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《黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳积累与损耗的影响》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。
1、第44卷第3期土壤学报Vol44,No32007年5月ACTAPEDOLOGICASINICAMay,2007黑土坡耕地侵蚀和沉积对物理性组分有机碳*积累与损耗的影响1,22,3222方华军杨学明张晓平梁爱珍申艳(1中国科学院地理科学与资源研究所,北京100101)(2中国科学院东北地理与农业生态研究所,长春130012)(3Greenhouse&ProcessingCropsResearchCentre,Agriculture&AgriFoodCanada,Harrow,Ontario,N0R1G0,Canada)摘要以侵蚀和沉积
2、过程明显的黑土坡耕地为研究对象,通过测定不同地形部位表层和典型剖面土壤不同粒级的水稳性团聚体、颗粒态有机碳(POC)以及团聚体结合态有机碳含量,探讨土壤侵蚀和沉积对土壤有机碳(SOC)损失、迁移和累积过程的影响。研究结果表明:上坡三个侵蚀部位表层土壤大团聚体、矿质结合态有机碳(MOC)以及团聚体结合态有机碳含量随侵蚀速率增加而减小;沉积部位(尤其是坡脚)POC含量和POC/SOC较低,而MOC含量和MOC/SOC较高。始终处于沉积状态的坡脚部位,各粒级有机碳组分的深度分布均表现出土壤累积和埋藏特征,并随着粒级的减小累积现象趋于明显。上述结果反映了土壤侵蚀优先使与细颗粒和
3、微团聚体结合的SOC迁移流失,并在低洼的沉积区累积;埋藏层中的侵蚀物质(如微团聚体、颗粒态有机质)通过深埋作用和重新团聚作用形成稳定的大团聚体,最终促进SOC的固定。关键词土壤侵蚀;水稳性团聚体;颗粒态有机碳;团聚体结合态有机碳;黑土中图分类号S153文献标识码A土壤侵蚀从土壤团聚体破坏、颗粒分离到侵蚀沉积区埋藏土壤中的有机碳动态缺乏深入的研究。物质在景观中发生迁移/再分布、最后在洼地或海洋本文主要研究目的是:(1)以常年处于氧化环境,土[1]生态系统中沉积,共经历了四个阶段。土壤有机壤侵蚀和沉积明显的东北黑土旱田坡耕地为研究对碳(SOC)含量
4、在这四个阶段均发生显著变化,并因象,从土壤结构出发,研究土壤侵蚀和沉积对不同粒土壤水热状况、有机物的质量和数量、土壤属性的差级颗粒和团聚体结合态有机碳的影响。(2)选择典[1]型地形断面(Transect),研究不同地形部位各粒级颗异而不同。土壤侵蚀引起土壤水稳性大团聚体的分散和破坏,使原先被大团聚体包裹的有机碳暴露,粒和团聚体结合态有机碳含量的深度变化特征,分在微生物作用下分解矿化,加速大团聚体的周转,最析侵蚀碳的迁移及截留(Sequestration)过程。研究结终导致SOC含量减少[1~3]。并且,与不同粒级团聚果将在一定程度上解释土壤侵蚀和沉积引起的SOC体结合
5、的有机碳对微生物分解矿化存在不同程度的损耗和截留机理。[4~6]响应。与此同时,侵蚀物质如土壤粘粒、颗粒态有机质(POM)、微团聚体等沿坡迁移,在低洼的沉积1材料与方法部位累积;加之土壤水分和营养元素的输入,促进了生物量的形成和团聚体的稳定,进而减缓SOC的矿11研究区概况[7~9]化。但是,上述观点都基于如下假设:沉积区粘研究区位于东北黑土区南部沫石河小流域粒和水分含量增加,形成一个难氧化环境,促进SOC(北纬4443,东经12552)。属于半湿润温带大累积,避免其矿化。但上述假设在田间还有待验证。陆性季风气候,年均气温45!,年均降水而且,当前对景观中由
6、土壤再分布引起的SOC损耗5337mm。采样区位于集水盆地北坡,地形为典型和截留过程与机理认识不足,尤其是对深埋作用下的∀S#型坡,坡长为253m,坡度小于5,最大相对*中国科学院国外杰出人才支持项目(K09Z3)和国家自然科学基金项目(40601097和40471125)资助作者简介:方华军(1978~),男,安徽巢湖人,博士后,主要从事土壤侵蚀和土壤碳循环方面的研究。Email:huajunfang@yahoo.com.cn收稿日期:2005-12-12;收到修改稿日期:2006-10-20468土壤学报44卷高程为117m。沿坡选择3个地形
7、断面,每个断部分土壤属性如表1所示。土壤原始植被为草原面相距25m,在每个断面上划分坡顶、坡肩、坡背、化草甸,以杂草群落为主。研究区大概有200a的坡脚和坡趾等5个部位,各部位间的距离分别为开垦历史,目前的土地利用方式为农田,玉米连作15m、75m、95m和40m。采样点位置分布图参见一直是该区的主要种植方式,长期顺向打垄和耕文献[10]。各地形部位坡度、土壤侵蚀状况以及翻加剧了土壤沿坡面的再分布。1)表1研究区各地形部位表层土壤(0~20cm)属性Table1Propertiesoftopsoil(0~20cm)ineachgeom
