样品滴定用去FeS〇4体积,mL; 3.0 1/4碳原子的摩尔质量,g*m〇ri; 1〇-3——将mL换算为L 1.1-一氧化校正系数; M 烘干:t重
橡胶林凋落量测定：在样地内随机设定5个2 m32 m的凋落物收集箱，每月收集一次，将叶、枝、花、果分开，装入塑料袋，带回室内，烘干至恒重后称重，同时选取一定量的凋落物作为分析样品。
各器官的含碳率采用重铬酸钾-硫酸氧化法测定。
固碳释氧是指植物通过自身的光合作用,固定空气中的CO2，释放对人体有益的
O2的过程。
生理指标：光合生理、水分生理（叶片相对含水量）、叶面积。
《四种沙地灌木能源树种幼苗耗水特性研究》内容、方法可参考
土壤理化性质特征：土壤容重、田间持水量、全氮、全磷、全钾、PH等。
FHZDZTR0010 土壤微团聚体组成的测定吸管法 F-HZ-DZ-TR-0010 土壤—微团聚体组成的测定—吸管法 1 范围 本方法适用于土壤微团聚体组成的测定。 2 原理 土壤中小于0.25mm的团聚体为微团聚体。土壤中由原生颗粒所形成的微团聚体标志着土壤在浸水状况下的结构性能和分散强度。土壤微团聚体测定与土壤颗粒组成吸管法测定基本相同，也是根据司笃克斯定律，利用不同直径微团聚体的沉降时间不同，将悬浮液分级。所不同的是在颗粒分散时，为了保持土壤的微团聚体免遭破坏，在分散过程中只用物理方法（振荡）处理分散样品，而不加入化学分散剂。然后根据土壤微团聚体测定结果与土壤颗粒组成测定结果中的小于0.002mm粒级含量计算出土壤分散系数和结构系数。土壤分散系数用作表示土壤微团聚体在水中被破坏的程度，土壤分散系数愈大，则微团聚体的稳固性愈低。土壤结构系数用作鉴定微团聚体的水稳定性。 3 仪器 3.1 振荡机。 3.2 土壤颗粒分析吸管（图1）。 图1 土壤颗粒分析吸管
3.3 搅拌棒（图2）。 3.4 量筒，1000mL 。 3.5 土壤筛，孔径2mm 、1mm 、0.5mm 。 3.6 烧杯，50mL ，200mL 。 3.7 洗筛，直径6cm ，孔径0.25mm 。 3.8 锥形瓶，500mL 。 4 操作步骤 4.1 称取通过2mm 筛孔的10g （精确至0.001g ）风干土样置于500mL 锥形瓶中，加入200mL 水，加塞浸泡24h ，然后在振荡 机上振荡2h 。在1000mL 量筒上放一大漏斗，在量筒口放一孔 径0.25mm 洗筛，将悬浮液通过筛孔洗入量筒中，留在锥形瓶内的土粒，用水全部洗入洗筛内，注意切不可用橡皮头玻璃棒洗擦土粒，以免破坏微团聚体，最后将量筒内的悬浮液用水加至1000mL 。 图2 搅拌棒 将盛有悬浮液的1000mL 量筒放在温度变化较小的平稳试验台上，避免振动，避免阳光直接照射。 将留在洗筛内的砂粒洗入已知质量的50mL 烧杯（精确至0.001g ）中，烧杯置于低温电热板上蒸去大部分水分，然后放入烘箱中，于105℃烘6h ，再在干燥器中冷却后称至恒量（精确至0.001g ）。 同时取温度计悬挂在盛有1000mL 水的1000mL 量筒中，并将量筒与待测悬浮液量筒放在一起，记录水温（℃），即代表悬浮液的温度。 4.2 吸取悬浮液 根据悬浮液的温度、土壤密度与颗粒直径，按表1土壤颗粒分析吸管法吸取各粒级时间表，吸取各粒级颗粒。吸取各级颗粒的装置如图3所示。 表1 土壤颗粒分析吸管法吸取各粒级时间表 在不同温度下吸取悬液所需时间 10℃ 12.5℃ 15℃ 17.5℃ 20℃ 土壤 密度 粒径mm 吸液深度cm h min s h min s h min s h min s h min s 2.40 0.05 0.02 0.002 25 25 8 9 2 17 31 51 50 15 8 2 16 53 39 38 7 8 2 15 17 29 33 42 7 2 14 47 20 35 1 7 2 13 18 12 42 27 2.45 0.05 0.02 0.002 25 25 8 9 2 17 11 45 13 39 8 2 16 34 34 4 24 8 2 15 0 24 1 29 7 2 14 30 15 5 54 7 2 13 3 7 14 25 2.50 0.05 0.02 0.002 25 25 8 8 2 16 53 39 39 7 8 2 15 17 28 32 17 7 2 14 44 19 31 34 7 2 13 15 11 37 55 6 2 12 49 3 47 18 2.55 0.05 0.02 0.002 25 25 8 8 2 16 36 34 7 2 8 2 15 1 24 2 16 7 2 14 29 15 2 34 7 2 13 1 7 11 52 6 1 12 36 59 23 6 2.60 0.05 0.02 0.002 25 25 8 8 2 15 19 29 36 54 7 2 14 46 19 33 13 7 2 13 15 10 36 32 6 2 12 48 2 46 42 6 1 12 23 55 0 44 2.65 0.05 0.02 0.002 25 25 8 8 2 15 4 25 8 45 7 2 14 32 15 7 5 7 2 13 2 7 11 21 6 1 12 36 59 23 19 6 1 11 12 52 38 8 2.70 0.05 0.02 0.002 25 25 8 7 2 14 50 20 41 31 7 2 13 18 11 42 48 6 2 12 49 3 48 56 6 1 12 24 55 1 40 6 1 11 1 45 17 11 2.75 0.05 0.02 0.002 25 25 8 7 2 14 37 16 16 4 7 2 13 6 7 19 16 6 1 12 38 59 26 13 6 1 11 13 52 40 41 5 1 10 50 49 59 55 2.80 0.05 0.02 0.002 25 25 8 7 2 1 3 24 13 53 22 6 2 12 54 4 57 26 6 1 1 2 27 56 6 10 6 1 11 3 49 21 19 5 1 10 46 43 40 9
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
试剂：0.4N重铬酸钾—硫酸溶液（称取化学纯重铬酸钾20.00克，溶于500毫升蒸馏水中（必要时可加热溶解），冷却后，缓缓加入化学纯浓硫酸500毫升于重铬酸钾溶液中，并不断搅动，冷却后定容至1000毫升，贮于棕色试剂瓶中备用。）、0.2N硫酸亚铁溶液（称取硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）56克，溶于500毫升蒸馏水中，加浓硫酸5ml，然后再加蒸馏水稀释至1升，贮于棕色瓶中，用时需标定）、邻菲啰啉指示剂（称取此指示剂1.49g与FeSO4·7H2O 0.695g溶于含100ml水溶液中。此指示剂易变质，应密闭保存于棕色瓶中。）、0.1N重铬酸钾标准溶液（称取经130℃烘1.5h的优级纯重铬酸钾（4.1）9.807g，先用少量水溶解，然后移入1L容量瓶内，加水定容。） 操作步骤：准确称取通过0.25毫米筛孔的土样0.1000～0.5000克，土样数量视有机质含量多少而定。有机质含量大于5%的称土样0.2克以下，4～5%的称0.3～0.2克，3～4%的称0.4～0.3克，2～3%的称0.5～0.4克，小于2%则称0.5以上。由于土样数量少，为了减少称样误差，好最用减量法。将土样放入干燥的硬性试管中，用移液管准确加入0.4N的重铬酸钾—硫酸溶液10毫升（先加入3毫升，摇动试管，使溶液与土混匀，然后再加其余的7毫升），在试管上套一小漏斗，以冷凝蒸出的水汽，把试管放入铁丝笼中。将装有试管的铁丝笼（每笼应有1～2个试管做空白试验，用灼烧过的土壤代替土样，其他手续均相同）放入温度为185～190℃的油浴锅中，要求放入后油浴锅温度下降至170～180℃左右，以后必须控制温度在170～180℃，当试管内液体开始沸腾（溶液表面开始翻动，有较大的气泡发生）时记时，缓缓煮沸5分钟，取出铁丝笼，稍冷，用纸擦净试管外部的油液。等试管冷却后，将试管内溶液倒入250毫升三角瓶中，用蒸馏水冼净试管内部及小漏斗的内部，洗涤液均冲洗至三角瓶中，最后总的体积约60～70毫升。滴加3～4滴邻啡啰啉指示剂，此时溶液为橙**，用已标定过的硫酸亚铁溶液滴定，溶液由橙**经过绿色突变到砖红色即为终点。 结果计算：根据前面所述的反应式，1毫克当量的重铬酸钾相当于3毫克碳（1毫克当量的碳），按有机质平均含碳58%作为计算标准，在求得碳的含量乘以系数1.724和校正系数1.1，
土壤微团聚体颗粒分离依据Stemmer 等方法并略作修改，沿用国际制土壤颗粒分级划定粒组。 1.从冰箱中取出土样，将大块土用手轻轻掰成小块土。 2.称取未处理土样35.0 g，水土质量比为5∶1，置于盛有175 ml 自来水 的烧杯中，浸泡1h左右（因为土样较湿，不需要浸泡太长时间）。 3.用探针式超声波发生器(JYD-650)低能量(170 J·L-1)超声分散5 min。 4.用湿筛法分离出2.00～0.20 mm 粒径的土壤颗粒。即0.20 mm筛在下， 2.00 mm筛在上，将两筛置于盆中，然后将超声震荡的土壤悬浮液倒 入筛中，用自来水将筛中的土壤颗粒全部冲下去。0.20 mm筛上残留的土壤颗粒即为2.00～0.20 mm 粒径的土壤颗粒。 5.然后用沉降虹吸法分离盆中的土壤悬液得到0.20～0.02 mm 粒径的土 壤颗粒。首先，通过Stokes 定律计算沉降时间，即 t=s/[(2/9)*gr2*((d1-d2)/η)]（参考《土壤胶体》第二册p11） 其中，s 为沉降距离（10cm） g 为重力加速度（981cm/s2） r 为沉降土粒半径（cm） d1 为土粒密度 d2 为介质密度 η为介质的粘滞系数（水的粘滞系数表见《土壤物理性质测定法》p31 ，温度4℃） （本次试验参考各粒级土壤颗粒沉降时间表：10分53秒）然后进行沉降，至少沉降三次，沉降杯中得到0.20～0.02 mm 粒径的土壤颗粒。6.继而采用离心法分离出0.02～0.002 mm、<0.002 mm 粒径的土壤颗 粒。离心时间与转速由公式计算得到。 t =[ηlog(x2-x1)]/[3.81n2r2(d1-d2)] 其中，x1为中心轴到液面的距离； x2 为中心轴到离心管底的距离； n 为离心机每秒转数。 （选t为10分钟，温度为4℃，x1=8,x2=15,分离出<0.002 mm粒径的土壤颗粒，转速为640转/分）沉淀为0.02～0.002 mm 粒径的土壤颗粒，用自来水将0.02～0.002 mm 粒径的土壤颗粒洗出。上清液为<0.002 mm 粒径的土壤颗粒。 7.用高速离心法分离得到<0.002 mm 粒径的土壤颗粒，4800转/分， 10min 。
土壤有机碳分析测试技术 1、所需仪器：multi-C/N310主机和HT1300固体模块；载气：高纯氧气，纯度≥99.995%，最好使用99.999%； 2、瓷舟：用于盛放土壤样品，加盐酸反应去除无机碳，然后把待测样品送进炉膛测试用。注意事项：新的瓷舟和用过后长时间存放的瓷舟在使用之前先在马弗炉内1000 ℃烧1小时去除杂质； 3、HT1300测试条件炉温：1050±10 ℃，流速100±10 mL； 4、土壤样品预处理：风干土或者50 ℃烘干土，过100目筛； 5、土壤进样量要求：样品中碳的总含量≥1 mg，最好能达到3 mg； 6、样品进样处理：测量总碳（TC），称取一定量的干土直接进样，所需样品的量需根据毛估的土壤总碳含量决定，一般瓷舟盛放样品不宜超过500 mg，最好不超过800 mg，样品过多容易洒出，低估土壤碳含量；测量土壤有机碳（TOC），称取一定量的土壤样品，所需样品的量需根据毛估的土壤有机碳含量决定，一般瓷舟盛放样品最好不超过500 mg，样品过多在加盐酸反应会有气泡，容易洒出样品，低估土壤有机碳含量，然后加入过量的0.1 mol/L的HCl（盐酸浓度也可根据土壤无机碳含量调整）去除土壤无机碳，然后100 ℃烘3-12小时，之后继续在烘箱中以50 ℃保存，然后一边测量，一边从烘箱中拿出，即拿即测，一般四个一组为佳，因为加盐酸处理后的土壤很容易吸水，这样进样后水分生成的水汽加灰尘很容易堵塞气路的灰尘过滤器； 7、所需要的耗材：高纯铜丝，去除卤素（测量土壤有机碳是过量盐酸在高温下产生的），建议测量样品个数为100个，决不能超过130个，具体还要视样品而定，主要判断依据为铜丝变色；气体灰尘过滤器，建议测量样品个数300-500个，主要判断依据为流量波动（100+10 mL）；高氯酸镁，去除测量气路中的水分，如果在烘箱中即拿即测则用量较小，每更换一次可以测量500-1000个样品，视具体情况而定；以上三种耗材高纯铜丝、气体灰尘过滤器、高氯酸镁多备用一些，尤其高纯铜丝，最好备足2-3年的耗材。
实验四 土壤团聚体组成测定 一、目的意义 土壤团聚体即团粒结构，是指土壤所含的大小不同、形状不一、有一定孔隙度和机械稳 定性的团聚体之和，是鉴定土壤肥力状况的指标之一。根据其在静水或流水中的崩解情况， 分为水稳性和非水稳性团粒结构两种。测定土壤团聚体的组成，有利于农业上及时采取措施 改善土壤结构，为植物生长提供良好的水肥气热环境，促进作物高产。 二、图样采集处理 在具有代表性的地方，不干不湿时采集土样，深度依需要而定，但应尽量保持原状，带回室 内后，将土块轻轻剥成 10-12mm直径的小块，弃去粗根和小石块，然后将图样风干。 三、测定方法 （一） 仪器：1000ml 沉降瓶，白铁水桶、土壤筛干筛、湿筛各一套，并附有装筛子的架子、 天平（感量 0.01g）、铝盒、烘箱、干燥器、震筛机（机械筛分用） （二） 操作步骤 1. 干筛 称取风干土样 1000g，通过孔径为 10、7、5、3、2、0.5、0.25mm的筛组进行干筛，摇 动 10 个来回，取上两层，余者摇 5 个来回，筛完后将各层样品分别称重（精确到 0.01g）， 计算各级干筛团聚体百分含量，计入结果表内。 机械筛分：10 秒钟——5 秒钟 2. 湿筛 （1）根据干筛法求得的各级团聚体百分含量，将风干样品按比例配成 50g； （2）为防止堵塞筛孔，故不把 0.25mm 的团聚体倒入准备湿筛的样品内，但在计算时需 计入这一数据。 （3）将配好的样品倒入 1000ml 沉降瓶，沿瓶壁徐徐注水浸润土壤至饱和，浸泡10 分钟， 再缓缓注满，橡皮塞封口。 （4）数分钟后颠倒沉降瓶，直至瓶中样品完全沉淀，再倒转，往复 6 次。 （5）将湿筛组用薄板夹住放入盛有水的大铁桶中，水面高出筛组约 10cm （6）将沉降瓶倒立进入顶层晒面，轻轻移去盖子，使土粒落在筛子上（持续到溶液基本 澄清为止），盖上塞子，取出沉降瓶。 （7）手压顶部盖子缓提速降，上下 10次取上 2层，再 5 次取其余层 （8）将各层的土粒借白瓷盘和洗瓶转移到铝盒中，倾去上清液，105℃烘干称重（精确到 0.01g），然后计算各级团聚体百分含量，并计入结果表内。 四、结果计算 各级团聚体含量（%）=各级团聚体的烘干重/烘干样品重*100 各级团聚体总和为总团聚体百分含量。 各级团聚体占总团聚体的百分含量（%）=各级团聚体%/总团聚体% 结果分析表（各级团聚体含量%） >10 10-7 7-5 (干) 5-3 3-2 2-1 1-0.5 0.5-0.25 <0.25（干、湿）
收稿日期:2000205215;修订日期:2000207210 基金项目:中国科学院“九五”重大A 类项目(KZ 95T 203202204)及国家重点科技攻关专题项目(962911201201) [Foundation Ite m :T he Key P ro ject of Ch inese A cadem y of Science ,N o .KZ 95T 203202204;and the Key P ro ject of State Science T echnique ,N o .962911201201] 作者简介:王绍强(19722),男,博士,湖北襄樊市人。1997年在北京师范大学资源与环境科学系获得硕士学位, 2000年在中国科学院地理科学与资源研究所获得博士学位。主要从事全球变化、地理信息系统和遥感的 应用研究,在Int .J .of R emo te Sensing 等刊物发表论文8篇。E 2m ail :w sqlxf @2631net 文章编号:037525444(2000)0520533212 中国土壤有机碳库及空间分布特征分析 王绍强1,周成虎1,李克让1,朱松丽2,黄方红1 (11中国科学院地理科学与资源研究所资源与环境信息系统国家重点实验室,北京 100101; 21北京师范大学环境科学研究所,北京 100875) 摘要:土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分,在陆地碳循环研究中有着重要的作用。根据 中国第二次土壤普查实测2473个典型土壤剖面的理化性质,以及土壤各类型分布面积,估算 中国土壤有机碳库的储量约为924118×108t ,平均碳密度为10153kg m 2,表明中国土壤是一 个巨大的碳库。其空间分布总体规律上表现为:东部地区大致是随纬度的增加而递增,北部地 区呈现随经度减小而递减的趋势,西部地区则呈现随纬度减小而增加的趋势。 关 键 词:碳循环;全球变化;土壤有机碳库 中图分类号:S 15912 文献标识码:A 1 前言 全球变化研究引起了许多科学家对陆地生态系统中碳平衡以及碳存储和分布的关注,由于土壤中所存储的碳大约是植被的115～3倍[1,2],而且是全球生物地球化学循环中极其重要的生态因子,因而土壤有机碳的分布及其转化日益成为全球有机碳循环研究的热点[3,4]。 土壤是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库。它由有机碳库和无机碳库两大部分组成,且土壤无机碳库占的比例较小[5]。国际上很早就开展了土壤碳研究,其中Po st 根据全球2696个土壤剖面估计全球土壤有机碳为13953×108t [6],而与大气交换的土壤有机碳大约占陆地表层生态系统碳储量的2 3[6]。目前对于全球陆地碳循环认识的不确定性,大部分是关于土壤有机碳库的分布和动力学[7],全球变暖将会加速土壤向大气的碳排放,加剧大气CO 2浓度的上升,这将进一步加强全球变暖的趋势[8]。 土地利用 土地覆盖变化既可改变土壤有机物的输入,又可通过对小气候和土壤条件的改变来影响土壤有机碳的分解速率,从而改变土壤有机碳储量。土地利用的变化,特别是森林砍伐所引起的变化,减少土壤上层的有机碳达20%～50%[9]。不合理的土地利用,会导致土壤储存的碳和植被生物量减少,使更多的碳素释放到大气中,从而导致大气CO 2浓第55卷第5期 2000年9月地 理 学 报A CTA GEO GRA PH I CA S I N I CA V o l .55,N o .5Sep.,2000
土壤微生物量碳测定方法及应用 土壤微生物量碳（Soil microbial biomass）不仅对土壤有机质和养分的循环起着主要作用，同时是一个重要活性养分库，直接调控着土壤养分（如氮、磷和硫等）的保持和释放及其植物有效性。近40年来，土壤微生物生物量的研究已成为土壤学研究热点之一。由于土壤微生物的碳含量通常是恒定的，因此采用土壤微生物碳(Microbial biomass carbon, Bc)来表示土壤微生物生物量的大小。测定土壤微生物碳的主要方法为熏蒸培养法（Fumigation-incubation, FI）和熏蒸提取法（Fumigation-extraction, FE）。 熏蒸提取法（FE法） 由于熏蒸培养法测定土壤微生物量碳不仅需要较长的时间而且不适合于强酸性土壤、加 入新鲜有机底物的土壤以及水田土壤。Voroney (1983)发现熏蒸土壤用·L-1K 2SO 4 提取液提取 的碳量与生物微生物量有很好的相关性。Vance等(1987)建立了熏蒸提取法测定土壤微生物 碳的基本方法：该方法用·L-1K 2SO 4 提取剂（水土比1：4）直接提取熏蒸和不熏蒸土壤，提取 液中有机碳含量用重铬酸钾氧化法测定；以熏蒸与不熏蒸土壤提取的有机碳增加量除以转换 系数K EC (取值来计算土壤微生物碳。 Wu等（1990）通过采用熏蒸培养法和熏蒸提取法比较研究，建立了熏蒸提取——碳自动一起法测定土壤微生物碳。该方法大幅度提高提取液中有机碳的测定速度和测定结果的准确度。 林启美等（1999）对熏蒸提取-重铬酸钾氧化法中提取液的水土比以及氧化剂进行了改进，以提高该方法的测定结果的重复性和准确性。 对于熏蒸提取法测定土壤微生物生物碳的转换系数K EC 的取值，有很多研究进行了大量的 研究。测定K EC 值的实验方法有：直接法（加入培养微生物、用14C底物标记土壤微生物）和间接法（与熏蒸培养法、显微镜观测法、ATP法及底物诱导呼吸法比较）。提取液中有机碳的 测定方法不同（如氧化法和仪器法），那么转换系数K EC 取值也不同，如采用氧化法和一起法 K EC 值分别为（Vance等，1987）和（Wu等，1990）。不同类型土壤（表层）的K EC 值有较大不 同，其值变化为（Sparling等，1988，1990；Bremer等，1990）。Dictor等（1998）研究表 明同一土壤剖面中不同浓度土层土壤的转换系数K EC 有较大的差异，从表层0-20cm土壤的K EC 为，逐步降低到180-220cm土壤的K EC 为。 一、基本原理 熏蒸提取法测定微生物碳的基本原理是：氯仿熏蒸土壤时由于微生物的细胞膜被氯仿破 坏而杀死，微生物中部分组分成分特别是细胞质在酶的作用下自溶和转化为K 2SO 4 溶液可提取 成分（Joergensen,1996）。采用重铬酸钾氧化法或碳-自动分析仪器法测定提取液中的碳含量，以熏蒸与不熏蒸土壤中提取碳增量除以转换系数K EC 来估计土壤微生物碳。 二、试剂配制 （1）硫酸钾提取剂（·L-1）：取分析纯硫酸钾溶解于蒸馏水中，定溶至10L。由于硫酸钾较难溶解，配制时可用20L塑料桶密闭后置于苗床上（60-100rev·min-1）12小时即可完全溶解。 （2） mol·L-1（1/6K 2Cr 2 O 7 ）标准溶液：称取130℃烘2-3小时的K 2 Cr 2 O 7 （分析纯）9.806g 于1L大烧杯中，加去离子水使其溶解，定溶至1L。K 2Cr 2 O 7 较难溶解，可加热加快其溶 解。 （3） mol·L-1（1/6K 2Cr 2 O 7 ）标准溶液：取经130℃烘2-3小时的分析纯重铬酸钾4.903g， 用蒸馏水溶解并定溶至1L。
农业生态系统碳循环研究 摘要：在人们对温室效应理解不断加深的同时，全球碳循环的研究也随着技术的进步不断深入。与人类生产生活关系最密切的是陆地生态系统碳循环研究，而农业生态系统碳循环研究是其中最为重要的一部分。经过国内外研究者的努力，已对农业生态系统碳源/汇效益、碳循环影响因素、模拟模型、碳通量及农业生态系统对全球变暖的响应等诸多研究内容取得极为重要的成果。但在一些问题上尚存在不小争议，对一些过程尚不能清楚认识，对一些因素尚不能准确联系。 关键词：农业生态系统；碳循环；低碳农业； 近百年来，全球变暖已成为不争事实，温度的上升对整个地球环境和人类生产生活产生了巨大的影响，产生了一系列严重的和不可逆转的后果：草原和荒漠面积增加，森林面积减少；热带扩展，副热带、暖热带和寒带缩小，寒温带略有增加；农业的种植决策、品种布局和品种改良、土地利用、农业投入和技术改进等受到影响；加剧了目前日趋紧张的水资源问题；改变了区域降水、蒸发分布状况；引发环境问题，增加了对人类及其生存环境的压力[1]。 随着全球气候变化研究的不断深入，对全球气候变暖形成原因的理解也产生了一些分歧：一部分人认为人类改造自然的活动是全球气候变暖的主要原因；另一部分人认为全球气候变暖是气候周期性变化的结果，太阳活动和火山活动是变化的主要原因，而人类活动不是决定性原因。但不论全球气候变暖的主要原因是什么，人类活动对整个地球系统产生的巨大影响不容忽视，人类活动排放出以CO2为主的温室气体引起了全球碳循环的变化，而这一变化又进一步影响到全球气候的变化，产生不利于人类生存及发展的变化。碳循环研究在此种局势下显示出极为重要的意义。 根据Falkowski研究结果表明，陆地生态系统蓄积了总量大约为2 000 Gt(1Gt=1×1015g)的碳[2]。尽管相较于岩石圈＞60 000 000Gt和海洋38 400Gt的碳量，陆地生态系统蓄积的碳量十分微弱，但是人类主要的生产生活空间位于陆地上，人类的行为最直接的影响陆地生态系统，且产生的影响最大，使得这部分碳储量的变化体现出非同一般的可变性和极为显著的重要性。土壤碳库是温室气体重要的释放源，也是重要的吸收汇[3]。正因为人类活动的强烈影响，可以说全球碳循环中最大不确定性主要来自陆地生态系统。陆地生态系统碳循环过程可以解释为：植物通过光合作用将大气中的CO2吸收存于植物体内，形成有机化合物并固定起来，而后一部分有机物在植物的呼吸作用和土壤及枯枝落叶层中有机质腐烂过程中返回大气。这样的一个循环过程就形成了大气-陆地植被-土壤-大气整个陆地生态系统的碳循环[4]。 在人类活动中，农业生产对陆地生态系统起了巨大的影响，农业生产不仅改变了原有的土地利用方式，改变了原有植被种类，甚至改变了土壤类型，并因这些改变对原有碳循环产生了极为重要的影响。1850-1990年期间，土地利用变化造成的CO2排放量约为124Gt，而其中贡献最大的是农业的扩张。在农业活动中，耕地所造成的总净通量约占68％，牧草占13％，迁移农业占4％。人类活动已经强烈改变了原有的全球碳循环模式[5]。 1. 农业生态系统碳源？碳汇？ 农业生态系统是碳汇还是碳源，这是首先需要回答的问题。 农业生态既可以是碳汇，也可以是碳源。农业碳排放主要源于农业废弃物、肠道发酵、粪便管理、农业能源利用、稻田以及生物燃烧。而农业生态系统的碳主要固定在作物和土壤中。农田生态系统中，农田管理措施、土壤性质是影响土壤有机碳固定、转化及释放的主要因素，同时还受土地利用方式、植物品种、气候变化等多种因素影响[3]。不同的农业生态系统因自身特点呈现出不同的碳通量，同一农业系统因管理方式或利用方式不同，甚至可以
实验报告 2009111720 杜洋 2009111719 万鹏鹏一．实验名称 土壤水稳性大团聚体分析 二．实验目的 本实验的目的是使用土壤团聚体分析仪测定土壤水稳性大团聚体的含量。 三．实验原理 土壤团聚体，是指土壤中大小、形状不一、具有不同孔隙度和机械稳定性、水稳定性的结构单位，通常将粒径>0.25mm的结构单位成为大团聚体。大团聚体分为水稳性和非水稳性两种，非水稳性大团聚体组成用干筛法测定，水稳性大团聚体组成用湿筛法测定。筛分法根据土壤大团聚体在水中的崩解情况识别其水稳性程度，测定分干筛和湿筛两个程序进行，最后筛分出各级水稳性大团聚体，分别称其风干后质量，再换算为占原风干土样总质量的百分比。 四．实验材料和仪器 （1）土壤：褐土 （2）白铁盒：10cm*10cm*10cm （3）套筛，高5cm，直径20cm，孔径分别为8mm、5mm、2mm、1mm、0.5mm、 0.25mm，共七个。（在实际的实验过程中，我们没有使用8mm的筛子） （4）团聚体分析仪，含四套筛子，每套有五个筛子，孔径分别为5mm、2mm、1mm、 0.5mm、0.25mm，另含有4个配套的水桶，电动团聚体分析仪在水中上下震动 的速度为每分钟30次（可调节，一般设定为30次每分钟），振幅为4cm（日本 为3.8cm）。 （5）直径12cm的蒸发皿，5个/组 （6）喷雾器、胶头滴管（这次试验我没并没有用到这两样实验器材，因为我们选择直接放入水中而不是先润湿，这样的结果是实验误差相比之下较大）。 五．操作步骤 （1）采样：通常是采耕层土壤，根据需要也可以分层采样。采样是要注意土壤的湿度，最好在土不粘铲，接触不变形为宜。用饭盒在田间多点采集有代表性的原 状土样。以保持原来的结构状态。从原土样剥去与铲面接触变形部分，采样量 为1.5-2.0Kg。运输时要避免震动和翻倒。 （2）干筛分析：将风干土样混匀，取其一少部分（一般不小于1kg，精确至0.1g）。 永孔径为5mm、2mm、1mm、0.5mm、0.25mm筛子进行筛分。筛完后，将各 级筛子上的团聚体及粒径<0、25的土粒分别称量，计算干筛的各级团聚体占土 样总量的百分含量。然后按其百分比，配成1份质量为20g的土样，做湿筛法 分析。 （3）湿筛分析：在团聚体分析仪上进行湿筛分析，一次可同时分析4个土样。分析前向4个水桶中加水，使得套筛在运动达到最高点的时候，筛子上缘可以正好 与水面平齐。将套筛放入水桶中，然后开动马达使套筛上下移动，升降4cm， 10分钟后提出水面，将筛组拆分。留在筛子上的各级团聚体用细水流冲入蒸发 皿，加热蒸干，称量其重量。 六．结果计算 （1）分级记录表
1. 陕西省栎林土壤固碳特征及影响因素分析 通过分析不同林龄段0-100cm 土层土壤有机碳含量 分析不同地区不同林龄段栎林的土壤性状，包括容重、土壤全氮、全磷，并分析这些土壤特性与土壤有机碳含量之间的关系。 分析栎林林下枯落物现存量、根系生物量的变化规律，采用相关分析，分析其对土壤有机碳含量变化的影响 土壤样品的调查 采用剖面法加土钻法。其中土壤剖面用于土壤容重样品的采集，土钻法用于土壤有机碳、全氮、全磷的测定。土壤容重的测定采用“环刀法”。在所选择的栎林样地内，选择一块未受人为干扰、植被结构和土壤均具有代表性的地段，挖掘一个1 m 深的土壤剖面，不够 1 m 的挖至基岩为止（每个样点的 3 个样地内分别挖取一个剖面）。然后沿土壤剖面按照0-10 cm、10-20 cm、20-30 cm、30-50 cm 及50-100 cm 分层，并用环刀依次分层取土，每层取两个重复，带回室内测定土壤容重。土钻法取样层次与土壤剖面取样层次一致。是用内径=5cm 的土钻，分层取土，每层随机钻取3钻土，混合成一个混合样，带回室内风干处理。 根系的调查 根系的调查也是采用根钻法（内径=9cm）进行。在样地的上、中、下部位分别设置若干采样点，采集0-20 cm、20-40 cm的土层，分层混合装袋，每层 3 个重复。将样品在就近河边进行浸泡、冲洗、过筛，挑拣出根系，自然风干。带回室内在65℃烘箱中烘干至恒重，换算出单位面积的细根生物量。 枯落物的采集 在每个样点的3个样地内分别设置3个1 m31 m的小样方，待样方内草本植物调查结束，测量样方内枯落物层的厚度，包括未分解层、半分解层及腐殖质厚。测定完毕将样方内的枯落物全部收集并称重。 将野外采回的土壤样品自然风干后，磨碎过0.25 mm 筛孔，供土壤有机碳、全氮及全磷测定使用。土壤有机碳含量测定采用GB7857-87 中规定的重铬酸钾-硫酸氧化法测定, 全氮含量测定采用GB7173-87中规定的半微量开氏法, 全磷含量测定采用GB7852-87规定的硫酸-高氯酸溶-钼锑抗比色法。 某一土层的土壤有机碳储量（SOCi，t2hm-2）计算公式为：SOCi=Ci3Di
地统计分析土壤有机碳含量分布 土壤特性的空间变异研究一直是个被关注的热点，但对土壤物理性质、土壤盐分变化问题的研究较多1,2，对土壤养分空间变异性的研究则相对较少。90年代，随着发达国家精确农业技术的发展和GIS的广泛应 用3,4，土壤特性的空间变异研究得到了众多学者的关注。邛海盆地是凉山彝族自治州所在地，农业人口约占总人口的66.4%，土地肥沃，自流灌溉便利，是国家和四川省农业综合开发重点区。因此，如何合理 利用土地和如何进行生态环境保护是该区经济发展面临的重大课题。 本研究通过分析该区土壤有机碳含量的影响因子，旨在为优化土地资 源管理措施和保护生态环境提供参考。 1材料与方法 1.1研究区基本概况 邛海盆地地处川西高原，属亚热带高原季风气候，年平均气温17.2℃，日照充足，雨量充沛；该区以红壤、黄红壤为主，局部地区的红壤达 海拔2100m以上。 1.2数据来源与预处理 数据源于西昌2006年测土配方施肥国家补贴项目土样化验分析汇总表，共提取392个采样点。基于Arc-GIS9.3生成样点分布图如图1所示。 1.3常规统计分析 利用ArcGIS9.3中地统计模块,统计出土壤有机碳含量的基本特征性 数据。 1.4地统计学基本理论 传统统计学理论是纯随机变量，但很多土壤性质在空间上并不完全独立，而在一定范围内存有着空间相关性。地统计学方法以半方差函数
和Kriging插值为基本工具，能对既具有随机性又具有结构性的各种 变量在空间上的分布进行研究5。半方差函数能较好地描述区域化变量的空间分布结构性和随机性，其中一些重要参数，可反映区域化变量 在一定尺度上的空间变异和相关水准，是研究土壤特性空间变异性的 关键，同时也是进行精确Krigking插值的基础6,式中，r(h)为半方差函数；h为样点空间间隔间距，即步长；N(h)为间隔距离为h时的所有观察样点的成对数；Z(xi)和Z(xi+h)分别是区域化变量Z(x)在空间位 置xi和xi+h的实测值。若h为横坐标，r(h)为纵坐标绘制函数曲线图，称为半方差函数曲线图，它可直接展示Z(x)的空间变异特点。克 里格插值，是地统计学的主要内容，它是通过对已知样本点赋权重来 求得未知点的值。式中，Z(x0)为未知采样点的值；Z(xi)为未知样点 周围的已知样本点的值；i为第i个已知样本点对位置样点的权重；n 为已知样本点的个数。 1.5空间分布特征分析 缓冲区分析是通过生成相关空间实体的缓冲区，以判断空间实体影响 范围的过程8。本研究以土壤质地、城镇、邛海和河流为影响源，建立不同距离的缓冲区，以分析有机碳含量的变化情况。 2结果与分析 2.1常规统计分析 基于ArcGIS9.3的地统计模块，对采样数据进行常规描述性统计(见 表1)。从偏度上看，呈右偏态分布。变异系数反映空间变异性水准， 通常认为变异系数CV≤10％为弱变异性，10％ 土壤大团聚体组成的测定—筛分法 1 范围 本方法适用于土壤大团聚体组成的测定。 2 原理 土壤团聚体是指土壤中大小、形状不一、具有不同孔隙度和机械稳定性、水稳定性的结构单位，通常将粒径>0.25mm的结构单位称为大团聚体。大团聚体分为非水稳定性和水稳定性两种，非水稳定性大团聚体组成用干筛法测定，水稳定性大团聚体组成用湿筛法测定。筛分法根据土壤大团聚体在水中的崩解情况识别其水稳定性程度，测定分干筛和湿筛两个程序进行，最后筛分出各级水稳定性大团聚体，分别称其质量，再换算为占土样的质量百分数。 注1：湿筛法不适用于一般有机质含量少的、结构性差的土壤，因这些土壤在水中振荡后，除了筛内留下一些已被水冲洗干净的石块、砾石和砂粒外，其他部分几乎全部通过筛孔进入水中。 注2：粘重的土壤风干后会结成紧实的硬块，即使用干筛法将其分成不同直径的粒级，也不能代表它们是非水稳定性大团聚体。 3 仪器 3.1 平口沉降筒，1000 mL，带有橡皮塞。 3.2 水桶（搪瓷桶或铁桶），直径不小于40 cm，高不小于45 cm。 3.3 套筛，5 cm高，直径20 cm，孔径分别为10 mm、7mm、5mm、3mm、2mm、1mm、0.5 mm、0.25 mm，共8个，有底和盖，并附有能装5个套筛的铁架子1个。 3.4 团聚体分析仪，手摇或电动，含4套筛子，每套有6个筛子，孔径分别为5 mm、3 mm、 2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm，电动团聚体分析仪在水中上下振荡速度为每分钟30次。 3.5 白铁盒或铝制盒，10 cm × 10 cm × 10 cm。 4 操作步骤 4.1 采样：通常是采耕层土壤，根据需要也可分层采样。采样时要注意土壤的湿度，最好在土不沾铲，接触不变形时为宜。用白铁盒或铝制盒在田间多点（3~5点）采集有代表性的原状土样，以保持原来的结构状态。运输时要避免震动和翻倒。运回实验室内，沿土壤的自然结构轻轻地剥开，将原状土剥成直径为10 mm ~ 12 mm 的小土块，同时防止外力的作用而变形，并剔去粗根和小石块。将土样摊平，置于透气通风处，让其自然风干。 4.2 干筛分析：将风干的土样混匀，取其中一部分（一般不小于1 kg，精确至0.01 g）。用孔径分别为10 mm、7 mm、5 mm、3 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm筛子进行筛分（筛子附有底和盖）筛完后，将各级筛子上的团聚体及粒径<0.25 mm的土粒分别称量（精确至0.01 g），计算干筛的各级团聚体占土样总量的百分含量。然后按其百分比，配成2份质量为50 g（精确至0.01 g）的土样，作湿筛分析使用。 4.3 湿筛分析：在团聚体分析仪上进行湿筛分析，一次可同时分析4个土样。先将孔径为 5 mm、3 mm、2 mm、1 mm、0.5 mm、0.25 mm套筛用铁架夹住放入水桶中，再将称量的土样小心地放入1000 mL平口沉降筒中，用洗瓶沿筒壁徐徐加水，使土样湿润逐渐达到饱和（目的是驱除团聚体内的闭塞空气），湿润10 min。小心沿沉降筒壁加满水，筒口用橡皮塞塞紧，上下倒转沉降筒，反复10次。然后将沉降筒倒置于水中的团聚体分析仪的套筛上面，迅速在水中将塞子打开，轻轻晃动沉降筒，使之既不接触筛网，也不离开水面。当粒 土壤中总碳的测定 土壤中总碳的测定 一、方法提要 本法测定的结果是试样的总碳含量，包括碳酸盐的碳和有机碳的含量，试样用管式高温炉灼烧产生全碳量的二氧化碳，产生的二氧化碳被乙醇—乙醇胺吸取液吸取，以百里酚酞为指示剂，用乙醇钾标准溶液滴定，测得全碳量。 二、试剂 1、乙醇—乙醇胺吸取液：100mL 无水乙醇中加入100ml 乙醇胺和0.3g 百里酚酞，摇匀备用。 2、乙醇钾标准溶液：取一定量的氢氧化钾溶解在乙醇中，配制成乙醇钾标准溶液（依碳的含量）。 3、乙醇钾标准溶液的标定：称取0.0400g 预先在105—110℃烘干过的基准碳酸钙于瓷舟中，按分析手续进行标定，按下式计算滴定度： T=V m 1200 .0 式中：T ——乙醇钾标准溶液对碳的滴定度。（g/mL ） V ——滴定时所用乙醇钾标准溶液的体积。（mL ） m ——所用碳酸钙的重量。（g ） 4、碳酸钙：基准试剂。 5、二氧化锰：活性。 三、仪器： 1、管式炉：瓷管：φ121×φ225×600（mm ） 瓷舟：88mm 2、滴定—吸收装臵。 四、分析手续 1、连接好滴定—吸收装臵，逐渐将炉温升至1200℃（指放瓷舟处温度），通氧气检查，确信装臵不漏气后，加吸收液于吸收杯中，使液面高出杯内筛板2～4cm 。 2、将盛有0.0400g 碳酸钙的瓷舟用不锈钢钩将其送入管式炉高温区，迅速塞紧胶塞，通入氧气（约0.3升/分），待吸收液蓝色褪去后，滴加滴定液至出现稳定的淡蓝色，取出瓷舟。 3、称取0.2000g 试样于瓷舟中，按步骤操作滴定。 五、分析结果计算 按下式计算碳的百分含量： C(%)=m V T ×100 式中：T ——滴定液对碳的滴定度。（g/mL ） V ——分析试样所用滴定液的体积。（mL ） m ——称样量。（g ） 六、注意事项： 1、每个试样滴定到终点后，要稳定30秒以上再取出瓷舟。 中国农田土壤固碳潜力与速率：认识、挑战与研究建议“土壤 与可持续发展”专题 导读 土壤有机碳作为土壤肥力形成的基础，不但影响土壤质量、功能和粮食产量，而且在全球气候变化中扮演重要角色。在我国土壤资源同时面临保障粮食安全、发挥生态系统服务功能和应对气候变化等多重挑战的背景下，准确把握中国农田土壤固碳潜力及速率，对于实现土壤资源合理利用和农业可持续发展具有重要意义。文章首先介绍了对中国农田土壤有机碳变化速率和土壤固碳潜力的基本认识以及研究中面临 的挑战，而后从基础研究、土壤信息平台、方法体系及研究成果与国家农业管理决策支撑方面提出了研究建议。 文/赵永存徐胜祥王美艳史学正（中国科学院南京土壤研究所土壤与农业可持续发展国家重点实验室） 土壤是陆地生态系统的核心，是人类赖以生存的重要自然资源。土壤有机碳（soil organic carbon，SOC）作为土壤肥力形成的基础，不但影响土壤质量和功能，而且在全球气候变化中扮演重要角色。SOC 是土壤肥力的决定性因素，其含量高低、质量好坏直接影响土壤肥力属性，即土壤有效持水量、保肥能力、养分利用效率、土壤微生物数量和活性，进而显著影响作物产量。同时，作为土壤碳库的重要组成部 分，SOC 通过土壤微生物分解释放二氧化碳（CO2），而大气中的CO2 则通过光合作用被固定到植物体，植物根系、凋落物及人为归还使得植物体中的部分碳再次归还到土壤中。因此，SOC 具有一定的大气CO2 浓度调节功能。地球上SOC 储量巨大且较为活跃，因而其微小变化就可能对大气CO2 浓度产生重大影响，进而影响全球气候变化。 我国人多地少，耕地土壤质量总体不高，随着工业化和城市化进程的高速发展，人地、人粮矛盾日益突出，土壤资源正同时面临着保障粮食安全、发挥生态系统服务功能和应对气候变化等多重挑战。而农田作为受人为管理措施影响最为强烈的土壤利用方式，其SOC 库最为活跃。同时，农田SOC 库也是唯一可在较短时间尺度上通过合理利用而进行适度 调节的碳库。因此，准确把握农田SOC 变化速率及固碳潜力对于实现我国土壤资源高效利用及农业可持续发展战略，意义十分重大。 1 我国农田土壤固碳潜力及速率的基本认识 国家尺度农田SOC变化速率估算主要采用Meta 分析、土壤调查数据差减和过程模型模拟3类方法。Meta分析采用已发表文献中的SOC 数据，计算SOC 变化速率；调查数据差减法通过两期土壤调查采样的SOC实测数据直接差减计算变化速率；过程模型模拟则采用SOC周转机理模型，在气候、土壤、农业管理措施等因子驱动下，实现SOC变土壤大团聚体组成的测定—筛分法
土壤中总碳的测定
中国农田土壤固碳潜力与速率：认识挑战与研究建议“土壤与可持续发展”专题
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