国家自然科学基金(40271108)
- 作品数：17 被引量：698H指数：13
- 相关作者：张晓平方华军梁爱珍杨学明申艳更多>>
- 相关机构：中国科学院吉林省农业机械研究院吉林省农业科学院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金长春市科技攻关计划项目吉林省科技发展计划基金更多>>
- 相关领域：农业科学环境科学与工程更多>>
- 坡耕地土壤有机碳再分布特征及其迁移累积平衡被引量：8
- 2005年
- 利用137Cs和飞灰示踪技术,研究坡耕地黑土近50年和近100年来土壤再分布过程,计算坡耕地土壤有机碳(SOC)迁移和累积平衡。结果表明:利用SOC的深度分布特征鉴定坡脚和坡足原始埋藏土壤的表面分别位于地表下70和80cm,其埋藏层的SOC含量分别比与其接壤的上覆土层SOC含量高5.2和0.4gkg。坡顶、坡肩和坡背均遭受侵蚀,年平均侵蚀的土壤厚度为0.2、5.0和2.2mmyr。坡脚和坡足部位飞灰到达的深度分别为70和80cm,与埋藏层表面相吻合。坡脚飞灰出现于埋藏A层之中,表明沉积区在蒸汽机车开始使用前已被开垦为农田(或已有侵蚀和堆积发生)。根据137Cs和飞灰分布深度构建了不同年代的坡型,结果表明侵蚀部位剥蚀的土壤多堆积在坡脚和坡足,且搬运的土壤物质先累积于坡脚,随着景观坡度变缓,土壤累积逐渐向坡足过渡。研究区(1m宽)坡顶、坡肩和坡背近百年来由于土壤侵蚀共失去683kgSOC,其中60%(418kgSOC)沉积在坡脚和坡足等低洼部位,其中有257kgSOC是近50年累积的。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：土壤有机碳坡耕地^137CS土壤厚度表面相研究区
- 土壤粗有机质的研究进展被引量：9
- 2006年
- 土壤粗有机质是土壤中较为活跃的组分,其密度组分对土壤有机质总矿化量有着重要贡献,可以作为评价管理措施转变引起土壤有机质短期变化的敏感性指标。分别介绍了按照不同的物理分组方法划分的土壤有机质各物理组分的概念、土壤粗有机质及其分离方法,探讨了影响土壤粗有机质数量的主要因素(管理措施、土地利用方式、土壤质地和气候条件)和当前在研究土壤粗有机质过程中存在的问题:(1)各影响因素引起的土壤有机质变化的机制还不确定;(2)土壤粗有机质的分离方法还有待深入研究;(3)粗有机质对土壤有机氮矿化的贡献认识还存在分歧。指出探求更好的土壤粗有机质的分离方法和粗有机质对各影响因素的响应机制,揭示土壤粗有机质对土壤氮矿化的贡献是今后的主要研究方向。
- 梁爱珍张晓平杨学明方华军
- 关键词：影响因素
- 坡耕地黑土有机碳空间异质性及其格局被引量：25
- 2005年
- 在250m×100m研究区域上以10cm间隔网格采样,用地球同步技术卫星自动聚焦水准仪测定采样点位置及坡度,用重铬酸钾—硫酸容量法测定SOC含量。用地统计学理论(半方差函数及Kriging插值)对SOC数据进行分析,结果表明坡耕地SOC在不同方向上存在很大的空间异质性。不同土层SOC的空间相关性存在很大的差异,随着土壤深度增加空间相关性减弱,主要原因是土壤发生因素,尤其是地形因素起着决定性作用。施肥,纵向打垄及耕翻等土壤管理方式降低了SOC空间的相关性,使其随机性增强,SOC呈均一化方向发展。用克立格(Kriging)插值法绘制坡耕地SOC含量分布图,发现SOC含量与地形及土壤发生过程尤其是土壤再分布过程密切相关。坡肩部位侵蚀最为严重,SOC含量最低;坡度相似的坡顶和坡背SOC含量相近。就整个研究区来看,高含量的SOC转变为中等含量和低含量的SOC,充分揭示SOC在量上的变化机理。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：土壤有机碳半方差函数克立格插值黑土
- 用RothC-26.3模型模拟玉米连作下长期施肥对黑土有机碳的影响被引量：46
- 2003年
- 用RothC (Version 2 6 .3)模型模拟研究东北地区黑土长期定位施肥试验中玉米连作下土壤有机碳 (SOC)含量的变化。从 2 4个施肥处理中选取了无肥 (对照 )、氮肥、氮肥配施厩肥、氮磷钾肥配施、厩肥 5个处理 ,对耕层土壤SOC的模拟值与实际测定值进行了比较。模型预测值与实测值之间吻合较好 ,说明RothC模型可以很好的用来模拟东北温带气候区现有耕作管理条件下黑土SOC的动态变化。结果表明 ,在当前常规耕作秸秆不还田条件下 ,整个试验期间不施肥 ,SOC含量持续下降 ;单施氮或施氮磷钾不能维持耕层 (2 0cm)SOC含量 ;厩肥配合施用化肥 ,则会增加SOC含量。保持这种管理方式不变 ,SOC将持续下降至新的平衡点。模拟结果表明 ,如果实施秸秆还田 ,到 2 0 2 2年时无肥、氮肥、氮磷钾肥、氮肥配施厩肥和氮磷钾配施厩肥等处理区的SOC较 2 0 0 2年将分别增加 2 6 %、4 0 %、4 5 %、38%和 4 6 %。RothC模型可用来评价不同管理方式下黑土SOC变化趋势 。
- 杨学明张晓平方华军朱平任军王立春梁爱珍
- 关键词：玉米连作施肥黑土有机碳
- 耕作方式对耕层黑土有机碳库储量的短期影响被引量：92
- 2006年
- 目的探索不同耕作方式对耕层黑土有机碳含量的影响。方法以2001年秋在吉林省德惠市中层黑土上进行了3年的田间定位试验小区土壤为研究对象,对免耕、垄作和秋翻3种耕作处理下耕层土壤有机碳的动态变化进行了分析,并采用等深度和等质量土壤碳库储量计算方法,比较了不同耕作处理对耕层土壤有机碳库储量的影响。结果不同耕作处理对黑土耕层有机碳的影响无显著性差异,而且免耕处理在短期内没有引起耕层土壤有机碳含量的明显增加,反而有所降低。与2001年试验开始时相比,3年免耕管理使表层0～5cm土壤有机碳含量仅增加了0.18%,而5～20cm土层有机碳含量则明显降低。利用等深度(0～30cm)和等质量(4040Mg)土壤碳库储量计算方法对比研究表明,将土壤容重考虑在内的等质量土壤有机碳库储量计算方法可以更准确的反映耕作对土壤有机碳库储量的影响。等质量方法计算表明,3年的免耕试验并没有使耕层土壤有机碳库储量发生明显变化。结论在质地粘重和排水不良的土壤上实行免耕,短期内土壤有机碳含量并没有增加。长期效果如何还有待观测。
- 梁爱珍张晓平杨学明C.F.Drury
- 关键词：耕作土壤有机碳黑土
- 坡耕地黑土有机碳和全氮的迁移与累积平衡被引量：7
- 2006年
- 本文利用^137Cs示踪技术计算东北黑土坡耕地土壤再分布速率，结合表层土壤有机碳（SOC）和全氯（TN）含量动态，探索典型漫岗坡地SOC和TN流失量的空间分布特征，据此计算研究区近50年来SOC和TN迁移、累积平衡。研究结果表明：研究区土壤再分布速率介于-24．61-33．56t，hm^2，a，绝大部分地区处于中度和轻度侵蚀状态，约占研究区总面积的83．66％，沉积面积占总面积的15．62％。SOC和TN的流失量与土壤再分布速率相一致，坡肩部位SOC和TN流失量最大，侵蚀损失率分别为407．57ks，hm^2／a和39．94kg／hm^2／a；其次为坡背和坡顸，平均流失量分别为244．2kg／hm^2／a和17．93kg／hm^2／a；坡脚和坡趾表现为累积，平均累积量分别为-207．2kg／hm^2／a和-20．56kg／hm^2／a。整个研究区SOC和TN的相对流失量〉50％的面积分别占0．45％和11．2l％。整个研究区48年来土壤净迁移泥沙量为45．54t／a。其中，SOC流失量为612．62kg／a，TN流失量为47．20kg／a。考虑迁移泥沙对土壤有机质的富集作用，迁移损失的SOC和TN量比原计算值高52％。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：土壤有机碳全氮黑土
- 20年来部分黑土耕层有机质和全氮含量的变化被引量：48
- 2004年
- 黑土有机质含量的变化一直倍受社会关注。根据第二次全国土壤普查的采样记录,2001年在吉林省黑土区采集了27个土壤样品,分析测定了耕层土壤(深度与第二次土普数据相同)的有机质和全氮含量。与第二次土普查数据对比发现,过去20年间,吉林省黑土土壤有机质和全氮含量有增有减,但平均水平无明显变化。与已有的研究对比分析,高产玉米生产条件下的根系碳输入量可能抵消矿化损失的有机质量,使水土流失不严重区域的黑土土壤有机质水平维持平衡,有机质含量下降的土壤可能是水土流失的结果。而在水土流失不严重地区土壤有机质则可能增加。
- 杨学明张晓平方华军梁爱珍
- 关键词：黑土有机质全氮
- 东北黑土有机碳储量及其对大气CO_2的贡献被引量：73
- 2003年
- 开垦荒地和翻耕农田导致土壤结构破坏,加速土壤有机碳(SOC)损失。通常计算土体中SOC的损失时忽略了侵蚀和沉积作用产生的SOC在景观中的再分布,因而过高地估计了农业土壤对大气CO2的贡献。近年来,土壤科学研究表明,通过采用新的管理措施后,能使农田土壤由大气CO2碳源转变为碳汇。以东北黑土为例,计算其SOC库储量及耕种以来释放到大气中CO2的数量;评价侵蚀和沉积作用对SOC损失的影响;估算东北黑土采用新的管理方式后,该土类可固定大气CO2的潜力。根据第二次土壤普查资料和回归拟合方法,得出东北黑土1m深度的SOC平均密度为12.54kgC/m2,有机碳储量为646.2TgC。应用修正的土壤流失方程(RUSLE)和有关该区土壤侵蚀资料,计算黑龙江和吉林两省每年土壤迁移的碳量为0.34～2.84TgC/a,因沉积作用引起的SOC在景观中再分布的数量为0.27～2.27TgC/a。由此计算自耕种以来,东北黑土净释放到大气中的CO2数量为34.6～434.6TgC。如果采用新的管理措施后,东北黑土最大固碳潜力为244.3TgC,在未来20年内土壤固碳潜力为30.9TgC,平均每年1.55TgC/a。
- 方华军杨学明张晓平
- 关键词：东北黑土有机碳储量大气二氧化碳土壤流失方程土壤侵蚀
- 坡耕地黑土活性有机碳空间分布及生物有效性被引量：32
- 2006年
- 以一东北黑土区典型漫岗坡耕地为研究对象，测定不同侵蚀程度地形部位的活性碳组分，以分析土壤侵蚀对活性碳组分的影响以及沉积区侵蚀碳的归宿。研究结果表明：各地形部位表层黑土（0～20cm）水溶性有机碳（WSOC）含量介于14．6～20．0mg／kg之间，低于总SOC含量的0．15％WSOC在沿坡迁移的同时，向下淋溶也很显著。MBC含量为121．5～583．6mg／kg，占总SOC的1．0%～4．7％。Min—C变化范围为52．8～115．3mg／kg，土壤Min-C差异主要集中在表层。土壤侵蚀显著降低侵蚀部位表层土壤Min-C、WSOC和MBC含量，沉积区土壤MBC、Min—C含量及其商值较高，而WSOC却无显著累积。相关关系表明，表层土壤Min—C、WSOC和MBC均于总SOC含量呈显著正相关。初步的研究结果认为侵蚀物质的输入增加沉积区表层土壤微生物活性和土壤碳的矿化潜力，常年处于氧化环境中的侵蚀碳可能被矿化而难以累积。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍申艳
- 关键词：水溶性有机碳微生物碳黑土
- 利用燃煤飞灰作为时间标记物评价坡耕地黑土侵蚀物质和有机碳的再分配被引量：12
- 2005年
- 燃煤飞灰(以下简称飞灰)作为时间标记物克服了放射性同位素137Cs示踪方法不能鉴定大气核爆炸之前的土壤再分布过程这一缺陷。本文利用土体中的飞灰研究坡耕地黑土有机碳的时空再分布特征。尝试建立飞灰在土壤中分层的方法,根据飞灰和土壤有机碳(SOC)随土壤深度的分布特征鉴定土壤堆积厚度,以及堆积土壤的相对年代。结果表明:用飞灰示踪技术鉴定的埋藏土壤表层与SOC含量随深度变化确定的埋藏表层吻合较好,景观中低洼部位在飞灰出现前就有一定的土壤堆积。各地貌部位坡肩侵蚀最为严重,有机碳含量最低;坡顶坡度较小,侵蚀微弱;坡脚和坡足发生沉积。土壤沉积速率在1.01~5.56mm a-1之间。研究结果还表明堆积部位埋藏层的SOC含量较高,说明有相当数量的有机碳被隐遁在目前的耕作层之下。因此,在评价农田土壤作为大气CO2“源”或“汇”时应该考虑景观中土壤物质迁移和埋藏作用的影响。
- 方华军杨学明张晓平梁爱珍
- 关键词：黑土坡耕地有机碳燃煤飞灰大气CO2土壤深度
