| 我国东部典型气候区农田土壤易氧化碳含量与碳库管理指数特征 |
| 摘要点击 943 全文点击 141 投稿时间：2024-03-21 修订日期：2024-05-19 |
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| 中文关键词 高锰酸钾氧化态碳（POXC） 活性有机碳 碳库管理指数（CMI） 气候区 土地利用方式 农田土壤 |
| 英文关键词 permanganate oxidizable carbon （POXC） active organic carbon carbon pool management index （CMI） climatic zone land use type farmland soil |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 许毅隽 | 湖南农业大学资源学院, 长沙 410128
中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125 | junyx927@163.com | | 陈香碧 | 湖南农业大学资源学院, 长沙 410128
中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125 | xbchen@isa.ac.cn | | 王军 | 湖南农业大学资源学院, 长沙 410128
中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125 | | | 谢灵 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中南林业科技大学林学院, 长沙 410004 | | | 刘琬清 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
贵阳学院生物与环境工程学院, 贵阳 550005 | | | 章晓芳 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125 | | | 段勋 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院大学, 北京 100049 | | | 马冲 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院大学, 北京 100049 | | | 乔航 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125
中国科学院大学, 北京 100049 | | | 胡亚军 | 中国科学院亚热带农业生态研究所亚热带农业生态过程重点实验室, 长沙 410125 | | | 聂三安 | 湖南农业大学资源学院, 长沙 410128 | sanie@hunau.edu.cn |
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| 中文摘要 |
| 气候和土地利用方式是影响土壤碳库及其赋存形态的重要因素. 为探究典型气候区农田土壤中活性有机碳含量与碳库管理指数特征,以我国东部从北到南4个气候区（中温带、暖温带、亚热带、热带）两种农田（旱地、稻田）及其相邻林地土壤为研究对象,分析各气候区中高锰酸钾氧化态碳（POXC）含量,并计算3种土地利用方式下土壤碳活度（L）,以及农田土壤碳活度指数（LI）、碳库指数（CPI）和碳库管理指数（CMI）. 结果表明,3种土地利用方式下,土壤POXC含量总体表现为北方略高于南方,且以稻田高于旱地,碳活度以暖温带显著高于其它3个气候区. 说明暖温带土壤（潮土为主）和稻田土壤有机碳活度高、土壤碳库质量高,但农业利用过程中需采取措施避免土壤有机碳丢失；两种农田土壤碳库指数以稻田高于旱地,且4个气候区稻田碳库指数均高于1、旱地除暖温带外均小于1,说明相较于相邻林地,长期稻田利用提高土壤有机碳库,而长期旱作利用降低土壤有机碳库；亚热带旱地除外,4个气候区两种农田土壤碳库管理指数平均值大于100,且以稻田大于相邻旱地、北方高于南方,说明长期农业利用可提高土壤有机碳质量,进而促进土壤有机养分转化与供给. 相关性分析表明,POXC与土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、pH和砂粒（Sand）呈极显著正相关关系,与黏粒（Clay）、粉粒（Silt）、年均温（MAT）和年降雨（MAP）呈极显著负相关关系；CMI与pH和Sand呈显著正相关关系,与MAT和MAP呈极显著负相关关系. 研究结果为认识我国东部典型气候区长期农业利用过程对土壤碳库活性及土壤质量的影响,进而采取适当的农艺管理措施进行碳库管理提供科学基础. |
| 英文摘要 |
| Climate and land use are important factors affecting the soil carbon pool and organic carbon influx. To explore the characteristics of active organic carbon content and carbon pool management index in farmland soils in typical climate zones, two types of farm land （dry land and paddy fields） and adjacent forest soils in four climate zones （temperate, warm temperate, subtropical, and tropical） in eastern China spanning north to south were selected for study. The permanganate oxidizable carbon （POXC） content in each climate zone was analyzed, and the soil lability of carbon （L）, soil lability index （LI）, carbon pool index （CPI）, and carbon pool management index （CMI） under each land use type were calculated. The following trends were observed across the three land use types： Soil POXC content was generally slightly higher in the north than in the south and consistently higher in paddy fields than in dry lands. L was significantly higher in warm-temperate regions than in the other three climatic regions. This suggests that soils in warm temperate regions （primarily fluvio-aquic soils） and paddy field soils have high organic carbon activity and soil carbon pool quality. However, measures to avoid soil organic carbon （SOC） loss during agricultural use must be crucially implemented. Paddy field soils exhibited higher CPI values than dry land soils across all four climatic regions. Specifically, the CPI of paddy fields was >1 in all regions, whereas dry lands had carbon pool indices of <1, except in the warm temperate region. This indicates that long-term paddy field cultivation enhanced organic carbon soil stocks, whereas long-term dry land farming reduced them compared with those in adjacent forested areas. Except for the subtropical dry lands, the average CMI for both types of farmland soil in all four climatic regions was >100. Furthermore, the index was higher in paddy fields than in adjacent dry lands and higher in the north than in the south, suggesting that long-term agricultural use can improve SOC quality, thereby promoting the conversion and supply of soil organic nutrients. Correlation analysis revealed significant positive correlations between POXC and SOC, total nitrogen, pH, and sand and significant negative correlations with clay, silt, mean annual temperature （MAT）, and mean annual precipitation （MAP）. CMI correlated positively with pH and sand and negatively with MAT and MAP. These findings provide a scientific basis for understanding the impacts of long-term agricultural use on soil carbon pool activity and soil quality in the typical climatic regions of eastern China. This can guide appropriate agronomic management practices aimed at enhancing carbon pool management. |
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