国家自然科学基金(40771125)
- 作品数：14 被引量：394H指数：12
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- 黄土丘陵沟壑区地形和土地利用对深层土壤有机碳的影响被引量：9
- 2010年
- 研究地形和土地利用对深层土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)的影响,对准确评估土壤固碳潜力和土壤碳循环具有重要意义.以3种地形(峁顶、峁坡、沟底)和7种土地利用类型(农田、果园、天然草地、人工与天然灌木林、人工与天然乔木林)为对象,在黄土丘陵沟壑区燕沟流域采集53个0～1m土壤剖面中6个层次,898个土壤样品,研究了地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域深层SOC含量和分布影响.结果表明,地形、土地利用方式、土层深度及其两两交互作用对流域深层SOC空间分布有极显著影响(p<0.01).深层(10～100cm)与表层(0～10cm)SOC在3种地形的分布不同.对于表层土壤(0～10cm),峁坡SOC含量(10.7g·kg-1)最高,其次是沟底(8.9g·kg-1),峁顶最低(4.4g·kg-1);对深层土壤有机碳,沟底最高(5.6g·kg-1),峁坡次之(4.5g·kg-1),峁顶最低(3.2g·kg-1).深层SOC空间分布因土地利用方式存在显著差异.与农田相比,果园0～40cm土层SOC含量降低21%,但80～100cm土层SOC含量提高13%;天然灌木林40～100cm平均含量(5.3g·kg-1)较农田高66%(p<0.05);但天然乔木林40～100cm与其它土地利用方式差异较小.沟底深层(20～100cm)SOC储量(5.04kg·m-2)最大,占1m剖面SOC储量的71.4%;峁坡占63.6%;峁顶占72.3%.深层(20～100cm)SOC储量天然灌木林最高,为6.01kg·m-2,占1m剖面SOC储量的64.7%,天然乔木林深层相对储量最小,仅占49.7%;农田和果园深层相对储量均达到70%以上.
- 孙文义郭胜利周小刚
- 关键词：地形土地利用土壤有机碳
- 地形和土地利用对黄土丘陵沟壑区表层土壤有机碳空间分布影响被引量：44
- 2010年
- 研究地形和土地利用类型共同作用下表层土壤有机碳空间分布特征,对准确评估区域土壤有机碳的空间分布和变异特征具有重要意义。以黄土丘陵沟壑区燕沟流域3种地形部位（峁顶、峁坡、沟底）和8种土地利用类型（农田、果园、天然与人工草地、天然与人工灌木林、天然与人工乔木林）为研究对象,采集表层（0~20 cm）314个土壤样品用于研究地形和土地利用方式对黄土丘陵沟壑区小流域表层土壤有机碳空间分布的影响。地形和土地利用方式极显著（P〈0.000 1）影响小流域表层土壤有机碳含量与分布,并且交互作用显著（P=0.051 1）。地形影响下,土壤有机碳空间分布表现为沟底〉峁坡〉峁顶的变化趋势,土壤有机碳含量沟底（8.0 g/kg）、峁坡（7.1 g/kg）分别是峁顶（4.2 g/kg）的1.9、1.7倍。土地利用方式影响下,土壤有机碳空间分布表现为天然乔木〉天然灌木〉人工乔木〉天然草地〉人工灌木〉人工草地〉农田〉果园的分布变化规律。地形和土地利用交互作用下,农田、果园、天然草地在坡面水土流失条件下显示出土壤有机碳在沟底逐渐富集的特征,沟底有机碳含量农田（6.9 g/kg）、果园（8.8 g/kg）、天然草地（9.3 g/kg）分别是峁顶的1.9、2.0、1.9倍。林地（灌木林和乔木林）却表现为峁坡土壤有机碳含量远远高于沟底,天然乔木林且达到了显著水平,天然乔木峁坡土壤有机碳含量（24.6 g/kg）是沟底（16.4 g/kg）的1.5倍。
- 孙文义郭胜利宋小燕
- 关键词：地形土地利用土壤有机碳黄土丘陵沟壑区
- 轮作和施肥对半干旱区作物地上部生物量与土壤有机碳的影响被引量：36
- 2008年
- 【目的】了解轮作与施肥对土壤有机碳的影响是建立持续发展措施的关键。【方法】以长期定位试验(1984～2002)中的10个典型处理为基础,分析了地上部生物量和耕层(0～20cm)土壤有机碳变化,探讨半干旱区轮作和施肥对0～20cm土层有机碳的影响,10个典型处理分别为休闲(F);冬小麦连作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/W+CK)、化肥(W/W+NP)、化肥有机肥(W/W+NP-FYM);冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作体系中的3个施肥处理:不施肥(W/WM/P+CK)、化肥(W/WM/P+NP)、化肥有机肥(W/WM/P+NP-FYM)处理;1个冬小麦—冬小麦-红豆草轮作处理(W/W/S+NP);人工苜蓿中2个施肥处理:不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)。【结果】冬小麦连作体系(W/W)中,不施肥处理(W/W+CK)的地上部生物量平均为3.3t·ha-1,化肥处理(W/W+NP)和化肥有机肥处理(W/W+NP-FYM)依次为7.5和11.2t·ha-1;冬小麦-冬小麦+糜子-豌豆轮作(W/WM/P)体系中,不施肥处理(W/WM/P+CK)地上部生物量平均3.1t·ha-1,W/WM/P+NP和W/WM/P+NP-FYM地上部生物量依次为7.1和8.3t·ha-1;冬小麦-冬小麦-红豆草轮作(W/W/S+NP)为8.5t·ha-1;苜蓿连作不施肥(A/A+CK)和化肥有机肥处理(A/A+NP-FYM)体系地上部生物量依次为4.1和5.0t·ha-1。18年期间,W/W+CK处理土壤有机碳含量(6.7g·kg-1)无显著变化,W/W+NP和W/W+NP-FYM处理提高13%和51%;W/WM/P+CK土壤有机碳含量(7.0g·kg-1)无显著变化,W/WM/P+NP和W/WM/P+NP-FYM土壤有机碳提高7%和47%;W/W/S+NP处理土壤有机碳提高了29%;A/A+CK和A/A+NP-FYM处理有机碳提高了43%和71%。【结论】轮作与施肥显著影响土壤碳输入量,18年期间土壤蓄存的碳与累计输入土壤的有机碳存在显著的线性相关关系(SOC=1.65CReturned+5.95,R2=0.95**)。秸秆还田、草粮轮作或退耕还草是改善该地区土壤质量,实现土壤蓄存碳潜力的重要途径。
- 郭胜利吴金水党廷辉
- 关键词：半干旱区施肥轮作土壤有机碳
- 施氮水平对黄土旱塬区小麦产量和土壤有机碳、氮的影响被引量：31
- 2009年
- 施用氮肥是提高作物产量和土壤有机碳（SOC）、氮（TSN）含量的重要养分管理措施。利用长期田间试验（1984～2007）,定量评价了常规耕作条件下5个施氮水平N 0（N0）、45（N45）、90（N90）、135（N135）和180（N180）kg/hm2处理下,小麦子粒产量、SOC、TSN和氮肥利用效率的变化。研究了施氮水平对黄土旱塬区小麦产量、SOC和TSN积累的影响。结果表明,1984～2007年期间,N0、N45、N90、N135和N180处理小麦产量的平均值依次为1.2、2.4、2.9、3.2和3.4t/hm2;N0处理的小麦产量随试验年限而降低,年降低幅度达67 kg/hm2（P〈0.001）;但增施氮肥处理小麦产量降低趋势得到显著控制,当施氮水平提高到N 90 kg/hm2时,产量随年限呈现出缓慢升高的趋势。随着施氮水平的提高,地上部氮肥利用率由40%（N45）降低到28%（N180）。不同施氮水平条件下,SOC含量随年限呈缓慢升高趋势。23年后（2007年）,N0、N45、N90、N135和N180处理下,0—20 cm土层SOC储量依次为16.9、18.2、18.7、19.0和19.1 t/hm2;TSN储量依次为2.032、.16、2.24、2.34和2.37 t/hm2。施氮水平与产量呈显著的抛物线关系（R2=0.993）。产量与SOC存在着极显著的线性相关关系（R2=0.997）。增施N 1 kg/hm2,小麦产量可提高29 kg/hm2,SOC提高1.2 kg/hm2,TSN提高0.13 kg/hm2。根茬还田量的增加是导致黄土旱塬区SOC和TSN提高的主要因素。
- 郭胜利高会议党廷辉
- 关键词：施氮水平SOC
- 黄土旱塬裸地土壤呼吸特征及其影响因子被引量：28
- 2011年
- 于中国科学院长武生态试验站(始于1984年),采用动态密闭气室法(Li-8100,USA)于2008年3月至2009年3月监测了裸地土壤呼吸日变化、季节变化以及0—60cm土层的温度和含水量,研究了裸地土壤呼吸的日变化、季节变化特征及其与土壤温度和含水量之间的关系。结果表明:裸地土壤呼吸四季的日变化和季节变化均呈单峰型曲线,与气温变化趋势一致;日变化峰值出现在14:00左右或16:00左右,最低值出现在0:00左右或者6:00左右;季节变化表现为夏季最高,冬季最低,春秋季无明显差异,年平均呼吸速率为0.94"molCO.2m-.2s-1。土壤呼吸与温度具有极显著(P<0.01)的正相关关系,且可以用Rs=aebx形式的指数函数很好地拟合,其中与5cm深度的土壤温度相关性最好。水分对土壤呼吸的影响复杂。裸地土壤呼吸的双变量模型关系显著(P<0.01),比相应的单变量模型更好地解释了土壤呼吸变异。
- 高会议郭胜利刘文兆
- 关键词：裸地土壤呼吸温度土壤含水量
- 小流域土壤磷的积累特征及其环境效应——以黄土高原沟壑区王东沟小流域为例被引量：10
- 2009年
- 了解土壤磷素积累特征对调控磷肥使用、降低农田磷素的环境风险和保障生态环境安全具有重要意义。以黄土高原沟壑区的典型小流域为对象,分析了18年来（1986～2004年）综合治理条件下流域土壤全磷、有效磷（Olsen-P）含量的时空变化特征及其对土壤水溶性磷含量变化的影响。结果表明,截至到2004年,流域磷素积累由塬面逐步向塬坡和沟道扩展。2004年,农田土壤全磷（752 mg·kg^-1）和Olsen-P（20.2 mg·kg^-1）较1986年分别提高了45%和3.5倍,相当于每年全磷提高13 mg P·kg^-1,Oslen-P每年提高1.0 mg·kg^-1,流域50%的农田土壤Olsen-P含量超过15 mg·kg^-1。与1993年大规模建立果园时相比,果园土壤全磷每年提高20～30 mg P·kg^-1,Olsen-P每年提高3～4 mg·kg^-1,2004年已有70%的果园土壤Olsen-P含量超过15 mg·kg^-1,20～60cm土层的果园全磷和Olsen-p含量也逐渐提高。但林草地的全磷没有显著变化,Olsen-P依然低于5.0 mg·kg^-1。1986年以来,无机磷肥的持续投入是流域土壤磷素积累的主导因素。流域土壤Olsen-P与全磷存在显著的线性相关关系（p〈0.001）;水溶性磷与Olsen-P含量呈显著的指数函数关系（p〈0.001）。土壤磷素大量积累已成为黄土高原水土流失区当前十分迫切的农田环境问题。
- 郭胜利车升国梁伟党廷辉杨勤科
- 关键词：小流域土地利用
- 水土流失治理措施对小流域土壤有机碳和全氮的影响被引量：15
- 2012年
- 明确综合治理条件下小流域土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)和全氮(Total nitrogen,TN)的空间分布特征及其影响因素,对科学评价水土流失区土壤固碳潜力具有重要意义。以黄土高原丘陵沟壑区典型小流域(砖窑沟流域)为对象,基于流域内3种典型地貌类型(梁峁坡、沟坡、沟谷)和3种典型水土流失治理措施(水平梯田、林地和草地措施,坡耕地为对照),采集土壤样品737个,研究地貌类型和水土流失治理措施对小流域SOC和TN变化的影响。结果表明,同一地貌类型上,水平梯田、林地和草地措施的SOC和TN(0—10 cm土层)含量均显著高于坡耕地(P<0.1)。梁峁坡上,水平梯田、林地和草地措施条件下的SOC和TN含量较坡耕地依次提高了18%和24%、70%和59%、25%和21%;沟坡上,林地和草地措施的SOC和TN较坡耕地依次提高了76%和54%、25%和27%。同一治理措施在不同地貌类型间对0—10 cm土层SOC和TN的影响存在显著差异(P<0.1)。水平梯田条件下,沟谷的SOC和TN含量比峁坡提高了46%和43%;林地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了18%和6%;草地措施条件下,沟坡的SOC和TN含量比峁坡提高了14%和18%。0—100 cm土层的SOC或TN在不同地貌类型或不同治理措施间的差异与土壤水分含量(Soil moisture,SM)的变化趋势基本一致,并且SOC或TN与SM呈指数关系y=aebx(y为SOC或TN,x为SM)。
- 张彦军郭胜利南雅芳李俊超
- 关键词：地貌类型土壤有机碳全氮
- 黄土塬区小流域深层土壤有机碳变化的影响因素被引量：14
- 2010年
- 以黄土高原沟壑区王东沟小流域为对象,研究了地形(塬面、塬坡和沟道)、土地利用(自然草地、人工草地、人工林地、农地和果园)对0～200cm土层内土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)垂直分布特征的影响,以揭示黄土高原小流域深层SOC储量及其影响因素.结果表明,SOC含量除表层(0～20cm)沟道(10.0g·kg-1)大于塬面(7.8g·kg-1)和塬坡(8.2g·kg-1)外,塬面底层SOC均显著高于塬坡和沟道;塬坡和沟道SOC含量随深度增加而降低,而塬面上呈现SOC随深度增加降低-升高-降低的变化趋势.塬面上,SOC含量呈现人工草地(5.4g·kg-1)>农田(5.2g·kg-1)和果园(5.1g·kg-1)的趋势,影响深度为表层40cm;塬坡上,呈现自然草地(4.3g·kg-1)>人工林地(3.8g·kg-1)>人工草地(3.3g·kg-1)和果园(3.3g·kg-1)的趋势,影响深度达到100cm;而沟道内,林草地利用方式对整个垂直剖面分布的差异无显著影响.20～100cm土层SOC储量占0～100cm储量的67.6%;100～200cm土层SOC储量占0～200cm储量的37.3%,相当于0～100cm的63.8%.研究结果表明地形、土地利用显著(p<0.05)影响SOC垂直分布特征;黄土高原沟壑区深层SOC储量巨大,不容忽视.
- 车升国郭胜利
- 关键词：土壤有机碳影响因素黄土高原沟壑区小流域
- 天然次生林与人工林对黄土丘陵沟壑区深层土壤有机碳氮的影响被引量：30
- 2010年
- 研究深层土壤有机碳、氮(Soilorganic C,SOC,Totalsoil N,TSN)量对摸清陆地生态系统深层碳氮固定潜力,寻找碳汇丢失之谜和应对全球气候变暖具有重要意义。以黄土区子午岭林场3种典型人工林(油松、刺槐、小叶杨)和3种天然次生林(辽东栎、白桦、鼠李)为对象,在设立的18个样方内,分层测定了0-100cm土层SOC、TSN和DOC(Dissolved organic C,DOC)量变化,监测了样方内地表长年凋落物积累量及其碳氮组成。1m土层内SOC、TSN和DOC含量天然次生林显著高于人工林。与人工林相比,天然次生林表层(0-20cm)SOC、TSN储量分别高42%、22%,但20-100cm土层SOC、TSN储量相对量最大。人工林下,20-100cm土层SOC储量为33.6thm-2,占1m土层的55%;TSN储量为3.9thm-2,占1m土层的57%;天然次生林下,20-100cm土层SOC、TSN储量分别为55.3thm-2、6.0thm-2,占1m土层储量分别为59%和63%。其中,40-60cm天然次生林比人工林碳氮储量分别高了82%、65%;其次为20-40cm,天然次生林比人工林碳氮储量分别高了73%、65%。不同植被恢复条件下,SOC与DOC、TSN、Olsen-P都表现出较强的相关性。研究表明,植被恢复有利于土壤碳氮的积累,不仅表层土壤,深层土壤也具有较强的碳氮固定能力;天然次生林土壤碳氮固定能力和长年地表凋落物量都高于人工林。
- 孙文义郭胜利
- 关键词：氮天然次生林人工林
- 黄土丘陵区小流域土壤碳氮比的变化及其影响因素被引量：29
- 2012年
- 研究土壤C∶N的变化有助于深入理解土壤有机碳氮的积累过程及其土壤质量的变化趋势。以黄土高原丘陵沟壑区砖窑沟小流域为单元,基于地貌类型和土地利用方式两大因素,采集737个土壤样品,研究流域内土壤C∶N的变化差异及其影响因素。梁峁坡上,林地和草地0～20 cm土层的土壤C∶N分别是农田土壤C∶N的1.13和1.03倍;沟坡上,林地、草地和农田土壤的C∶N分别为13.88、12.58、9.02。农田条件下,梁峁坡、沟坡和沟谷的土壤C∶N分别为10.34、9.02和10.77;林地条件下,沟坡和梁峁坡的土壤C∶N分别为13.88、11.67;草地条件下,沟坡土壤C∶N是梁峁坡土壤C∶N的1.19倍。同一地貌类型或土地利用方式条件下,土壤C∶N均呈现表层大于深层的趋势,0～20 cm和20～40 cm土层的土壤C∶N分别是40～100 cm土层土壤C∶N的1.05～1.17和1.16～1.42倍。
- 张彦军郭胜利南雅芳李泽
- 关键词：地貌类型土地利用方式小流域
