不同土层土壤对可溶性有机氮_碳的吸附特性研究
土壤有机质测定方法
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：
土壤溶解性有机碳
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
土壤有机质平衡与地球温室效应
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
可溶性有机碳的测定
可溶性有机碳测定: 1. 取10 g 新鲜土样,按照土:水为1∶5的比例混匀,在25℃条件下,以250 r/min 的速度振荡1 h,接着在转速为15 000 r/min 离心10min,上部悬浮液过0·45μm 薄滤膜[1],以后的步骤采取测有机碳的方。 2. 取过0·45μm 薄滤膜的溶液放入消煮管中，加5ml 0.8000mol/L 的1/6K 2Cr 2O 7标准溶液， 然后用注射器注人5ml 浓硫酸，旋转摇匀，在消煮管上加一小漏斗。 3. 将盛土样的消煮放人铁丝笼架中，放入已预热至185 -190oC 的油浴锅中（豆油）加热。 此时应控制锅内温度在170-180oC ，沸腾开始，准确加热5min ，取出冷却，如溶液呈绿色，表示重铬酸钾用量不足，应再取较少的样品（或适当增加重铬酸钾的量）重做。 4. 冷却后的溶液呈橙黄色或黄绿色，用洗瓶将消煮管中的溶液洗人250ml 三角瓶中，使三 角瓶内溶液体积在60-80ml 左右，加邻啡啰啉指示剂3—4滴，用0.2mol ／L FeSO 4滴定，溶液的颜色变化为：橙黄—→蓝绿—→棕红色，记录硫酸亚铁用量（V ）。 每批分析样，应做2—3个空白；空白标定用0.1-0.5g 石英砂代替土样，其它步骤与测定土样时完全相同，记录硫酸亚铁用量（V 0）。 5. 计算方法 有机碳（g/kg ）=10001.1003.0)(0.58000.02100????-??K m V V V 有机质（g/kg ）=有机碳（g/kg ）×1.724 式中：0.8000——1/6 K 2Cr 2O 7标准溶液的浓度（mol/L ）； 5.0——1/6 K 2Cr 2O 7标准溶液的体积（ml ）； V 0——空白标定用去硫酸亚铁溶液体积（ml ）； V ——滴定土样用去硫酸亚铁溶液体积（ml ）； 0.003——1/4碳原子的摩尔质量(g/m mol)； 1.1——氧化校正系数； 1.724——将有机碳换算成有机质的系数； m 1——风干土样质量（g ）； K 2——将风干土换算成烘干土系数。土壤碳氮比的计算： )/() /(kg g kg g 全氮有机碳碳氮比= 1.耕作措施对土壤有机碳和活性有机碳的影响.严昌荣,刘恩科,何文清,刘爽,刘勤.
土壤可溶性有机氮,硝态氮,铵态氮和微生物量氮测定
土壤可溶性有机氮、硝态氮、铵态氮、微生物量氮最方便最简单的测定方法 1.母液制样：称取新鲜土壤（30.0g）于放置烧杯中，加约等于田间持水量60%水在25℃下培养7~15d。取15.0g土于烧杯，置于真空干燥器中，同时内放一装有用100ml精制氯仿的小烧杯，密封真空干燥器，密封好的真空干燥器连到真空泵上，抽真空至氯仿沸腾5分钟，静置5分钟，再抽滤5分钟，同样操作三次。干燥器放入25℃培养箱中24小时后，抽真空15-30分钟以除尽土壤吸附的氯仿。按照土：0.5M K2SO4=1:4(烘干土算，一般就是湿土：0.5M K2SO4=1：2)，加入0.5M K2SO4溶液（未熏蒸为空白直接称取15.0g土，加同样比例0.5M K2SO4溶液）震荡30分钟，过滤。其中熏蒸后的土壤过滤液为A母液，未熏蒸的土壤过滤液为B母液。母液要是不及时测定，需立即在-15℃以下保存 2.测定 可溶性有机氮=可溶性全氮-（铵态氮+硝态氮） 要是有流动分析仪器还有TOC的话可以利用A母液测得碳氮减去B母液的碳氮含量根据公式计算得出微生物碳氮，可以用B母液测的铵态氮、硝态氮和可溶性全氮，是很方便的。 以下的是用传统的方法测定以上指标，经过852个土壤样品试验结果还是很好的。
土壤可溶性全氮测定 氧化剂:将6g NaOH 和30g K2S2O8溶于蒸馏水中并定容至1 L(K2S2O8 比较难溶，在低于60℃得瑟水浴中溶解，高于60℃配置的溶液至其氧化性失效，NaOH制成溶液，致其温度达到常温后与K2S2O8 溶液混合定容至1L) 测定：移取A母液10ml至消化试管，加入10ml氧化剂，水浴中加热，温度升高到120℃后保持90min，使用紫外分光光度计测定A220和A275，空白需加入1ml氧化剂并同时作水浴处理。（Tips：农化上母液与氧化剂各取25ml，此处取其比例为1:1。） 标准曲线：0.7218g硝酸钾溶于水中，转入1000ml容量瓶中定容摇匀，制得浓度为100mg/L的氮标准贮存液。稀释10倍即为10mg/L 的氮标准溶液。吸取氮标准溶液（梯度为0ml，1ml，2ml，3ml，4ml，5ml，6ml；对应浓度分别为0 mg/L，0.02 mg/L，0.04 mg/L，0.06 mg/L，0.08 mg/L，0.10 mg/L，0.12mg/L）于50ml容量瓶中，各加入1ml 氧化剂并定容，得氮的标准系列，与样品同样消煮测定A220和A275。以A（A= A220-A275）为纵标，氮浓度为横标绘制标准曲线。 硝态氮测定1 注：硝态氮测定1仅适合于农田土壤，腐殖质含量比较低的土壤，森林土壤和腐殖质含量比较高的土壤不适用，因为森林土壤和腐殖质高的土壤有腐植酸的颜色，干扰比色可采用硝态氮测定2进行测定
土壤有机质测定
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+，
土壤中氮的形态和转化
土壤中氮的形态和转化 徐斌 一、土壤中氮的形态 土壤中的氮素形态分无机态及有机态两大类，但以有机态为主，按其溶解度大小和水解难易分为3类：第一，水溶性有机氮；第二，水解性有机氮；第三，非水解性有机态氮；它们在一般酸碱处理下不能水解，但可在各种微生物的作用下逐渐分解矿化。 土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮。它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。铵态氮为阳离子，能为土壤胶体所吸收成为交换性阳离子，但也有一部分在进入粘粒矿物晶架结构中后，被闭蓄于晶层间的孔穴内成为固定态铵。 1.有机态氮 按其溶解度大小和水解难易分为3类： 第一、水溶性有机氮一般不超过全氮的5％。它们主要是一些游离的氨基酸、胺盐及酰胺类化合物，分散在土壤溶液中，很 容易水解，释放出离子，是植物速效性氮源。 第二、水解性有机氮占全氮总量的50％－70％。主要是蛋白质多肽和氨基糖等化合物。用酸碱等处理时能水解成为较简单 的易溶性化合物。 第三、非水解性有机态氮占全氮的30％－50％。它们在一般酸碱处理下不能水解，但可在各种微生物的作用下逐渐分解矿化。 2．无机态氮
土壤无机态氮很少，一般表土不超过全氮的1％－2％。土壤无机态氮主要是铵态氮和硝态氮及亚硝态氮。它们都是水溶性的，都能直接为植物吸收利用。 第一，硝态氮土壤中硝态氮主要来源于施人土壤中的硝态氮肥和微生物的硝化产物。 第二，铵态氮土壤中的铵态氮又分为三种，铵态氮为阳离子，能为土壤胶体所吸收成为交换性阳离子，但也有一部分在进入粘粒矿物晶架结构中后，被闭蓄于晶层间的孔穴内成为固定态铵。 第三，亚硝态氮土壤中的亚硝态氮是硝化作用的中间产物。二、土壤中氮的转化 土壤氮素形态较多，各种形态的氮素处于动态变化之中，不同形态的氮素互相转化，对于有效氮的供应强度和容量有重要意义。 1.有机态氮的转化 土壤中的有机态氮是较复杂的有机化合物，必须要经过各种矿化过程，变为易溶的形态，才能发挥作物营养的功能。它的矿化量和矿化速率就成为决定土壤供氮能力的极其重要的因素。土壤有机氮的矿化过程是包括许多过程在内的复杂过程。 ①水解过程蛋白质在微生物分泌的蛋白质水解酶的作用下，逐步分解为各种氨基酸。 ②氨化过程氨基酸在多种微生物作用下分解成氨的过程称为氨化过程。如： RCH2OH＋NH3＋CO2＋能量—水解—→ RCHNH2 COOH＋H2O RCHOHCOOH＋NH3＋能量—氧化—→ RCHNH2COOH＋O2 RCOOH＋NH3＋CO2＋能量——还原—→RCHNH2 COOH＋H2
不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响_1
第24卷第6期2010年12月水土保持学报 Jour nal of Soil and W ater Conserv ation Vo l.24No.6Dec.,2010 收稿日期:2010-07-15 基金项目:国家科技支撑计划课题(2008BAB38B02-3,2006BAD05B01-02);西南大学生态学重点学科 211工程 ;西南大学研究生科技 创新基金项目(ky2008007) 作者简介:罗友进(1984-),男,博士研究生,研究方向为土地利用与生态变化。E -mail:luoyoujin1984@https://www.360docs.net/doc/8111379701.html, 通讯作者:魏朝富(1962-),男,研究员,博士生导师,主要从事土壤物理学方面研究。E -mail:w eicf@s https://www.360docs.net/doc/8111379701.html, 不同植被覆盖对土壤有机碳矿化及团聚体碳分布的影响 罗友进,赵光,高明,魏朝富,赵丽荣 (三峡库区生态环境教育部重点实验室,西南大学资源环境学院,重庆400715) 摘要:植被覆盖通过其输入有机物料的差异影响着土壤养分和微生物活性,进而对其土壤的团聚过程和有 机碳的矿化产生影响。该文通过对重庆缙云山四种植被类型覆盖(灌草丛、楠竹林、常绿阔叶林、针阔混交 林)下土壤团聚体碳分布以及土壤有机碳矿化的分析,探讨了植被覆盖对这两者的影响以及两者的相互联 系。植被覆盖影响着土壤有机碳矿化过程和团聚体碳分布。就土壤有机碳矿化累积量(42天)而言,表现 为灌草丛>常绿阔叶林>针阔混交林>楠竹林。不同植被覆盖土壤有机碳日均矿化速率在培养前期(前8 天)差异较大,之后则趋于一致。除灌草丛土壤外,楠竹林、常绿阔叶林和针阔混交林覆盖土壤团聚体均以 0.25~2mm 和<0.25mm 团聚体为主,其总量达到65%以上。土壤团聚体平均重量直径表明灌草丛土壤 结构稳定性要优于其它植被覆盖土壤,而楠竹林土壤结构稳定性最差。除灌草丛土壤外,<0.25mm 团聚 体是土壤有机碳的主要载体;其次是0.25~2mm 团聚体。简单相关和多元回归分析,表明土壤有机碳矿 化系数与<0.25mm 团聚体含量成负相关,与>5mm 团聚体有机碳库成正比。因此,土壤团聚体对有机 碳保护作用是土壤有机碳分配和矿化分解综合作用的结果。 关键词:植被覆盖;团聚体;有机碳;矿化 中图分类号:S152.4;S153.62 文献标识码:A 文章编号:1009-2242(2010)06-0117-06 Organic Carbon Distribution in Aggregates and Soil Organic Carbon Mineralization in Different Vegetation Covering LU O You -jin,ZH AO Guang,GA O Ming,WEI Chao -fu,ZH AO L-i rong (K ey L abor ato ry of Eco -envir onments in T hr ee Gor ges Reser voir Region,M inistr y of Education, College of Resour ces and Envir onment,Southw est Univ er sity ,Chong qing 400715) Abstract:Soil nutrient distribution and microbial activities w er e influenced by vegetation cov ering,throug h chang e org anic carbon input,and then altered soil ag gr eg ation and o rganic carbo n mineralization.Soils w er e sampled fro m four different veg etatio n covering (included shrub forest,bamboo forest,br oadleaf forest,and mixed forest)in Jinyun m ountain,in Chongqing municipality.Soil aggr eg ates w ere separated into four ag -g regates (<0.25,0.25~2,2~5,>5m m)by w et sieve.Soil org anic carbon mineralization w as measured by incubation exper im ents.The cum ulative am ount of soil o rganic carbon m ineralizatio n amo ng different veg -etation covering w as in the order of shr ub forest>bro adleaf forest>mixed forest>bamboo for est.T he r ela -tive significant differences of mineralization rate w ere observ ed among vegetation co vering in the ear ly period of incubation.T he 0.25~2m m and <0.25m m agg regates w er e the main composition of so il in bambo o for -est,br oadleaf forest,and mix ed for est.The r esults of soil agg reg ate w eig ht mean diam eter indicated that soil structure stability w as best in shrub forest and w orst in bambo o forest.Ex cept in shrub for est,soil org anic carbon w as mostly distributed in <0.25mm ag gregate and follow ed by 0.25~2mm aggr eg ate.T he org anic carbon mineralization coefficient had neg ative linear relationship w ith amount o f <0.25m m agg regate and positiv e linear relationship w ith or ganic car bon stock of >5m m ag gregate by simple correlate and linear re -g ressio n analysis.In conclusion,the effect of ag gregates protecting o rganic carbo n in the soil is the integra -tion o f distribution and mineralization of o rganic carbo n. Key words:vegetation cov ering;agg reg ate;org anic carbon;m ineralizatio n
农业生态系统碳循环研究2013
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
森林生态系统土壤碳库与碳吸存对氮沉降的响应
森林生态系统土壤碳库与碳吸存对氮沉降的响应 1引言 近几十年来石化燃料燃烧、化肥使用及畜牧业发展等向大气中排放的含氮化合物激增并引起大气 N 沉降成比例增加。并且全球 N 沉降水平预计在未来 25 a 内会加倍，目前人类对全球 N 循环的干扰已经远远超过对地球上其它主要生物地球化学循环的影响。从 20 世纪 80 年代起，欧洲和北美的生态学家就开始在温带森林开展了 N 沉降对森林结构和功能影响的研究。目前，N 沉降研究已成为国际上生态和环境研究的热点内容之一。 土壤碳库是陆地生态系统碳库中最大的贮库，并且是其中非常活跃的部分[10]。全球约有 1.4×1018 ~ 1.5×1018g 碳是以有机质形态储存于地球土壤中，是陆地植被碳库（0.5×1018 ~ 0.6×1018 g）的 2 ~ 3 倍，是大气碳库（0.7×1018 g）的 2 倍[10]。土壤碳库在维持全球碳平衡中的巨大作用使土壤碳库对人类活动的响应已成为国内外研究的热点[11]。由于土壤碳库巨大，它的波动对大气 CO2 浓度产生重要的影响。同时，增加土壤有机碳存储可有效促进陆地生态系统对大气 CO2 固定和延缓温室效应。土壤碳周转速率慢，受各种干扰影响小，能维持较长时期的碳储藏。影响森林生态系统土壤碳库的因素很多，如森林的采伐、开垦、火烧以及在全球变化背景下的全球变暖、UVB 辐射增强、N 沉降等，在这些方面已相继展开了大量研究。目前国内外对土壤碳库的研究多是针对当前环境下某种生态系统的土壤碳含量、碳储量的估算，不能很好的预测全球环境变化对土壤碳库的影响。大气 N 沉降借助其对凋落物分解和土壤呼吸的直接或间接作用，极大地影响了生态系统土壤碳蓄积过程，并且大部分沉降到森林生态系统中的 N 都被固定在土壤中，直接与土壤碳库相互作用[17]。全球存在 116PgC/yr 的碳失汇，部分是由于大气中 N 沉降增加及其与碳循环相互作用的结果[18]。所以深入探讨大气 N 沉降对土壤碳库的影响具有重要的价值，已经成为 2006 年 IGBP 计划第二期中陆地生态系统与大气过程相互作用的研究重点。虽然国内已有了很多关于 N 沉降对凋落物分解和土壤呼吸、根系周转方面的论述，但全面反映N 沉降对土壤碳库影响的研究尚未见报道。本文对国内外在土壤碳库如凋落物分解、土壤呼吸、根系周转等方面对 N 沉降响应的研究进展进行了综述，为进一步开展相关研究作参考。
天然水体中的溶解性有机氮
全世界河流中的总氮有14%~90%由有机氮组成。而作为有机氮的主要成分，溶解有机氮（Dissolved organic nitrogen, DON）是多数天然水体中溶解氮的主要组成部分，所占百分比约达60%~69%。传统观点认为DON是一类难以被利用、生物有效性（bioavailability）低的有机氮库，不会促进水体水质富营养化，因而不重视DON的管理和控制，甚至在水体氮负荷估算时忽略不计DON含量。DON 是天然水体有机质的重要组成成分，其含量、生物有效性及其生态环境效应逐渐受到关注。目前世界上DON的研究报道主要关注河口、近海和海洋生态系统，而淡水生态系统中的DON研究相对较为缺乏。 能利用DON的浮游植物，特别是一些有毒藻种（如水华束丝藻Aphanizomenon flosaquate、铜绿微囊藻Microcystis aeruginosa）具有其他藻种所没有的强大竞争力，可在无机氮缺乏而有机氮浓度相对较高的环境中很好的生长。有毒藻种可以产生肝毒素、神经毒素等藻毒素，不利于作为饮用水源的淡水水体的安全保障。当前我国微污染原水普遍存在有机物含量超标、含氮化合物浓度高、藻类大量繁殖等问题。另外，DON绝大部分物质本身对人体具有直接或间接的毒害作用。研究发现，水中DON 大部分组成物质本身对人体具有直接或间接致毒作用，可生成更多的消毒副产物、产生较为严重的膜污染等，因此DON 相关研究已成为国际饮用水处理领域新的研究方向。尤其是近年来，研究人员发现DON 易和消毒剂发生反应生成含氮消毒副产物( N-DBPs) ，如卤化腈、二甲基亚硝胺、卤代硝基甲烷、卤代酰胺等，这些N-DBPs 的浓度远低于三卤甲烷、卤乙酸等常规消毒副产物，但其“三致”特性却远超过后者。DON 是N-DBPs 的前体物，有效削减DON 是控制消毒过程中N-DBPs 生成的重要手段，而了解微污染原水中DON 的组成规律是关键。 1.淡水水体DON 含量与来源 （1）含量 多数自然水体中的TDN含量与其中的DON密切相关。开阔海洋表面DON 约占TDN的83%，河口DON约占13%；近海约占18%。在淡水生态系统中，其DON浓度要比DIN浓度高。 当前，测定DON含量的所有方法都是采用差减法，需依赖于测定总溶解性氮（TDN, Totaldissolved nitrogen）浓度的测定，然后再减去溶解性无机氮（DIN,
中国土壤有机碳研究综述.kdh
中国土壤有机碳研究综述 刘敏 （中国林业科学研究院热带林业研究所，广东省，广州市，510520） 摘要 本文介绍了目前为止中国土壤有机碳的研究现状和进展，主要从有机碳库的计算和研究方法、有机碳库的影响因子和有机碳运动及转化等方面的研究进行了述论，为土壤有机碳，特别是森林土壤的固碳研究提供了科学的依据，为对照国外土壤有机碳的研究水平提供了参考依据，也为全球碳库的统计研究提供了数据理论基础。 关键词：土壤有机碳 影响因子 动态 方法 引言 碳是生命物质中的主要元素之一，是有机质的重要组成部分。总的来说，地球上主要有四大碳库，即大气碳库、海洋碳库、陆地生态系统碳库和岩石圈碳库，碳元素在大气、陆地和海洋等各大碳库之间不断地循环变化。陆地生态系统碳库主要由植被和土壤两个分碳库组成，内部组成和各种反馈机制最为复杂，是受人类活动影响最大的碳库。土壤在全球的碳排放和隔离潜能中被认为是一个活跃和重要的角色。研究土壤可持续利用的核心问题是土壤有机质，有机质数量的耗竭和质量的恶化可直接导致土壤生态功能的衰退。土壤有机质在微生物分解过程中，大部分的碳以CO2形式释放到空气中，迅速与大气进行交换，对大气碳库有重要的调节作用，其他部分以土壤有机碳或碳酸盐的形式储藏在土壤碳库中。于东升[1]等计算出中国的土壤面积共有928.10×104 km2，有机碳储量（SOC）为89.14Pg(1 Pg = 1015g)，土壤平均碳密度为9.60 kg·m-2。植物有机质进入土壤后经过腐解，生成成复杂的土壤有机碳。李晓阳[2]等认为土壤有机碳的变化与土壤特性、土壤管理方式及土壤有机碳检测方法有关。周莉[3]等认为理解土壤有机碳蓄积过程对生物、物理和人为因素的响应和把握关键的控制因子是准确预测土壤有机碳在全球变化情景下对大气 CO2的源、汇方向及准确评估碳收支的关键。 1 土壤有机碳库的计算方法 土壤有机碳库计算方法主要有5种：土壤类型法、生命带研究方法、GIS估算土壤有机碳储量、相关关系估算法、统计估算法等。根据研究对象的不同主要有4种类型：根据植被类型推算、根据土壤类型推算、根据生命气候带推算、利用模型计算。于东升[1]，王义祥[4]用土壤类型推算法进行了研究，数据结果的准确性与数据基础有很大的关系。甘海华[5]，邱建军[6]运用模型也作了这方面的研究；童成立[7]等比较了有机碳计算机模拟模型（SCNC）模型和英国洛桑模型（ROTHC-26.3），结果显示了SCNC的接近真值的效果，他们认为输入量的要求成为了取得研究的成功的关键。赵永存[8]等认为回归克里格预测土壤有机碳的空间分布效果最好，能更好地反映碳密度与地形的关系以及局部变异。 2 土壤有机碳库的影响因子 2.1土壤化学性质对土壤有机碳影响 土壤的化学性质是影响土壤有机碳库的关键因子。李明锋[9]等研究表明SOC和TN的含量直接或间接地决定生态系统CO2排放通量，并且姜勇[10]认为自然生态系统的SOC与TN的相关性略高与农田生态系统。郭胜利[11]认为Q m(P素的最大吸附量），DPS（土壤磷素吸附饱和度）和EPC o（零净吸附磷浓度）变化与SOC存在显著或极显著的线性相关关系(P<0.001)。根据不同林分有机碳、氮组分的不同，徐秋芳[12]认为灌木林和阔叶林土壤表层的微生物生物碳（C MB）、易氧化态碳（C R）与土壤总有机碳（C T）含量间相关性均达显著水平，而灌木林水溶性有机碳(C WS)与C T的相关性达到极显著水平；阔叶林土壤蔗糖酶、脲酶、蛋白酶及磷酸酶活性与C T、C MB及C R含量间均存在显著相关性，而灌木林只有蔗糖酶活性与各类碳有机碳有显著相关性。姜培坤[13]认为雷竹土壤的C T与活性碳含量（C A）、C WS之间，C A与C WS之间以及C T、C A、C WS与土壤(TN)、水解氮、有效磷(AvP)、速效钾(AvK)之间相关性均达极显著水平(P<0.01)，而雷竹C MB与C T、C A、C WS、TN、水解氮、AvP、AvK之间相关性均不显著。彭佩钦[14]认为湿地土壤C MB 作者简介 刘敏，女，1974年出生，硕士，工程师。主要从事森林生态（群落基本特征分析）；植物水分生理（耐旱、耐水研究）；土壤（基本理化性状及有机碳研究）；3S技术的应用。 Email:liumin27@https://www.360docs.net/doc/8111379701.html,。
土壤各种氮的测定
土壤铵态氮的测定 2 mol·L-1KCl浸提—蒸馏法 1方法原理用2mol·L-1KCl浸提土壤，把吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来。取一份浸出液在半微量定氮蒸馏器中加MgO（MgO是弱碱，有 防止浸出液中酰铵有机氮水解的可能）蒸馏。蒸出的氨以H3BO3吸收，用 标准酸溶液滴定，计算土壤中的NH4+—N含量。 2主要仪器振荡器、半微量定氮蒸馏器、半微量滴定管（5mL）。 3试剂 （1）20g·L -1硼酸—指示剂。20gH3BO3（化学纯）溶于1L水中，每升H3BO3 溶液中加入甲基红—溴甲酚绿混合指示剂5mL并用稀酸或稀碱调节至 微紫红色，此时该溶液的pH为4.8。指示剂用前与硼酸混合，此试 剂宜现配，不宜放。 （2）0.005 mol·L-11/2H2SO4标准液。量取H2SO4（化学纯）2.83mL，加蒸馏水稀释至5000mL，然后用标准碱或硼酸标定之，此为 0.0200 mol·L-1 (1/2H2SO4)标准溶液，再将此标准液准确地稀释4倍，即 得0.005mol·L-11/2H2SO4标准液（注1）。 （3）2 mol·L-1KCl溶液称KCl（化学纯）14901g溶解于1L水中。 （4）120g·L–1MgO悬浊液 MgO12g经500～600℃灼烧2h，冷却，放入100mL 水中摇匀。 4操作步骤 取新鲜土样10.0g（注2），放入100mL三角瓶中，加入2mol·L-1KCl 溶液 50.0mL。用橡皮塞塞紧，振荡30min，立即过滤于50mL三角瓶中（如果土 壤NH4+—N含量低，可将液土比改为2.5:1）。 吸取滤液25.0mL（含NH4+—N25μg以上）放入半微量定氮蒸馏器中，用少 量水冲洗，先把盛有20g·L–1硼酸溶液5mL的三角瓶放在冷凝管下，然后再 加120g·L–1 MgO悬浊液10mL于蒸馏室蒸馏，待蒸出液达30～40mL时（约 10min）停止蒸馏，用少量水冲洗冷凝管，取下三角瓶，用 0.005mol·L-11/2H2SO4标准液滴至紫红色为终点，同时做空白试验。 5结果计算 土壤中铵态氮NH4+—（N）含量（mg·kg-1）= 式中：c——0.005mol·L-11/2H2SO4标准溶液浓度； V——样品滴定硫酸标准溶液体积(mL)； V0——空白滴定硫酸标准溶液体积(mL)； 14.0——氮的原子摩尔质量（g·mol-1）； ts——分取倍数； 103——―换算系数‖（包括mL换算为L，10-3；g换算为mg，103；换算为kg，103）； m——烘干样品质量（g）。 2mol·L-1KCl浸提—靛酚蓝比色法 1方法原理 2mol·L-1KCl溶液浸提土壤，把吸附在土壤胶体上的NH4+及水溶性NH4+浸提出来。土壤浸提液中的铵态氮在强碱性介质中与次氯酸盐和苯
土壤侵蚀对土壤有机碳库去向的影响
土壤侵蚀对土壤有机碳库去向的影响 作者：张春霞， 谢佰承， 贾松伟 作者单位：张春霞(长沙环境保护职业技术学院,湖南长沙,410004)， 谢佰承(湖南省气象科学研究所,湖南长沙,410007)， 贾松伟(中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室,四川成都 ,610041) 刊名： 安徽农业科学 英文刊名：JOURNAL OF ANHUI AGRICULTURAL SCIENCES 年，卷(期)：2008,36(31) 被引用次数：3次 参考文献(20条) https://www.360docs.net/doc/8111379701.html,L R Soil erosion and the global carbon budget[外文期刊] 2003 https://www.360docs.net/doc/8111379701.html,L R Global soil erosion by water and carbon dynamics 1995 3.ANDERSON D W;JONG E D;VERITY G E The effects of cultivation on the organic matter of soils of the Canadian prairies 1986 4.ROZANOV B G;TARGULIAN V;ORLOV D S Soils 1993 5.HARDEN J W;SHARPE J M;PARTON W J Dynamic replacement and loss of soil carbon on eroding cropland [外文期刊] 1999 6.TIESSEN H;STEWART J W B;BETANY J R Cultivation effects on the amount and concentration of carbon,nitrogen and phosphorus in grassland soils[外文期刊] 1982 7.唐克丽土壤侵蚀环境演变与全球变化及防灾减灾的机制[期刊论文]-土壤与环境 1999(02) 8.WALLING D E The sediment delivery ratio problem[外文期刊] 1983 9.GREGORICH E G;GREER K J;ANDERSON D W Carbon distribution and losses:Erosion and deposition effects [外文期刊] 1998(3/4) 10.STALLARD R F Terrestrial sedimentation and the carbon cycle:Coupling weathering and erosion to carbon burial[外文期刊] 1998(02) 11.NOORDWIJK V M;CERRI C;WOOMER P L Soil carbon dynamics in the humid tropical forest zone[外文期刊] 1997 https://www.360docs.net/doc/8111379701.html,L R;KIMBLE J M;FOLLETT R F The potential of U.S.cropland to sequester carbon and mitigate the greenhouse effect 1998 13.贾松伟;贺秀斌;陈云明黄土丘陵区土壤侵蚀对土壤有机碳流失的影响研究[期刊论文]-水土保持研究 2004(04) 14.JACINTHE P A;LAL R;KIMBLE J M Organic carbon storage and dynamics in croplands and terrestrial deposits as influenced by subsurface tile drainage[外文期刊] 2001(5) 15.MCCARTY G W;RITCHIE J C Impact of soil movement on carbon sequestration in agricultural ecosystems[外文期刊] 2002(3) 16.RITCHIE J C Carbon content of sediments of small reservoirs 1989 17.方华军;杨学明;张晓平东北黑土有机碳储量及其对大气CO2的贡献[期刊论文]-水土保持学报 2003(03) 18.PACALA S W;HURTT G C;BAKER D Consistent land and atmosphere based US carbon sink estimates[外文期刊] 2001 19.SCHIMEL D S;HOUSE J I;HIBBARD K A Recent patterns and mechanisms of carbon exchange by