我國(guó)南方幾種主要土壤有機(jī)碳分解特征及模擬研究.pdf

1、本文以三庫(kù)一級(jí)動(dòng)力學(xué)模型為理論基礎(chǔ)，通過(guò)土壤有機(jī)碳室內(nèi)培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)，研究了中國(guó)南方地區(qū)幾種主要土壤的有機(jī)碳庫(kù)特征及有機(jī)碳分解特征規(guī)律，在此基礎(chǔ)上結(jié)合土壤基本理化性質(zhì)探索建立土壤有機(jī)碳分解動(dòng)態(tài)的通用模式。
　　結(jié)果表明:南方地區(qū)表層土壤有機(jī)碳在地區(qū)間有顯著性差異，心土層土壤有機(jī)碳無(wú)顯著差異。不同類(lèi)型土壤表層有機(jī)碳含量為紅壤＞潛育水稻土＞漂洗水稻土＞黃壤＞石灰?guī)r土＞潴育水稻土＞菜園土＞淹育水稻土＞黃棕壤＞壤質(zhì)潮土;不同土地利用類(lèi)型下土壤表

2、層有機(jī)碳含量為沼澤＞森林及林地＞水田＞灌木叢＞草甸＞旱地。
　　土壤總有機(jī)碳庫(kù)大小決定了各組分碳庫(kù)大小，但各組分碳庫(kù)比例因土壤類(lèi)型、土地利用方式和外界環(huán)境的影響而有顯著差異。表層土壤活性碳庫(kù)含量為0.061～1.23g·kg-1，比例為0.55～5.01％;緩效性碳庫(kù)含量為3.12～23.06g·kg-1，比例為15.88～73.20％;惰性碳庫(kù)含量為1.08～24.21g·kg-1，比例為25.36～79.11％。心層土壤活性碳

3、庫(kù)含量為0.033～0.41g·kg-1，比例為0.81～7.35％;緩效性碳庫(kù)含量為0.86～10.61g·kg-1，比例為20.43～81.68％;惰性碳庫(kù)含量為0.41～13.02g·kg-1，比例為17.10～77.66％。緩、惰性碳庫(kù)共同構(gòu)成95～99％左右的有機(jī)碳庫(kù)容，兩種碳庫(kù)含量此消彼長(zhǎng)?；钚浴⒍栊蕴紟?kù)比例為表層＞心層，緩效性碳庫(kù)比例為心層＞表層。活性碳庫(kù)含量、緩效性碳庫(kù)和惰性碳庫(kù)比例在土壤類(lèi)型間差異極顯著，這三個(gè)指標(biāo)是區(qū)

4、分不同土壤類(lèi)型的重要依據(jù)。惰性碳庫(kù)在自然土壤具有更高的比例。
　　土壤有機(jī)碳分解過(guò)程分為3個(gè)階段:0～15d是快速分解階段，15～30d是緩慢分解階段，30～培養(yǎng)結(jié)束是平衡階段，不同土壤有機(jī)碳分解速率的差異主要集中在前30d以?xún)?nèi)。土壤分解特征曲線(xiàn)峰值和平衡點(diǎn)在土壤類(lèi)型間都有顯著差異，峰值大小決定于土壤碳庫(kù)含量，尤其是活性碳庫(kù)含量。平衡點(diǎn)/峰值比范圍在7.62～19.90％之間。自然土壤不同植被類(lèi)型下表層土壤有機(jī)碳分解速率為:黃壤灌

5、木林＞常綠闊葉林＞馬尾松林＞毛竹林，紅壤常綠闊葉針闊混交林＞常綠闊葉林＞馬尾松林＞油茶林。不同土壤類(lèi)型下土壤有機(jī)碳分解速率黃壤和紅壤相差不大，但顯著高于黃棕壤和石灰土。不同林齡下土壤有機(jī)碳分解速率隨林齡增加而增加。農(nóng)業(yè)土壤不同種植類(lèi)型下表層有機(jī)碳分解速率為荒草＞花生＞桔樹(shù)，不同土壤類(lèi)型下為潴育黃泥田＞潛育黃泥田＞淹育黃泥田＞漂洗黃泥田，不同耕作年限下為未開(kāi)墾＞新旱地＞老旱地。土壤有機(jī)碳分解產(chǎn)生的CO2-C累積釋放量為0.262～4.08

6、0g·kg-1，占總有機(jī)碳的0.96～4.58％。
　　土壤有機(jī)碳分解速率曲線(xiàn)可以較好地通過(guò)乘冪模型（kc=a×tb）、指數(shù)模型（y=y0+A/W√π/2e-2(x-xc)2/w2)和對(duì)數(shù)模型(kc=a×1n(-b×1n(t)))來(lái)刻畫(huà)。乘冪模型成功實(shí)現(xiàn)了根據(jù)土壤理化性質(zhì)模擬得到有機(jī)碳分解動(dòng)態(tài)特征，且模擬精度較高。模型參數(shù)回歸方程為:a=-6.156+7.707×SOC+6.096×Cr-7.918×SON，b=-1.471+0.