封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

引用本文

杨合龙, 孙宗玖, 杨静, 马慧敏. 封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响. 草业科学, 2015,32(12):1945-1952
YANG He-long, SUN Zong-jiu, YANG Jing, MA Hui-min. Effects of enclosure periods on soil active organic carbon and carbon pool management index in Seriphidium transiliense desert grassland . Pratacultural Science,2015,32(12): 1945-1952 复制到剪切板

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《草业科学》编辑部

封育年限对伊犁绢蒿荒漠土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响

杨合龙¹, 孙宗玖^1,², 杨静¹, 马慧敏¹

1.新疆农业大学草业与环境科学学院,新疆乌鲁木齐 830052

2.新疆草地资源与生态重点实验室,新疆乌鲁木齐 830052

孙宗玖(1975-),男,内蒙古敖汉人,教授,博士,主要从事草地培育管理、草种资源评价及草坪学的教学与科研工作。E-mail:[email protected]

第一作者:杨合龙(1988-),男,河北大名县人,在读硕士生,主要从事草地资源与生态的研究。E-mail:[email protected]

收稿日期: 2015-07-08

基金: 国家自然科学基金(31260574)

摘要

以新疆伊犁绢蒿( Seriphidium transiliense)荒漠草地为对象,研究了不同封育年限对草地土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响。结果表明,0-5 cm土层,土壤碳密度呈封育9年>对照>封育1年>封育6年,易氧化活性有机碳、碳库管理指数为封育9年>对照>封育6年>封育1年,且封育9年土壤碳密度显著高于封育6年,相对增加了36.51%,而其易氧化活性有机碳、碳库管理指数显著高于其他处理( P<0.05),分别增加了35.81%~84.89%、35.83%~93.96%;土壤有机质、全量养分分别与土壤易氧化活性有机碳、碳库活度、碳素有效率、氧化稳定系数间呈显著( P<0.05)或极显著( P<0.01)相关,而土壤碳库管理指数、易氧化活性有机碳与群落生物量的灰色加权关联度高于土壤有机质和碳密度。土壤碳库活度指数、碳库管理指数能较为敏感地指示土壤碳与草地初级生产力的变化。

关键词: 封育; 荒漠草地; 土壤有机质; 易氧化活性有机碳

中图分类号:S812.2 文献标志码:A 文章编号:1001-0629(2015)12-1945-08 doi: 10.11829/j.issn.1001-0629.2015-0131

Effects of enclosure periods on soil active organic carbon and carbon pool management index in Seriphidium transiliense desert grassland

YANG He-long¹, SUN Zong-jiu^1,², YANG Jing¹, MA Hui-min¹

1.College of Pratacultural and Environmental Science, Xinjiang Agricultural University, Urumqi 830052, China

2.Key Laboratory of Grassland Resources and Ecology of Xinjiang, Urumqi 830052, China

Corresponding author: SUN Zong-jiu E-mail:[email protected]

Abstract

Influences of different enclosure periods on grassland soil active organic carbon and carbon pool management index were studied in Seriphidium transiliense desert grassland in Xinjiang. The results showed that soil carbon density decreased in the following order: Enclosed 9 years> Control> Enclosed 1 year>Enclosed 6 years, and soil active organic carbon and carbon pool management index decreased in the following order: Enclosed 9 years> Control> Enclosed 6 year>Enclosed 1 years. The soil carbon density in grassland enclosing 9 years was significantly higher ( P<0.05) than that of enclosing 6 years which increased 36.51%, while soil active organic carbon and carbon pool management index of enclosing 9 years were significantly higher than those of the other treatments in the soil layer of 0-5 cm( P<0.05) which increased 35.81%~84.89% and 35.83%~93.96% respectively. Soil organic matter, total phosphorus, nitrogen and potassium had significant ( P<0.05) or extremely significant ( P<0.01) correlations with soil active organic carbon, carbon activity and efficiency, while the grey correlative degree of soil carbon pool management index, active organic carbon and biomass of community was higher than that of soil organic matter and carbon density. Soil active organic carbon and carbon pool management index could be more sensitive to indicate the changes of soil carbon and primary productivity in grassland.

Keyword: fencing; grassland of desert; soil organic matter; active organic carbon

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土壤有机质在土壤质量构成因素中占首要位置^[1], 并且在土壤中以有机质形式存在的C占全球陆地总碳库的2/3~3/4^[2], 在全球碳循环过程中起着极其重要的作用^[3]。但土壤有机质含量只是一个矿化分解和合成的平衡结果, 其变化过程较为漫长, 并不能敏感地反映土壤环境、质量的瞬时动态变化及土壤转化速率^[4]。由此, 20世纪70-80年代, 研究者对有机质分解转化的分组方面进行了更深入的研究, 如Blair等^[5]认为, 可以被333 mmol· L^-1的高锰酸钾(KMnO₄)氧化的有机碳与土壤有效养分具有密切的关系, 并提出了土壤碳库管理指数(CMI), 而Lefroy和Lisle^[6]进一步指出, 能被333 mmol· L^-1 KMnO₄氧化的有机质称为活性有机质(Labile Organic Matter, LOM), 不能被氧化的为非活性有机质(Non-labile Organic Matter, NLOM)。目前, 国内外许多研究者发现, LOM及CMI与土壤性质的关系密切且对土壤碳变化敏感, 可以作为表征土壤肥力及揭示土壤碳库变化的早期指标^{[7, 8, 9, 10, 11]}。

作为新疆主要春秋放牧场的伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地^[12], 目前退化十分普遍, 甚至局部区域已极度退化或完全被破坏, 严重威胁到当地畜牧业生产及绿洲生态安全^{[13, 14]}。关于伊犁绢蒿荒漠草地封育土壤的研究, 仅限于短期围栏时间土壤理化性质的研究^{[15, 16]}, 且有关封育对土壤有机质影响的研究仍存在较大分歧^{[17, 18]}, 再加上土壤有机质含量应激变化的“ 滞后性” , 急需寻找一些能代表土壤有机质变化的敏感组分来揭示其对封育响应的瞬时适应机制, 而活性有机碳及碳库管理指数的提出为其提供了新的视角。因此, 以新疆不同封育年限的伊犁绢蒿荒漠为对象, 通过对其土壤活性有机碳、碳库管理指数及两者与群落生物量的灰色关联度进行分析, 探讨不同封育年限下土壤活性有机碳及碳库管理指数的响应规律, 同时分析其与土壤养分、群落生物量的相关性或关联度如何, 是否能作为封育后土壤与植被变化的瞬时敏感考核指标, 以期为退化荒漠草地的有效管理、持续利用及相应的生态环境效应评价提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 研究区概况

试验地位于新疆维吾尔自治区乌鲁木齐市米东区芦草沟乡的博格达山北坡(87° 47'- 87° 46' E, 43° 53'-43° 49' N), 海拔840~1 110 m; 试验区为典型温带大陆气候, 年降水量236 mm, 降水季节分配不均, 集中在春、冬季, 年均温6.4 ℃, 冬季寒冷漫长。土壤为灰棕色荒漠土, 且土层深厚; 地带性植被为蒿类荒漠草地, 生产上多做春秋割草地利用, 草地载畜量相对较少。该草地主要优势种有伊犁绢蒿、木地肤(Kochia prostrata)、叉毛蓬(Petrosimonia sibirica)、角果藜(Ceratocarpus arenarius)等, 春季有毛梗顶冰花(Gagea albertii)、庭荠(Alyssum desertorum)等短生、类短生植物发育; 地表土壤有一定程度的裸露及践踏现象, 草地整体上处于轻度退化状态。

1.2 研究方法

1.2.1 样地设置研究样地选择分别于2013、2008及2005年采用铁丝网进行围栏全年禁牧的3个处理, 即封育1、6、9年, 面积均为2 000 m²; 围栏期间未受干扰, 且封育区段基本相连, 间距小于10 m, 使得试验区内土壤、地形、气候及地表生态过程等基本一致, 因此, 不同封育时间草地土壤有机质的差异, 主要由封育引起的植物生长条件及与之有关的土壤生态过程造成; 同时设当地居民传统自由放牧的未封育区为对照(CK), 春秋季节轻度放牧, 家畜多为绵羊。

1.2.2 植被调查及土壤取样 2013年9月底, 每个围栏样地沿坡向平均分为3个条带区, 每个条带区分别在上、中、下坡各设置3个1 m× 1 m典型样方, 同时围栏外(对照)对应布点, 进行草地植被群落特征的测定。每个样方剪掉地上生物量后, 采用挖土块法, 按土层深度0-5、5-10、10-20、20-30、30-50 cm分层取样, 每个土壤取样点面积20 cm× 20 cm, 每条带区内土样分层混匀, 以消除坡度的影响; 室内剔除植物可见的新鲜根系、石砾等杂物, 置于室内自然风干后磨细过2、1、0.25 mm筛后保存, 用以室内分析。4个处理草地植物群落基本特征及土壤常规养分均值(0-50 cm)情况见表1。

表1 研究样地描述 Table 1 Description of the experiment sites

1.2.3 土壤养分及活性有机质测定土壤有机质采用重铬酸钾外加热法^[19]; 全量氮、磷、钾依次采用半微量凯氏定氮法、HClO₄-H₂SO₄熔融-钼锑抗比色法、酸溶火焰光度计法^[19]; 碱解氮、速效磷、速效钾分别采用碱解扩散法, 碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法, 醋酸铵-火焰光度法^[19]; 土壤易氧化活性有机碳 (Readily Oxidizable Carbon, ROC) 采用333 mmol· L^-1的KMnO₄氧化法^[5], 土壤非活性有机碳含量就是土壤总有机碳含量减去土壤活性有机碳含量的差值。

1.2.4 数据统计与分析

(1)土壤有机碳密度及储量^[20]:

有机碳密度(SOC_i)=C_i× D_i× E_i× (1-G_i)/100;

总有机碳贮量(SOC_t)= $\begin{matrix} \overset{n}{\sum_{i = 1}} \end{matrix}$ SOC_i

其中, SOC_i、C_i、D_i、E_i、G_i分别指第i土层的土壤有机碳密度(kg· m^-2)、有机碳含量(g· kg^-1)、容重(g· cm^-3)、土层厚度(cm)、直径≥ 2 mm的石砾所占的体积百分比(%), k为土壤剖面中土层数量。

(2)土壤碳库管理指数的计算^[5]:

本研究选择对照区(En₀)为参考土壤, 进行以下相关计算:

碳库指数(Carbon Pool Index, CPI)=样品总有机碳含量/参考土壤总有机碳含量;

碳库活度(Activity of Carbon, A)=土壤活性有机碳含量/土壤非活性有机碳含量;

碳库活度指数(Activity Index, AI)=样品碳库活度/参考土壤碳库活度;

土壤碳库管理指数(Carbon Pool Management Index, CPMI)=碳库指数(CPI)× 碳库活度指数(AI)× 100%。

(3)碳素有效率的计算^{[21, 22]}:

碳素有效率(ACC)=易氧化有机碳含量(ROC)/土壤有机碳含量(SOC)× 100%。

(4)灰色关联度计算^{[23, 24, 25]}:

以群落生物量记为参考列{X₀(k)}(k=1, 2, 3, …, n), 土壤有机碳及活性碳等各项指标作为评价指标记为比较列{X_i(k)}(k=1, 2, 3, …, m), 进行以下计算:

标准化变换:分别求出各序列的平均值和标准差, 然后将各原始数据减去平均值后再除以标准差, 即为标准化序列; 量纲为1, 其均值为0, 方差为1。

关联系数ζ (k)= $\frac{\frac{\min}{i} \frac{\min}{k} | X_{0} (k) - X_{i} (k) | + \frac{ρmax}{i} \frac{\max}{k} | X_{0} (k) - X_{i} |(k)}{| X_{0} (k) - X_{i} (k) | + \frac{ρmax}{i} \frac{\max}{k} | X_{0} (k) - X_{i} |(k)}$

式中, |X₀(k)-X_i(k)|为绝对差值, 记为Δ (k);

等权关联度γ _i= $\begin{matrix} \frac{1}{n} \end{matrix} \begin{matrix} \overset{n}{\sum_{i - 1}} \end{matrix}$ ζ (k) (n为样本数);

权重系数ω _i= $\begin{matrix} \frac{γ_{i}}{\sum γ_{i}} \end{matrix}$ ;

加权关联度γ _i'= $\begin{matrix} \overset{n}{\sum_{k - 1}} \end{matrix}$ ω _i(k)ζ (k)。

(5)采用SPSS 18.0进行数据统计分析, 以平均值与标准误表示数据结果, 分别对不同封育时间的土壤碳密度、土壤易氧化活性有机碳及其各计算指标单因素方差分析及多重比较(Duncan法), 并对土壤养分与活性有机碳进行相关性分析(Pearson法), 用Excel 2003进行数据整理与作图。

2 结果与分析

2.1 封育对土壤碳密度与碳储量的影响

土壤有机碳密度或储量通过结合有机碳、容重等能更好地综合反映碳库变化或分布情况。在0-5 cm土层, 土壤碳密度随封育时间呈现“ 降低-增加” 的趋势(图1), 且与有机碳变化趋势一致(表1), 这主要受土壤有机碳含量的影响; 封育对5-30 cm土层的碳密度影响较小, 但在30-50 cm波动幅度较大。总有机碳储量(0-50 cm)呈现En₉(封育9年)> En₆(封育6年)> En₀(对照)> En₁(封育1年), 且En₉相对于En₀、En₁、En₆分别增加了2.99%、12.27%、1.75%; 土壤碳密度在0-5 cm呈现En₉显著大于En₆(P< 0.05), 且与En₀、En₁、En₆相比分别增加了11.24%、29.34%、36.51%; 总有机碳贮量与5-50 cm的各土层碳密度受封育时间的影响并不显著。

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图1 不同封育年限土壤碳密度与碳储量的分析
注:不同小写字母表示同一土层不同处理间差异显著(P< 0.05)。En₀、En₁、En₆、En₉分别表示未封育, 封育1、6、9年。下同。Fig.1 Analysis of carbon density and SOC_t in different fencing time
Note: Different lower case letters for the same soil depth show significant difference among different treatments at 0.05 level. En₀、En₁、En₆、En₉ indicates grazing, fencing 1, 6, 9 years, respectively. The same below.

2.2 封育对土壤易氧化活性有机碳的影响

在0-5 cm土层, En₉的易氧化活性有机碳(ROC)含量均显著高于En₀、En₁、En₆(P< 0.05), 且分别增加了35.81%、84.89%、77.15%, 而在5-50 cm各土层在各封育时间的ROC含量均差异不显著(P> 0.05), 但En₉均高于其他处理(图2); 0-5、10-30 cm的ROC均呈现“ 降低-增加” 趋势, 与土壤碳密度变化趋势一致。0-50 cm的土壤ROC总量表现出En₉显著大于En₁(P< 0.05), 分别比En₀、En₁、En₆增加了45.07%、81.35%、46.70%, 且与总有机碳贮量变化趋势一致。从变化幅度来看, 土壤易氧化碳较碳密度对封育响应更为敏感。

	Figure Option View Download New Window
	图2 不同封育年限土壤易氧化碳的分析Fig.2 Analysis of ROC in different fencing time

表2 不同封育年限土壤碳库管理指数分析 Table 2 Analysis of CMPI in different fencing time

2.3 封育对土壤碳库管理指数的影响

随封育年限的增加, 土壤碳库活度、碳库活度指数基本呈先降后增趋势, 并在En₉达到最高, 但除20-30 cm 土层En₉碳库活度及0-5、20-30 cm 土层En₉碳库活度指数显著高于En₁(P< 0.05)外, 其余土层不同封育处理间差异不显著(P> 0.05)(表2)。对碳库指数而言, 0-5 cm土层En₉显著高于En₁、En₆, 而30-50 cm 土层En₉显著低于En₆(P< 0.05), 其余土层各处理间差异不显著。碳库管理指数仅在0-5 cm土层表现出显著差异, 且En₉显著高于En₀、En₁、En₆(P< 0.05), 其余土层各处理间差异不显著, 5-30 cm各土层以En₉最高, 30-50 cm土层以En₆最高。除20-30 cm土层En₉显著高于En₁(P< 0.05)外, 其余土层碳素有效率各处理间差异不显著, 且均以En₉最高。整体上, 碳库管理指数可以综合反映土壤碳库的变化情况, 即封育提高了土壤碳汇能力。

2.4 土壤活性有机碳与土壤养分的相关性

土壤有机质与易氧化活性有机碳、碳库活度、碳素有效率均呈极显著相关(P< 0.01), 且与易氧化碳相关系数为最大(0.94); 土壤全钾与易氧化碳呈极显著相关, 与碳库活度、碳素有效率呈显著相关(P< 0.05); 土壤全磷与易氧化碳、碳库活度、碳素有效率极显著相关; 土壤全氮与易氧化碳、碳库活度、碳素有效率、碳密度极显著相关, 而土壤碱解氮、速效磷、速效钾与活性有机碳各指标相关性不显著(P> 0.05)(表3)。

表3 土壤养分与活性有机碳的相关性(n=60) Table 3 Correlations of soil nutrients and ROC(n=60)

2.5 草地群落生物量与活性有机碳的灰色关联度

通过灰色关联度分析表明(表4), 依据与群落生物量加权关联度的大小及排序可以看出, 土壤活性有机碳各指标依次为x5> x4=x7=x8> x3> x2> x1> x6。草地群落生物量一定程度上代表了草地生产力, 而与生物量的加权关联度的均值为0.33, 大于均值的为碳库活度指数(x5)、碳库活度(x4)、碳库管理指数(x7)、碳素有效率(x8), 有机质(x1)及碳库指数(x6)关联度小于均值, 初步体现土壤有机质或碳库对地表植被生长情况的指示作用有滞后性, 而活性碳及其计算指标对地表植被有明显的指示作用。

表4 群落生物量与活性有机碳的灰色关联度 Table 4 Grey correlative degree of biomass of community and ROC

3 讨论与结论

目前, 由于气候、植被及土壤等背景值的不同, 封育对土壤有机碳、碳密度或碳储量的影响仍存在一定的争议。一些相关研究指出, 围栏封育可以提高土壤碳含量; 内蒙古典型草原封育后, 草地碳氮贮量、碳密度等增加显著(P< 0.05)^{[25, 26, 27]}。同时, 也有研究发现, 土壤养分封育后变化不明显或减少; Reeder和Schuman^[28]研究表明, 放牧草地的土壤碳显著大于封育; 在青藏高原、北美草原以及坎特伯雷高原草地研究发现, 封育对草地土壤影响较小^{[29, 30, 31]}。本研究表明, 0-5 cm土层土壤碳密度呈封育9年> 对照> 封育1年> 封育6年, 这与土壤有机碳随封育时间变化一致(表1), 但仅在封育9年与6年间差异显著。土壤有机碳密度或碳储量主要受地表植被类型或凋落物输入量以及土壤矿质化作用环境等因素的影响, 本研究中封育9年与对照在0-5 cm土层具有相对较高的土壤碳密度, 这与其地表的优势种受封育环境及物种相对竞争力影响而转换为半灌木伊犁绢蒿及其较大的根输入量有关(表1); 而封育6年样区具有相对竞争优势的一年生牧草叉毛蓬相对较多(表1), 导致其根输入量相对较低且易分解, 使其土壤碳密度成为最低值。

土壤活性有机碳是易氧化分解、易被微生物转化和生物直接利用的有机碳组分, 可以作为反映土壤有机质及质量变化并揭示土壤碳库变化的早期敏感性指标, 由其计算的碳库管理指数能够很好地反映土壤碳库的更新变化, 已得到国内外相关研究的证实。Biederbeck等^[7]通过动力学研究指出, 土壤有机质的短暂波动主要发生在易氧化、分解的部分, 并选择易氧化碳等作为土壤有机碳的指示因子; 邱莉萍等^[32]指出, 土壤活性有机质与有机质及多数土壤性质呈极显著正相关(P< 0.01); 徐明岗等^[4]、蔡太义等^[10]、宇万太等^[11]研究表明, LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况, 应成为描述土壤质量和评价土壤管理及土壤碳库的动态变化的良好指标。本研究中, 易氧化碳在0-5 cm呈封育9年> 对照> 封育6年> 封育1年, 且封育9年与其他处理均差异显著(P< 0.05), 封育9年的易氧化碳总量与封育1年差异显著; 易氧化碳与其总量的变动幅度分别为35.81%~84.87%、45.07%~81.35%, 而土壤碳密度及碳储量的变动幅度分别为11.24%~36.51%、1.75%~12.27%; 碳库管理指数是碳库活度、碳库指数等指标的结合, 在0-5 cm随封育时间与易氧化碳变化趋势一致, 且封育9年显著高于其他处理, 同时对照也高于其他处理, 变动幅度为35.83%~93.96%; 综合上述方差与变化幅度分析, 可以看出土壤易氧化碳、碳库管理指数对封育的响应更为敏感。

相关性分析表明, 与土壤有机质及全量养分呈极显著相关的为易氧化碳(P< 0.01), 而呈显著或极显著相关的主要有碳库活度、碳素有效率, 体现了上述指标可以代表土壤养分的动态变化; 而碳库管理指数、碳库活度指数、碳库指数与有机质相关性不显著, 这可能与参考样地的有机碳含量密切关系。同时, 灰色关联度分析发现, 群落生物量依次与碳库活度指数、碳库管理指数等加权关联度相对最高, 而与有机质及其计算出的碳库指数关联度最小, 体现了土壤有机质对地表植被的生长情况的指示有明显滞后性, 而碳库活度指数、碳库管理指数等活性有机碳指标能较为敏感准确地指示草地初级生产力, 这与杨滨娟等^[9]、蔡太义等^[10]的研究结果一致。

The authors have declared that no competing interests exist.

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[25]	敖伊敏, 焦燕, 徐柱. 典型草原不同围封年限植被-土壤系统碳氮贮量的变化[J]. 生态环境学报, 2011, 20(10): 1403-1410. [本文引用:2]
[26]	何念鹏, 韩兴国, 于贵瑞. 长期封育对不同类型草地碳贮量及其固持速率的影响[J]. 生态学报, 2011, 31(15): 4270-4276. [本文引用:1]
[27]	许中旗, 李文华, 许晴, 闵庆文, 王英舜, 吴雪宾. 人为干扰对典型草原土壤碳密度及生态系统碳贮量的影响[J]. 自然资源学报, 2009, 24(4): 621-629. [本文引用:1]
[28]	Reeder J D, Schuman G E. Influence of livestock grazing on C sequestration in semi-arid mixed-grass and short-grass rangeland s[J]. Environmental Pollution, 2002, 116: 457-463. [本文引用:1]
[29]	刘晓琴, 吴启华, 李红琴, 毛绍娟, 李英年. 不同封育年限高寒草甸植被/土壤碳密度及净生态系统CO₂交换量的比较[J]. 冰川冻土, 2013, 35(4): 848-856. [本文引用:1]
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[31]	Basher L R, Lynn I H. Soil changes associated with the cessation of grazing at two sites in the Canterbury high country[J]. New Zealand Journal of Ecology, 1996, 20: 179-189. [本文引用:1]
[32]	邱莉萍, 张兴昌, 程积民. 不同封育年限草地土壤有机质组分及其碳库管理指数[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(5): 1166-1171. [本文引用:1]

1997

0.0

... 土壤有机质在土壤质量构成因素中占首要位置^[1],并且在土壤中以有机质形式存在的C占全球陆地总碳库的2/3~3/4^[2],在全球碳循环过程中起着极其重要的作用^[3] ...

2000

0.0

2011

0.0

2006

0.0

徐明岗, 于荣, 王伯仁. 长期不同施肥下红壤活性有机质与碳库管理指数变化[J]. 土壤学报, 2006, 43(5): 723-729.

Labile organic matter (LOM) in red soil under long-term fertilization was measured using the KMnO 4 oxidation method.The results show that LOM and carbon management index (CMI) decreased apparently in red soils in Treatment Zero-fertilizer (CK) or treatments applied chemical fertilizer (CK,N,NP,NK,PK,and NPK) after 10 years of cultivation,with the maximum drop (CK) by 40.5% in LOM and 48.1 in CMI;but increased significantly in the treatments applied with manure or with both manure and chemical fertilizers (M,MNPK,and 1.5MNPK),with the maximum rise (1.5MNPK) by 183% in LOM and 195 in CMI.LOM and CMI in Treatment SNPK decreased after 5 years by 25.2% and 31,respectively;but increased after 10 years by 17.9% and 13,respectively.These suggest that chemical fertilizers mainly increase non-labile organic matter content,while manure mainly improves quality of soil organic matter,and straws are slower in the effect than manure.The contents of three fractions of labile organic matter named as highly labile organic matter (HLOM),mid-labile organic matter (MLOM) and labile organic matter (LOM),respectively,were determined using 33 mmol L -1 ,167 mmol L -1 and 333 mmol L -1 KMnO 4 ,respectively.Averagely,HLOM,MLOM and LOM accounted for 5.6%,9.6% and 14.5% of total organic matter,respectively.Significant correlations were found among the three with the coefficient between HLOM and MLOM being 0.478,between HLOM and LOM being 0.592 ** ,and between MLOM and LOM being 0.716 ** .Crop yield was also found closely related to MLOM and LOM,with the correlation coefficient being 0.821 ** and 0.602 ** ,respectively,but the correlation between crop yield and total organic matter was insignificant.At the same time,LOM and CMI showed significant positive correlations with cation exchange capacity (CEC),exchangeable potassium,exchangeable calcium,total base and microelement,etc..However,total organic matter was insignificantly related to those chemical indexes.So,LOM and CMI could more than total organic matter objectively reflect changes in soil fertility and soil quality,and should be used as indices to describe soil quality and assess soil management.

对长期不同施肥5a和10a后红壤活性有机质进行了测定,结果表明,耕作10a不施肥或仅施化肥(CK、N、NP、NK、PK、NPK)的土壤活性有机质(LOM)及碳库管理指数(CMI)都明显下降,最大下降(CK)分别为40.5%和48.1;而有机肥或有机肥化肥配合施用(M、MNPK、1.5MNPK),LOM和CMI则显著升高,最大升高(1.5MNPK)分别为183%和195;秸秆还田(SNPK)处理LOM和CMI先下降后增加,5a分别下降25.2%和31,10a又分别上升17.9%和13。说明化肥主要提高非活性有机质,有机肥则显著改善土壤有机质质量,秸秆还田对提高红壤有机质质量比有机肥慢。用33mmolL -1 、167mmolL -1 、333mmolL -1 KMnO4测定的三种活性有机质(本文分别称其为高活性有机质HLOM、中活性有机质MLOM和活性有机质LOM)的含量依次增加,分别占总有机质的5.6%、9.6%和14.5%。三种活性有机质之间呈显著或极显著相关,HLOM与MLOM相关系数为0.478,HLOM与LOM为0.592 ** ,MLOM与LOM为0.716 ** 。作物产量只与MLOM和LOM极显著相关,相关系数分别为0.821 ** 和0.602 ** ,而和总有机质没有显著的相关性。同时,LOM及CMI与土壤阳离子交换量、交换性钾、交换性钙、盐基总量、微量元素等呈显著或极显著正相关,但总有机质与上述土壤化学指标相关性差。这些结果暗示LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,应该成为描述土壤质量和评价土壤管理的良好指标。

... 但土壤有机质含量只是一个矿化分解和合成的平衡结果,其变化过程较为漫长,并不能敏感地反映土壤环境、质量的瞬时动态变化及土壤转化速率^[4] ...

... 徐明岗等^[4]、蔡太义等^[10]、宇万太等^[11]研究表明,LOM和CMI比总有机质更能客观反映土壤肥力和土壤质量的变化情况,应成为描述土壤质量和评价土壤管理及土壤碳库的动态变化的良好指标 ...

1995

0.0

... 由此,20世纪70-80年代,研究者对有机质分解转化的分组方面进行了更深入的研究,如Blair等^[5]认为,可以被333 mmol#cod#x000b7 ...

... L^-1的KMnO₄氧化法^[5],土壤非活性有机碳含量就是土壤总有机碳含量减去土壤活性有机碳含量的差值 ...

... (2)土壤碳库管理指数的计算^[5]: ...

1997

0.0

... L^-1的高锰酸钾(KMnO₄)氧化的有机碳与土壤有效养分具有密切的关系,并提出了土壤碳库管理指数(CMI),而Lefroy和Lisle^[6]进一步指出,能被333 mmol#cod#x000b7 ...

1994

0.0

... 目前,国内外许多研究者发现,LOM及CMI与土壤性质的关系密切且对土壤碳变化敏感,可以作为表征土壤肥力及揭示土壤碳库变化的早期指标^{[7,8,9,10,11]} ...

... Biederbeck等^[7]通过动力学研究指出,土壤有机质的短暂波动主要发生在易氧化、分解的部分,并选择易氧化碳等作为土壤有机碳的指示因子 ...

2013

0.0

2014

0.0

杨滨娟, 黄国勤, 兰延, 陈洪俊, 王淑彬. 施氮和冬种绿肥对土壤活性有机碳及碳库管理指数的影响[J]. 应用生态学报, 2014, 25(10): 2907-2913.

Based on a copping system of “winter green manuredouble rice”, the 4× 4 twofactor test was used to study the effects of different nitrogen (N) application levels and winter green manure application on soil active organic carbon (AOC) and the C pool management index. The aim was to explore the ecological effects of winter green manure on soil improvement and determine the appropriate application levels of N fertilizer and winter green manure for improved rice yield. Results were as follows: 1) Compared with the control, the SOC and AOC contents increased by 22.2% and 26.7%, respectively, under the green manure only treatment, but the SOC contents decreased by 0.6%-3.4% under the single N fertilizer treatment. Compared with the control, the soil C pool management index increased by 24.55 and 15.17 under the green manure only and green manure plus N fertilizer treatments, respectively, and reduced by 2.59 under the single N fertilizer treatment. Compared with no fertilization, the average microbial biomass carbon (MBC) increased by 54.0%, 95.2% and 14.3% under the green manure, green manure plus N fertilizer and single N fertilizer treatments, respectively. 2) The soil AOC content was significantly positively correlated with the C pool management index ( P P

为探讨冬季绿肥改良土壤的生态效应及确定合适比例的氮肥与绿肥翻压量，在“冬季绿肥双季稻”复种型农作制度基础上，设置4×4双因素试验，研究不同紫云英翻压量和施氮水平对土壤活性有机碳库各组分及碳库管理指数的影响.结果表明：单施绿肥能够显著促进土壤总有机碳和活性有机碳的累积.与对照相比，单施绿肥处理土壤总有机碳含量和活性有机碳含量分别平均增加22.2%、26.7%，但单施氮肥处理的土壤有机碳含量下降了0.6%～3.4%.与不施肥相比，单施绿肥和绿肥氮肥配施处理的土壤碳库管理指数分别平均增加了24.55和15.17，而单施氮肥处理减少了2.59.单施绿肥、绿肥氮肥配施和单施氮肥处理的土壤平均微生物生物量碳分别比对照高54.0%、95.2%和14.3%.活性有机碳含量与碳库管理指数存在极显著（ P ＜0.01）的相关性，与可溶性有机碳、微生物生物量碳也存在显著的相关性（ P ＜0.05）.水稻产量与活性有机碳含量和碳库管理指数均存在极显著的相关性，且相关系数明显大于总有机碳.可见在当地土壤肥力条件下，施有机肥或有机无机肥适当配施能提高土壤有机碳含量和土壤碳库管理指数，有利于改善土壤质量，提高土壤肥力.

... 同时,灰色关联度分析发现,群落生物量依次与碳库活度指数、碳库管理指数等加权关联度相对最高,而与有机质及其计算出的碳库指数关联度最小,体现了土壤有机质对地表植被的生长情况的指示有明显滞后性,而碳库活度指数、碳库管理指数等活性有机碳指标能较为敏感准确地指示草地初级生产力,这与杨滨娟等^[9]、蔡太义等^[10]的研究结果一致 ...

2011

0.0

蔡太义, 黄耀威, 黄会娟, 贾志宽, 李立科, 杨宝平, 韩思明. 不同年限免耕秸秆覆盖对土壤活性有机碳和碳库管理指数的影响[J]. 生态学杂志, 2011, 30(9): 1962-1968.

A field experiment (2000-2010) was conducted at the Heyang Dryland Farming Experimental Station in Shaanxi Province of China to study the effects of no-tillage with straw mulching on soil labile organic carbon (LOC) and carbon management index (CMI), and further, to search the appropriate years for no-tillage with straw mulching. Five treatments of different years no-tillage with straw mulching, i.e ., 1 year (S 1 ), 3 years (S 3 ), 5 years (S 5 ), 8 years (S 8 ), and 10 years (S 10 ), and two treatments of conventional cultivation (CK) and 10 years no-tillage with zero straw mulch (CK 0 ) were installed. In treatments S 1 , S 3 , S 5 , S 8 , and S 10 , the organic carbon (TOC) content in 0-10 cm soil layer increased by 7.6%, 13.5%, 25.4%, 48.6%, and 79.0%, LOC content increased by 40.1%, 51.5%, 102.4%, 78.4%, and 75.3%, and CMI increased by 49.4%, 61.2%, 126.8%, 85.4% and 75.3%, respectively, compared with CK. The spring maize grain yield, total nitrogen, total phosphorus, and available phosphorus had significant correlations with soil LOC and CMI ( P <0.01), but less correlation with soil TOC. As compared to soil TOC, soil LOC and CMI could more rapidly and objectively reflect the effects of no-tillage with straw mulching on soil carbon pool and maize grain yield, and be used as the indices to assess the ecological effects of no-tillage with straw mulching. The appropriate years for no-tillage with straw mulching in Weibei dryland area of China could be 5-8 years.

为探明渭北旱塬免耕秸秆覆盖对春玉米田土壤活性有机碳(LOC)、碳库管理指数(CMI)和作物产量的影响，进而明确该区免耕覆盖的适宜年限，于2001—2010年在陕西合阳县旱农试验站，设置了不同年限处理：1年(S 1 )、3年(S 3 )、5年(S 5 )、8年(S 8 )和10年(S 10 )的免耕秸秆覆盖定位试验，以常规耕作(CK)和10年免耕不覆盖（CK 0 ）为对照。结果表明：与CK相比，S 1 、S 3 、S 5 、S 8 和S 10 处理0～10 cm土层土壤有机碳(TOC)质量分数分别提高7.6%、13.5%、25.4%、48.6%和79.0%；LOC分别提高40.1%、51.5%、102.4%、78.4%和75.3%；CMI分别提高49.4%、61.2%、126.8%、85.4%和75.3%。春玉米产量、全氮、全磷和有效磷分别与LOC和CMI呈极显著相关( P <0.01)，而与TOC无显著相关性。本研究表明，LOC和CMI较TOC更能快速准确地反映不同年限免耕覆盖对土壤碳库和玉米产量的影响，可以作为渭北旱塬免耕秸秆覆盖生态效应的评价指标，且该区覆盖年限以5～8年为宜。

2008

0.0

宇万太, 赵鑫, 马强, 周桦. 长期定位试验下施肥对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响[J]. 土壤通报, 2008, 39(3): 539-545.

分析了长期不同施肥制度对潮棕壤活性碳库及碳库管理指数的影响.结果表明:长期施肥不同施肥制度对土壤活性碳库、碳素有效率及碳库管理指数有很大影响,长期施用有机循环肥处理,尤其是循环肥配合均衡化肥(NPK+O)施用处理的土壤有机碳、易氧化碳(ROC)、溶解性有机碳(DOC)、微生物量碳含量(MBC)、土壤碳素有效率及土壤碳库管理指数明显高于对照处理的土壤.潮棕壤活性碳库中不同形态的碳素含量大小顺序为:CBOC＞CMBC＞CDOC,同一施肥处理水平下,不同形态碳素有效率以ACC＞ABC＞AC.相关分析表明:土壤碳素有效率和碳库管理指数与土壤的化学性质尤其是土壤养分因子呈显著或极显著相关,反应了农业生产措施对土壤碳库的影响,运用土壤碳库管理指数可以很好地反映出土壤碳库的动态变化.

1993

0.0

... 作为新疆主要春秋放牧场的伊犁绢蒿(Seriphidium transiliense)荒漠草地^[12],目前退化十分普遍,甚至局部区域已极度退化或完全被破坏,严重威胁到当地畜牧业生产及绿洲生态安全^[13,14] ...

2005

0.0

朱进忠, 吴咏梅. 伊犁绢蒿荒漠不同退化阶段草地经济性状演变的分析[J]. 草业科学, 2005, 22(10): 1-6.

对不同退化阶段伊犁绢蒿Seriphidium transillense荒漠草地的主要经济性状特征进行了调查与分析.结果表明,草地由未退化阶段演替至重度退化和极度退化阶段,草地的植物种类组成、群落高度、盖度、生产力、营养价值均发生了一系列变化;植物种类减少,高度、盖度、生产力下降,饲用价值处于一个劣变过程,表现出牧草的家畜适口性较差, 利用率低,由良等牧场演变为中低等牧场.

2007

0.0

靳瑰丽, 朱进忠, 陈乐宁, 刘洪来, 吴咏梅. 伊犁绢蒿荒漠受损草地植物群落春季演变趋势分析[J]. 草业科学, 2007, 24(10): 26-30.

对伊犁绢蒿Seriphidium transillense荒漠受损草地植物群落春季数量特征、组分进行测定与分析.结果表明,在放牧胁迫下,植物群落组分由未退化阶段的伊犁绢蒿、叉毛蓬 Petrosimonia sibirica、角果藜Ceratocarpus arenarius,转变为极度退化阶段的叉毛蓬、弯果胡芦巴Trigonella arcuata、串珠老鹳草Geranillm transversale;随着草地受损程度的增加,群落的植物种数、密度呈上升趋势;高度呈递减趋势;群落盖度从未退化至中度退化阶段呈下降趋势,中度至极度阶段呈上升趋势;地上生物量具有一定的波动性,但与未退化阶段相比较,其值明显下降;群落经历量变、量变与质变交互、质变的演替过程.

2009

0.0

范燕敏, 孙宗玖, 武红旗, 刘秀梅. 封育对山地草地植被及土壤特性的影响[J]. 草业科学, 2009, 26(3): 79-82.

The influences of fencing on vegetation and soil properties of typical steppe located on the middle section of northern slope of Tianshan Mountain were studied. The results showed that compared with nnfenced stepped, 1) the aboveground biomass, height and coverage of fenced steppe were obviously increased; 2) the soil physical properties were improved and the soil compaction was increased at 2.5 cm depth, whereas the compaction was decreased within 5 to 10 cm; 3) the contents of soil nutrient contents were increased. The content of soil organic matter was significantly increased by 14.8% and the available phosphorus content was significantly increased by 68.3%. But the contents of available nitrogen and potassium were not significantly increased. So, fencing was the proper way for the restoration of the grassland ecological environment.

对天山北坡中段封育山地草地的植被以及土壤特性进行分析，结果表明：1）与自由放牧区相比，封育后植物恢复显著。山地草地植物群落生物量、高度、盖度均明显提高。2）改善了土壤的物理性质。封育区土壤表层2.5 cm处紧实度增大，515 cm土层紧实度减小;3）提高了土壤养分的含量。封育措施对土壤速效氮和速效钾的影响不显著，但能够显著提高土壤有机质（14.8%）和速效磷（68.3%）含量，草地恢复过程中的限制因子是速效磷。由此可看出，封育措施有利于草地生态环境的恢复，是遏制草地退化的有效措施之一。

... 关于伊犁绢蒿荒漠草地封育土壤的研究,仅限于短期围栏时间土壤理化性质的研究^[15,16],且有关封育对土壤有机质影响的研究仍存在较大分歧^[17,18],再加上土壤有机质含量应激变化的#cod#x0201c ...

2008

0.0

刘长娥, 安沙舟, 孙宗玖, 杨永兴. 围栏封育对新疆伊犁绢蒿草地的影响[J]. 草业科学, 2008, 25(10): 10-14.

This paper compared plants vegetation and soil inside and outside of the fencing in Seriphidium transillense pasture in 2005, and analyzed the effects of fencing on plant vegetation and soil. The result showed that plant height, aboveground biomass and cluster of Seriphidium transillense had an obvious increase after enclosure. The soil quality was improved, the soil bulk density inside fence was less than that of the outside, but soil water content increased, especially in 5～10 cm soil layer. The plant components of the pasture had no obvious change, but the proportion of dainty grasses increased remarkable. In conclusion, enclosure improved plant growth and the quality of pasture.

2005年，对伊犁绢蒿Seriphidium transillense草地设置围栏内外草地植被和土壤对比，分析封育对草地植被和土壤的影响。调查结果显示：封育后，伊犁绢蒿个体植株高度增高，地上生物量上升，丛幅增大。封育后土壤条件得到改善，处于围封中的土壤容重较放牧利用中的土壤容重小，水分含量升高，尤其是 5～10 cm土层变化显著。围封3年内，草地植物组成成分无明显变化，但优良牧草产量比例增加。总体表明：围栏封育改善了草地植被生长状态，提高了草地质量。

2009

0.0

孙宗玖, 安沙舟, 段娇娇. 围栏封育对新疆蒿类荒漠草地植被及土壤养分的影响[J]. 干旱区研究, 2009, 26(6): 877-882.

以新疆封育3年的蒿类荒漠草地为对象,研究干旱区封育对草地植被及土壤养分的影响.结果表明:封育后荒漠草地群落的盖度、产量明显增加(P Abstract： The serious degeneration of spring and autumn sagebrush desert steppes has become as a bottleneck of restricting the development of seasonal animal husbandry in north Xinjiang.In order to regenerate the sagebrush desert steppes,enclosure is widely applied.In this study,the effects of enclosure on vegetation and soil nutrient of a sagebrush desert grassland after fenced for 3 years in Xinjiang are investigated.The study area(43°53′N,87°46′E,840 m a.s.l.),a typical spring and autumn sagebrush desert steppe in Lucaogou Township of Midong District,Urumqi City,is located in the northern slope of the Bogda Mountain,where the annual precipitation is 236 mm,the vegetation is dominated by sagebrush subshrubs,and the dominant species is Seriphidium transiliense commonly accompanied by Kochia prostrate,Ceratocarpus arenarius,Petrosimonia sibiriea,Piptatherum kokanicum,etc.In the study,the vegetation coverage,density and yield in the plots of 1 m×1 m and soil nutrient in sample plots of 20 cm×30 cm are measured and analyzed.The results show that,compared with the grazing zones,the vegetation coverage and the productivity of the fenced desert grassland are obviously increased(P<0.05),with a increase rate of 11.0%and 51.6 g/m~2 respectively,due especially to the increase of the yield and coverage of chenopodiaceae plant.More than 80% of underground biomass of the fenced desert grassland is distributed in soil layer of 0～40 cm in depth,and the biomass in soil layer of 0～10 cm in depth is obviously increased after fenced(P<0.05).Compared with the grazing zones,the eontents of soil organic matter,total nitrogen,total phosphorus,total potassium,available soil nitrogen,phosphorus and potassium are obviously increased,and their differences in soil layer of 0～10 cm in depth are significant(P<0.01).The pH value is slightly increased.

2014

0.0

范燕敏, 武红旗, 孙宗玖, 谢昀, 何晶, 柴大攀. 围封对天山北坡荒漠草地土壤有机碳的影响[J]. 草地学报, 2014, 22(1): 65-69.

In order to reveal the changes of soil quality, effects of fencing on soil organic carbon and its active components were analyzed in the degraded desert grassland of northern slope. The changes of soil organic carbon (SOC), readily oxidation carbon (ROC), microbial biomass carbon (MBC) and labile organic carbon/soil organic carbon (MBC/SOC, ROC/SOC) ratios in both fencing and grazing grasslands were comparatively investigated. Results showed that the soil organic carbon and active component contents of grazing treatments were higher than that of 5-year fencing treatment. The soil organic carbon, microbial biomass carbon and MBC/SOC of grazing treatments significantly increased by 0.81 g·kg -1 , 34.12 mg·kg -1 and 0.59% in 5～10 cm soil layer ( P P <0.05). These results indicated that the soil quality of desert grassland decreased after 5-year fencing. Therefore, some reasonable fencing-grazing systems should be implemented, which would be beneficial to the restoration of degraded desert grassland ecosystem.

以天山北坡中段退化荒漠草地为研究对象，通过分析封育与放牧对草地土壤有机碳、易氧化碳、微生物量碳含量及活性有机碳的分配比例的影响，以揭示土壤质量的变化。结果表明：禁牧封育5年后草地土壤有机碳及其活性组分含量低于放牧草地。与封育草地相比，在5～10 cm放牧草地土壤有机碳、微生物量碳及MBC/SOC显著升高（ P -1 ，34.12 mg·kg -1 ，0.59%；土壤易氧化碳含量及ROC/SOC在10～15 cm土层差异均达显著水平（ P <0.05）。可见，荒漠草地在封育5年后土壤质量降低，因此，应该实行合理的围封-放牧体系，更有利于退化荒漠草地生态系统的恢复。

2005

0.0

鲍士旦. 土壤农化分析[M]. 第三版. 北京: 中国农业出版社, 2005: 25-109.

... 3 土壤养分及活性有机质测定土壤有机质采用重铬酸钾外加热法^[19] ...

... 全量氮、磷、钾依次采用半微量凯氏定氮法、HClO₄-H₂SO₄熔融-钼锑抗比色法、酸溶火焰光度计法^[19] ...

... 碱解氮、速效磷、速效钾分别采用碱解扩散法,碳酸氢钠浸提-钼锑抗比色法,醋酸铵-火焰光度法^[19] ...

2010

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杜满义, 范少辉, 漆良华, 刘广路, 肖复明, 张小军. 不同类型毛竹林土壤碳、氮特征及其耦合关系[J]. 水土保持学报, 2010, 24(4): 198-202.

以江西安福毛竹纯林(Ⅰ)、竹阔混交林(Ⅱ)、竹杉混交林(Ⅲ)为研究对象,并以木荷人工林(Ⅳ)、杉木纯林(Ⅴ)以及撂荒地(Ⅵ)为对照,对其土壤碳、氮特征进行研究。结果表明:不同林分和同一林分不同层次土壤有机碳含量、碳密度均存在很大差异。土壤有机碳含量排列顺序为ⅠⅢⅡⅤⅣⅥ,分别为 13.12,12.42,11.47,10.57,8.53,7.45 g/kg,其差异达到显著水平;剖面有机碳密度顺序依次为ⅠⅤⅢⅣⅡⅤ,分别为8.81,7.69,7.51,7.38,5.94,5.70 kg/m2,其差异亦达到显著水平。在所调查林分类型中,土壤有机碳含量随深度的增加而呈现逐渐递减的趋势,0-40 cm土层存贮有机碳对土壤总有机碳贡献率均大于70%,贡献率明显。不同林分类型C/N差异性显著,混交林大于纯林,平均值都在11~15之间。线性分析表明,林区内土壤有机碳含量与全氮含量呈极显著相关,遵循三次多项式拟合模型。

... (1)土壤有机碳密度及储量^[20]: ...

1998

0.0

... (3)碳素有效率的计算^[21,22]: ...

2010

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袁喆, 罗承德, 李贤伟, 宫渊波, 刘彬, 房建佳. 间伐强度对川西亚高山人工云杉林土壤易氧化碳及碳库管理指数的影响[J]. 水土保持学报, 2010, 24(6): 127-131.

摘　要：研究了川西亚高山人工云杉林不同间伐强度后土壤有机质、易氧化碳、微生物量碳、有机质氧化稳定系数及其碳库管理指数,结果表明：对照林（0%间伐强度）土壤有机碳、碳氮比、微生物量碳、有机质氧化稳定系数均为最高,不同间伐强度下均有不同程度的降低;30%间伐强度林地易氧化碳含量显著高于其他林地;与对照林相比,10%,20%,30%间伐强度林地0-10 cm和10-20 cm土层土壤碳库管理指数（CPMI）分别提高了58.22%和182.90%,108.16%和176.28%,128.44%和221.61%。林地间伐抚育措施具有加快土壤有机质的分解、CO2的释放以及增加有机碳库更新速度、促进土壤腐殖质形成,同时导致土壤有机质稳定性降低的双重性,因此可以以中度间伐强度30%作为川西人工云杉林的间伐强度参考指标。

... (3)碳素有效率的计算^[21,22]: ...

2005

0.0

韩启秀. 运用灰色关联度对山东小麦新品种(系)综合表现的评价[J]. 中国农学通报, 2005, 21(2): 312-314.

摘　要：应用灰色关联度分析法,对参加2001～2002年度山东省小麦品种区域试验高肥甲组13个品种(系)的7个主要性状,进行了综合描述和量化评估.结果表明,参试品种(系)中烟475表现最好,其次为潍62036、烟278、荷26-5-39和聊9518.与等权关联度排序相比,加权关联度排序的评估结果更能反映品种(系)产量等多个性状的实际表现,构造参考品种和赋予不同性状以不同权重是灰色关联度分析法的关键环节.

... (4)灰色关联度计算^[23,24,25]: ...

1992

0.0

... (4)灰色关联度计算^[23,24,25]: ...

2011

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敖伊敏, 焦燕, 徐柱. 典型草原不同围封年限植被-土壤系统碳氮贮量的变化[J]. 生态环境学报, 2011, 20(10): 1403-1410.

摘　要：以内蒙古太仆寺旗典型草原为研究对象,研究不同围封年限下的天然草地植物和土壤有机碳、全氮贮量的变化。结果表明：与自由放牧草地相比,重度退化草地采取生长季围封恢复措施后,群落植物和土壤环境在围封8、11、14、21、25年后均得到了明显的改善,地上植物和地下根系生物量及其碳氮贮量、土壤碳氮贮量明显增加,土壤容重降低。自由放牧地和围封8、11、14、21年植物-土壤系统碳贮量分别为7 357.93、7 988.27、8 413.18、12 878.82、8 934.66 g.m-2,氮贮量分别为427.78、494.28、575.49、707.35、615.09 g.m-2。草地围封至14年植物和土壤各项理化性质达到最大值,使得植物-土壤系统的碳氮贮量分别是自由放牧地的1.75和1.65倍,说明植被与土壤间达到了良性循环的状态,退化草地正向演替。随着围封年限的继续增加,其各项指标出现下降趋势。由此可知,季节性围封措施在一定时间内可使退化草地的土壤-植物系统的碳氮贮量增加,草地在一定程度上得到恢复,但适宜的恢复时间和合理利用问题有待进一步讨论。

... (4)灰色关联度计算^[23,24,25]: ...

... 05)^[25,26,27] ...

2011

0.0

何念鹏, 韩兴国, 于贵瑞. 长期封育对不同类型草地碳贮量及其固持速率的影响[J]. 生态学报, 2011, 31(15): 4270-4276.

Land-use change is considered to have a significant impact on the global C balance by profoundly altering biota, land cover, and biogeochemical cycles. Therefore, the impact of land-use change on the storage or sequestration of carbon (C) and nitrogen (N) is one of the most important domains to global change research. As a dominant form of landscape and an integral component of the Eurasian landmass, grasslands of northern China, which account for 40% of the land area in China, play important roles in servicing the ecological environment and in the socio-economy of the region. Furthermore, an increase in the soil C and N storage in the grasslands of northern China is anticipated with the implementation of measures aimed at encouraging grassland protection. However, there is little information regarding the potential of C and N storage (or C sequestration rate) due to the absence of long-term grazing exclusion plots in multiple sites. In this present research, using pair-sampling methods, we investigated the C and N storage in aboveground biomass, litter, roots and soil organic matter in the 0-100 cm soil layer in the fenced grasslands and free-grazing grasslands in 4 sites. The main objectives of this study was to assess the effect of long-term grazing exclusion on the storage of C and N in temperate grasslands of northern China, and further determined the sequestration rates of C and N in fenced grasslands by comparing with the data of free grazing grasslands.The results showed that, compared with free-grazing grasslands, there were significant increases in the C and N storage in the fenced grasslands. It was estimated that, after 3-decades grazing exclusion, the quantity of C sequestration ranged from 1401 to 2858 g C m -2 in the 4 sites, averaging 2126 g C m -2 ; and the rates of C sequestration in fenced grasslands ranged from 46.7 to 129.2 g C m -2 a -1 , averaging 84.2 g C m -2 a -1 . The rates of N sequestration in fenced grasslands varied from 2.8 to 14.7 g N m -2 a -1 , averaging 7.3 g N m -2 a -1 . From the view of C and N sequestration rates, there is a total trend as follows: Stipa grandis grassland Leymus chinensis grassland L. Chinese grassland Medicago falcata and L.chinensis grassland. Moreover, we found that the lower soil layers (40-100 cm) had also play an important role in the total C and N sequestered in fenced grasslands although sequestration rates were relative higher in the upper soil layer (0-40 cm). Together, the study demonstrated that temperate grasslands of northern China have the vast potential to increase C storage, and long-term grazing exclusion should be the most valuable and feasible approach to make true the C sequestration of temperate grasslands in future.

基于4个长期封育草地,采用成对取样方法(封育-自由放牧草地)分析了长期封育和自由放牧草地地上生物量、地表凋落物、0-100 cm根系和土壤的碳氮贮量,探讨了长期封育草地的碳固持速率。实验结果表明:长期封育显著提高了草地碳氮贮量;经30a围封处理后,草地碳固持量为1401-2858 g C m -2 ,平均2126 g C m -2 ;草地碳固持速率为46.7-129.2 g C m -2 a -1 ,平均84.2 g C m -2 a -1 。长期封育草地氮固持速率为2.8-14.7 g N m -2 a -1 ,平均7.3 g N m -2 a -1 。封育草地碳和氮固持速率表现为:针茅草地＜羊草草地＜退化羊草草地＜补播黄花苜蓿+羊草草地。长期封育草地0-40 cm土壤碳固持速率相对较高,但下层土壤对草地碳固持的贡献也比较大,因此,未来的相关研究应给予下层土壤更大关注。内蒙古典型草地具有巨大的碳固持潜力,长期封育(或禁牧)是实现其碳固持效应最经济、最有效的途径之一。

... 05)^[25,26,27] ...

2009

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许中旗, 李文华, 许晴, 闵庆文, 王英舜, 吴雪宾. 人为干扰对典型草原土壤碳密度及生态系统碳贮量的影响[J]. 自然资源学报, 2009, 24(4): 621-629.

为了了解不同人为干扰形式对典型草原碳贮量的影响，对采取了不同干扰形式（包括开垦，放牧，禁牧2年、禁牧7年和禁牧17年）的典型草原试验样地的土壤碳密度及总碳贮量进行了研究。研究结果表明，0～20cm深土层土壤碳密度在不同干扰之间表现出明显差异(F=78.702, P 禁牧7年>禁牧2年>放牧>开垦，分别为4.47、4.23、4.01、3.7和2.27kg/m 2 ；0～50cm土层土壤碳密度除开垦明显低于干扰形式以外，几种干扰间没有表现出明显差异；人为干扰对土壤碳密度的影响主要表现在土壤的表层（0～20cm），对深层土壤的影响不明显。不同干扰形式下碳贮量中都以土壤碳库占有最大的比重，一般在86％～93%之间；根系所占比重在6％～13％之间；植物地上部分所占比重与枯落物大致相当，一般低于1％（开垦除外）。基于0～20cm土壤碳密度计算的总碳贮量分别为5.74 kg/m 2 （禁牧17年）、5.22 kg/m 2 （禁牧7年）、4.83 kg/m 2 （禁牧2年）、4.39 kg/m 2 （放牧）、2.67 kg/m 2 （开垦），不同干扰类型间达到了显著差异（F=8.711，P<0.01）；基于0～50cm土壤碳密度计算的总碳贮量也表现相同的变化趋势。本研究得出如下结论：人为干扰对典型草原土壤碳密度及总碳贮量具有明显影响，即开垦和放牧导致土壤碳密度和总碳贮量明显下降，而禁牧则可以提高土壤碳密度及碳贮量。因此，从提高碳贮量的角度来看，应该严格禁止典型草原的开垦行为，鼓励实行适当的禁牧制度。图5表2参16

... 05)^[25,26,27] ...

2002

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... Reeder和Schuman^[28]研究表明,放牧草地的土壤碳显著大于封育 ...

2013

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刘晓琴, 吴启华, 李红琴, 毛绍娟, 李英年. 不同封育年限高寒草甸植被/土壤碳密度及净生态系统CO₂交换量的比较[J]. 冰川冻土, 2013, 35(4): 848-856.

Exclusion is one of the most promoted measures in grassland restoration. At present, it is necessary to study the vegetation-soil carbon density of alpine meadow with different enclosures. Based on monitoring 1-year, 6-year and 16-year grazing exclusion plots, it is found that: 1) the existing vegetation carbon density of alpine meadow with different enclosure durations is in the order of 16-year grazing exclusion plot (1 522.57 gC·m -2 ) > 1-year grazing exclusion plot (1 323.12 gC·m -2 ) > 6-year grazing exclusion plot (1 148.17 gC·m -2 ), with a density variation statistically insignificant ( P >0.05);2) the soil carbon density has a significant vertical distribution, with relatively high organic carbon density at 0~5 cm and 5~10 cm depths, soil organic carbon density greatly reducing downwards and soil bulk density increasing with depth. Moreover, the differences in soil organic contents and in soil bulk density are not statistically significant ( P >0.05) between different enclosure ages, but the soil carbon density at 0 40 cm depth has the order of 1-year grazing exclusion plot (28 636.32 gC·m -2 ) > 6-year grazing exclusion plot (26 570.92 gC·m -2 )> 16-year grazing exclusion plot (26 060.71 gC·m -2 ). The soil bulk density reduces with enclosure age;3) by monitoring the net ecosystem CO 2 exchange (NEE) from lately July to early October, it is found that the soil carbon uptake rate of 1-year grazing exclusion plot is significantly higher than that of 16-year grazing exclusion plot (P P >0.05).

1. Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining Qinghai 810001, China; 2. University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China; 3. Key Laboratory of Adaptation and Evolution of Plateau Biota, Northwest Institute of Plateau Biology, Chinese Academy of Sciences, Xining Qinghai 810001, China

封育是推广范围最广的草地恢复措施之一. 为研究不同封育年限高寒草甸植被、土壤碳密度变化, 对1 a、6 a和16 a不同封育年限样地监测结果进行分析.结果表明: 不同封育年限高寒草甸植被现存碳密度表现出封育16 a>封育1 a>封育6 a, 分别为1 522.57 gC·m -2 、1 323.12 gC·m -2 和1 148.17 gC·m -2 , 但不同封育年限之间植被现存碳密度差异不显著( P >0.05). 土壤碳密度垂直分布明显, 0~5 cm和5~10 cm土层有机碳密度较高, 随土层深度增加土壤有机碳密度明显下降, 土壤容重上升;不同封育年限之间0~40 cm层次土壤碳密度和土壤容重差异性均不显著, 但仍可表现出土壤碳密度封育1 a>封育6 a>封育16 a, 分别为28 636.32 gC·m -2 、26 570.92 gC·m -2 和26 060.71 gC·m -2 ;同时, 土壤容重随封育时间延长而下降. 对7月下旬到10月上旬净生态系统CO 2 交换率( NEE )监测来看, 封育1 a植被土壤碳吸收速率显著高于封育16 a(P P >0.05).

... 在青藏高原、北美草原以及坎特伯雷高原草地研究发现,封育对草地土壤影响较小^[29,30,31] ...

1998

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... 在青藏高原、北美草原以及坎特伯雷高原草地研究发现,封育对草地土壤影响较小^[29,30,31] ...

1996

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... 在青藏高原、北美草原以及坎特伯雷高原草地研究发现,封育对草地土壤影响较小^[29,30,31] ...

2011

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邱莉萍, 张兴昌, 程积民. 不同封育年限草地土壤有机质组分及其碳库管理指数[J]. 植物营养与肥料学报, 2011, 17(5): 1166-1171.

Soil organic matter is an important index to indicate ecological effects of grassland fencing. In this paper, soil organic matter fractions and carbon management index were studied by applying field investigation and laboratory analysis in semi-arid grasslands receiving different years of fencing. The response of soil organic matter to grassland fencing, which is essential for the improvement of soil quality and ecosystem rehabilitation, was analyzed. The results showed that the contents of soil organic matter and labile organic matter were decreased with soil depth, and were in order of 18 and 23 years fencing > 13 years fencing > unfencing treatment >3 years fencing. The carbon management index (CMI) of the soils received 3 years fencing was less than 100 in 0-90 cm soil profile, while the carbon management indices in 0-60 cm soils of 13 years fencing treatment, 0-90 cm soils of 18 and 23 years fencing were larger than 100, which indicated that the improvement of soil organic matter by fencing are more deeper in soil profiles with the increase of fencing age. The three labile organic matters were significantly related with soil organic matter and most soil properties, suggesting that labile soil organic matters could sensitively and directly indicate long term effects and soil quality changes with land/soil management.

土壤有机质对草地封育的生态效应具有重要指示作用，本文结合野外调查和室内分析，研究了半干旱区不同封育年限草地土壤有机质组分及其碳库管理指数变化，以分析土壤有机质对草地封育的响应特征，从而为该区土壤质量的改善和植被建设的生态效应评价提供依据。研究结果表明，土壤有机质及不同活性有机质含量均随土层加深而降低，且在各土层基本表现出封育18年、封育23年>封育13年>未封育>封育3年的趋势。除封育3年土壤的3种活性有机质碳库管理指数在0—90cm土壤剖面均低于100外，封育13年草地0—60cm土层、封育18和23年草地0—90cm土层的3种活性有机质碳库管理指数均高于100，表明随年限的延长，封育对土壤有机质的改善深度也在加深。土壤3种活性有机质与有机质及多数土壤性质呈极显著正相关，能更为灵敏和直观地表征土壤管理的长期效应和土壤质量变化。

... 邱莉萍等^[32]指出,土壤活性有机质与有机质及多数土壤性质呈极显著正相关(P#cod#x0003C ...