981 resultados para Fotossíntese C3 e C4


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在基础饲料中分别添加0.04%低聚木糖、0.13%酵母细胞壁、0.08%胆汁酸和同量组合添加,形成5个处理组。采用随机区组试验设计,将体重151.3±15.2 g 的健康大菱鲆鱼165尾平均分配到5个处理组(A~E)中(每组3重复),经72天试验,进行了生长、水质、消化、免疫等试验和测定,结果如下: 组合组的生长效果和饲料利用率最好,酵母细胞壁或低聚木糖单独添加,表现出优良的促生长和饲料利用率;单独添加胆汁酸也有良好效果。4试验组(组合组、酵母细胞壁组、低聚木糖组、胆汁酸组)与对照组比较,增重率分别提高15.4%、13.9%、12.4%(p<0.05)和7.4%(P>0.05),饲料系数分别降低6.9%、6.2%、5.4%(p<0.05)和3.8%(P>0.05)。 不同添加剂及组合对试验鱼所处水环境因子变化仅有小幅影响,统计差异不显著(p>0.05)。4试验组比对照组的水体氨氮含量分别提高4.0%、3.2%、3.0%和0.8%(P>0.05),COD含量分别提高2.8%、-2.2%、-3.4%和0.8%(P>0.05)。根据试验结果,建议水环境因子(氨氮、磷酸盐、COD等)作为水产动物营养与饲料研究的主要衡量指标之一。 3种添加剂组合后达到提高生长大菱鲆非特异性免疫功能的最优效果,对补体C3C4、细胞吞噬活力和SOD的提高作用尤为显著;酵母细胞壁单独添加对补体C3和细胞吞噬活力的作用更加显著;低聚木糖单独添加对补体C4和细胞吞噬活力的作用显著;单独添加胆汁酸提高免疫力的作用相对较弱。 4试验组比对照组的蛋白质消化酶活力在胃和前肠,分别提高20%和24%、17%和19%、16%和15%(p<0.05)、11%和3%(P>0.05);脂肪消化酶活力在前肠和中肠,分别提高22%和19%、19%和17%(p<0.05)、7%和12%(p>0.05)、19%和18%(p<0.05)。 4试验组比对照组的蛋白质消化率分别提高了3.6%、2.9%、3.7%(p<0.05)和1.5%(p>0.05);粪蛋白质排出量减少12.7%、7.1%、13.4%和2.4%(p>0.05)。说明,3种添加剂显著提高了生长大菱鲆蛋白质消化率,使粪蛋白质排出量不同程度降低,显示了试验使用添加剂的无公害效应。 权衡不同添加剂及其组合对大菱鲆生长期生长性能、饲料利用率、水生态因子、消化酶活力、非特异性免疫、蛋白质消化与粪蛋白质排出的综合影响,本研究从生态与环保角度得出:3种添加剂组合的效果最好,酵母细胞壁或低聚木糖单独添加表现出优良效果;单独添加胆汁酸也有良好作用。

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根据笔者实测的青海高原高寒地区300余种植物稳定性碳同位素比值(δ13C)以及参阅已经发表过的国内外不同地区的C4植物名录,整理出青海高原高寒地区3 500余种植物中的C4植物.得出青海高原高寒地区共有9科32属的52种植物属于C4植物,禾本科(Gramineae)18属24种,藜科(Chenopodiaceae)9属20种,苋科(Amaranthaceae)1属4种,菊科(Compositae)2属3种,大戟科(Euphorbiaceae)、蒺藜科(Zygophyllaceae)、旋花科(Convolvulaceae)、景天科(Crassulaceae)、眼子菜科(Potamogetonaceae)各1属1种.同时归纳了52种C4植物的生活型以及地理分布区.

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通过对青藏高原地区27°42′~40°57′N,88°93′~103°24′E海拔2210~5050m范围内采集的植物进行碳同位素分析,发现其中2种藜科和6种禾本科植物是C4植物.11个地点的4种C4植物海拔超过了3800 m,其中6个地点的3种C4植物(白草Pennisetum centrasiaticum,云南野古草Arundinella yunnanensis和固沙草Orinus thoroldii)分布在海拔4000 m以上,最高可达4520 m.分析认为在大气低CO2分压背景下,强光照提供的充足能量使C4植物能忍耐更低的温度,以及青藏高原南部降雨集中于高温季节的有利条件,可能是C4植物生长在高海拔地区的重要原因.

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通过对青藏高原东部玛多县境内高寒地区20个科、38个属、62种植物叶片的稳定性碳同位素的测定,来确定植物群落的光合型.结果表明,所测定的62种植物的稳定性碳同位素比值(δ13C)介于-28.6‰和-25.2‰之间,说明这62种植物均属于C3植物,没有C4植物或CAM植物.植物这种光合型的分布与该研究区的环境因素有密切关系,低温是该区没有C4植物分布的关键因素,同时光合型的分布也反映了植物对独特地理环境的适应.

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The Tianshan Mountains is located about 1000-2000 km north of the India-Asia suture and is the most outstanding topography in central Asia, with transmeridional length of nearly 2500 km, north-southern wideness of ~ 300-500 km, peaks exceeding 7000 m above sea level (asl.), and average altitude of over 4000 m asl. Much of the modern relief of the Tianshan Range is a result of contraction driven by the collision of the India subcontinent with the southern margin of Asia, which began in early Tertiary and continues today. Understanding where, when and how the deformation of the Tianshan Mountains occurred is essential to decipher the mechanism of intracontinental tectonics, the process of foreland basin evolution and mountain building, and the history of climate change in central Asia. In order to better constrain the Cenozoic building history of the Tianshan Mountains and the climate change in the southern margin of the Junggar Basin, we carried out multiple studies of magnetostratigraphy, sedimentology, and stable isotopes of paleosol carbonate at the Jingou River section, which is located at the Huoerguosi anticline, the westernest one of the second folds and thrust faults zone in the northern piedmont of the Tianshan Mountains. The Jingou River section with a thickness of about 4160 m is continuous in deposits according to the observed gradual change in sedimentary environments and can be divided into five formations: Anjihaihe, Shawan, Taxihe, Dushanzi and Xiyu in upward sequence. Characteristic remamences were isolated by progressive thermal demagnetization, generally between 300 and 680℃. A total of 1133 out of 1607 samples yielded well-defined ChRMs and were used to establish the magnetostratigraphic column of a 3270-m-thick section from the exposed base of the Anjihaihe Formation to the middle of the Xiyu Formation. Two vertebrate fossil sites and a good correlation with the CK95 geomagnetic polarity time scale suggest that the section was deposited from ~30.5 to ~4.6 Ma and the age of the top of the Xiyu formation is ~2.6 Ma based on an extrapolation of the sedimentation rates. A plot of magnetostratigraphic age vs. height at the Jingou River section shows that significant increases in sedimentation rates as well as notable changes in depositional environments occurred at ~26-22.5 Ma, ~13-11 Ma and ~7 Ma, which represent the initial uplift of the Tianshan Mountains and two subsequent rapid uplift events. In addition, changes in sedimentation rates display characteristic alternations between increases and decreases, which probably indicate that the uplift of the Tianshan Mountains was episodic. We discussed the history of C4 biomass and climatic conditions in the southern margin of the Junggur Basin using the stable carbon and oxygen isotope composition of paleosol carbonates from the Jingou River section during ~17.5-6.5 Ma. The δ13C values indicate that the proportion of C4 biomass was uniform and moderate (15-20 %) during the interval of ~17.5-6.5 Ma. We proposed three hypotheses for this pattern of C4 biomass: (1) counteraction of two opposed factors (global cooling since ~15 Ma and thereafter increased dry and seasonality in central Asia) controlling the growth of C4 grasses, (2) variability in abundance of C3 grasses relative to C3 trees and shrubs if vegetation had ever changed in ecosystems, and (3) the higher latitude of the studied region. The δ18O values show a stepwise negative trend since ~13 Ma which may be attributed to three factors: (1) the temperature decreasing gradually after the middle Miocene (~15 Ma), (2) the increasing contribution of the moistures carried by the polar air masses from the Arctic Ocean to precipitation, and (3) the gradual retreat westward and disappearance of the Paratethys Ocean. Among them, which one played a more important role will need further study of the paleoclimate in central Asia.

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A number of proxy records of paleoenvironment using stable isotopes could show the history of past environmental changes. These archives include peat and lake sediments, loess-paleosot sequence, fossil mammals and stalagmite, and so on. The stable isotopic composition of carbonate and organic matter and frequency magnetic susceptibility from Tianshuigou and Yuanlei loess-palesol sequence can be used to give estimates of the paleoenvironmental history of Dali, and even of the whole Chinese Loess Plateau during the last 250ka. Features of the High Temperature and Large Precipitation Event in the Tibet Plateau and its adjacent area during 40~30kaBP had been studied by Professor Shi Y. In this dissertation, its impact on Chinese Loess Plateau has been discussed again. Carbon and oxygen isotopic ratios, magnetic susceptibility and frequency magnetic susceptibility in Tianshuigou and Yuanlei profiles show that the Event in this area is not so stronger as the Tibet Plateau. The carbon isotopic composition of organic matter in Tianshuigou, Yuanlei, dingcun and Jingcun loess-palesol sequences are indicative of major changes in the paleovagetation between terrace and plain of the Chinese Loess Plateau. Water is one of the most important factors adjusting the relative biomass of C4 plant in terrestrial ecosystems. Stable carbon isotope ratio of vertebrate tooth enamel is used increasingly to reconstruct environmental and ecological information modern and ancient ecosystems. The SI3C value of tooth enamel bioapatites can distinguish between browsers and grazers. Data from typical grassland of Inter Mongolia, the Alpine meadow of Qinghai-Tibet Plateau and the Yaluzangbu Great Canyon indicate that diets of mammals could record the relative biomass of C4 plant only in the C4 dominated ecosystem. In a C3 dominated ecosystem, diet of mammals would include more C3 plants than vegetation. According to Professor Cerling, proxy records from North and South America, Africa and Pakistan show that at the end of the Miocene (between 8Ma to 6 Ma) there was a global expansion of CA biomass, probably when atmospheric CO2 levels declined. Thus, "C4 world" and "CO2 starvation" are put forward. In this dissertation, carbon isotopes of fossil tooth such as Equus sanmeniensis and Hipparion chiai from Linxia, China reveal that there is a C3 dominated ecosystem in the late Miocene. Diets of ancient mammals in Linxia are not evidence of global expansion of C4 biomass.

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为了探讨土壤有机质在降解过程中的迁移、赋存规律,利用C3C4植物的δ13C值差异,通过分析土壤的不同粒径组分和比重组分中土壤有机质的δ13C值,表明,粗砂中的土壤有机质年代最新,细粉中的土壤有机质年代最老,有机质在降解过程中,在土壤各粒径组分中的迁移次序是:粗砂→细砂→粗粉→粘土→细粉;土壤重组分中的有机质年代较老,以降解充分、稳定的有机无机复合体为主,轻组分中的有机质含有更多的降解尚不充分、活性较大的有机质.

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因光合作用的途径不同,C3植物与C4植物具明显的δ13C值差异,根据这种特性,在生态系统发生转变的地域,可较好地将稳定碳同位素方法应用于土壤有机质研究中,本文对此类方法及研究现状作了较综合的论述。

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文章对采自贵州从低海拔的东部到高海拔的西部且大致平行的石灰岩和砂岩两地带均生长的3种C4草本植物,即巴茅(Miscanthus floridulus)、白茅(Imperata cylindrica)和类芦(Neyraudia reynaudiana),以及相对应的土壤表层样品,进行了营养元素和C同位素组成分析;研究营养元素含量随着海拔的不同而出现的变化趋势,以及这些元素之间的相互协变作用,尤其是Ca和N之间的相互协变作用对植物的N含量、C/N比值和δ^13C值的影响,以了解植物的C/N比值(指示植物残留物质量的一种标志)与土壤有机C积累的关系。研究结果表明,植物的N含量和δ^13C值具有随海拔的上升而显著增大趋势,而植物的C/N比值在砂岩地区虽有减小的趋势,在石灰岩地带则没有。对所研究的C4草本植物来说,在土壤pH值为5.8的中性条件下显示出Ca的最大吸收,因此,Ca与其他营养元素之间的协变模式在两种土壤类型中表现出相反的倾向,并存在土壤交换性Ca的边界浓度:当土壤可交换性Ca的含量为2.24mg/g,相应土壤的pH值在5.8以下时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量上升,而植物的C/N比值会显著降低;当Ca在边界浓度以上时,随着土壤可交换性Ca浓度的增大,植物的N含量下降,而植物的C/N比值有增加的趋势。由此可见,植物残留物的N含量和C/N比值受Ca元素含量的相互协变作用的影响。在砂岩地区,随着植物C/N比值的增高,土壤有机质的含量却随之下降,而在石灰岩地区则没有这种倾向。因此得出结论:植物的C/N比值的增大对土壤有机碳积累的影响主要取决于土壤的性质,尤其是取决于土壤可交换性Ca的含量。

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当森林生态系统转变成农田生态系统时,会把C4植物有机质导入到曾在C3植被下发育的土训中去,使土壤中含有来源不同的土壤有机质,引起碳同位素组成变化。因此,可以利用碳同位素来区分土壤有机质来源,实验结果表明,耕作几十年后原森林土壤有机质的含量仍占有主要地位,来源于原始C3植被的有机碳的比例为66.7%,但容易矿化的、对植物营养有效的有机质含量较低,这与当地的耕作方式有关,需要加强对植物残留物返回土壤工作的管理。

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在贵州喀斯特区域一块典型的退耕弃荒洼地中央和周边坡面采集了4个土壤剖面,研究土壤有机碳(SOC)含量和δ^13Corg值的变化.结果表明,坡面不同土壤层次SOC的变化范围为6.0-92.3 mg·kg^-1,并沿着土壤层次的加深迅速降低,变化幅度远远大于洼地土壤剖面(6.3-26.7 mg·kg^-1).坡面土壤δ^13Corg介于-25.103‰和-23.666‰之间,但各剖面土层内部δ^13Corg变化趋势不一致.洼地土壤δ^13Corg介于-23.495‰和-20.809‰之间,并随着土壤层次的加深δ^13Corg逐渐增加.洼地土壤剖面层次内C4-C占SOC的比例随土壤层次的加深逐渐增加,与林-农生态系统转变过程中的变化趋势相反;土壤δ^13Corg与C3-C之间呈显著相关性(R^2=0.7806,n=7),对δ^13Corg起到主要影响作用的是退耕弃荒后新加入的C3-C.

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δ^13C方法是近年来用于土壤有机质动力学研究的一种新方法,该方法除了具有^14C标记法的优点外,还具有无放射性,可以提供长期的标记,并能使所有的土壤有机质组分都能被均匀标记,相对经济、在实验地采样后直接进行研究等特殊优点,从而在土壤有机质及其组分的来源、周转和C3C4植被的历史变化研究中得到广泛应用。随着该方法的迅速发展以及各种分析δ^13C值技术的不断改进,δ^13C方法在研究土壤过程特别是土壤碳循环中显示出新的活力。为了推动δ^13C方法在国内土壤有机质研究中的应用,本文对影响土壤有机质δ^13C值的因素、国内外近年来该方法在土壤有机质研究中的应用和δ^13C值的分析方法作了较全面的综述.

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C3植物与C4植物具明显的δ^13C值差异,利用这种特性,选取荔波茂兰喀斯特森林边缘处这个C3植物-C4植物转换生长的地点,分别采集森林与农田各三个剖面的土壤样品,根据测定其土壤总有机碳,不同粒径及不同比重组分的δ^13C值间的相互关系来推导土壤有机碳的若干迁移规律。

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洞穴次生化学沉积物作为探索区域性、全球性气候变化规律和环境变迁史最重要的“信息库”之一,取得了不少有价值的研究成果。但同时,随着高分辨、短时间尺度气候-环境变化记录研究的开展与数据的进一步积累,也发现此类研究目前存在着一些问题与局限性。事实上,洞穴次生化学沉积物环境替代指标的形成经历了一系列复杂的过程,包含的影响因数相对较多。总的来说,其形成过程从大气降雨开始,穿越土壤层、洞穴盖板层到洞穴内滴水中CO2逸出、过饱和的CaCO3结晶和水中携带的不溶物沉淀。其中在不同的气候与环境条件下水与各层(如土壤层、表层喀斯特和潜水带等)中媒介之间发生的物理化学过程决定了环境替代指标的真实涵义。但目前有关这些替代指标的形成过程及其影响因子、适用性等方面的研究工作相当薄弱,尽管包括本文作者所在课题组在内的一些学者已认识到这一工作的重要性,零星做了一点工作,但还无法形成系统的认识。 在我国西南部,缺少类似我国北方的巨厚黄土堆积,但岩溶发育,且连片分布,其面积居世界首位(东亚喀斯特片区的中心)。因此,在该地区气候环境变迁史研究中,环境记录“档案”——洞穴次生化学沉积物在该方面所起的作用具有与北方黄土一样的重要意义。该研究为利用洞穴次生化学沉积物的地球化学特征恢复古生态环境意义的研究奠定坚实的理论基础。基于此,我们选择我国西南喀斯特发育最为典型的贵州作为研究区域,通过对分布于境内不同地方100多个洞穴进行实地考察和综合评判之后,筛选出一个系列的4个喀斯特洞穴作为研究对象,分别选取一定数量采样点进行采样。在前人研究的基础上,更加深入系统地对该4个洞穴系统中的稳定同位素(碳和氧同位素)进行研究。 分别系统地采集了4个洞穴系统中的大气、植物、土壤、土壤空气、土壤水、基岩、泉水、洞穴滴水、洞穴空气、塘水、潭水和滴水对应的洞穴次生化学沉积物等,现场测试pH值、电导率(Cond.)和气温(T)等,室内分别测试了稳定同位素和其他相关指标(如各种离子浓度等),以期开展不同生态环境条件下正在形成的洞穴次生化学沉积物及其对应的洞穴滴水的地球化学特征的比较研究,揭示它们对气候环境变化的响应机制,即稳定同位素等洞穴次生化学沉积物环境替代指标的现代形成过程以及各种影响因子。 本研究主要取得以下几点认识: 1. 虽然缺乏同气候、等海拔和生物量在10~90 t/hm2之间的植被序列洞穴的对比,以及对土壤有机质和土壤微生物活性等的相关试验研究,但根据分析仍可获知,洞穴化学次生沉积物的碳同位素的生物量效应是由植物碳同位素及土壤CO2微生物分馏作用机制共同制约。也就是说,洞穴沉积物碳同位素信号所反映的信息包括植被碳同位素组成及其生物量所控制的土壤性质(如微生物等),并不一定指示地表植被的C3/C4比例变化,甚至也不一定指示乔、灌、草的比例,当然也不仅仅是植被覆盖变化的简单体现。总之,生物量效应在横向上是存在的,它至少部分控制着洞穴化学次生沉积物碳同位素的变化,在对石笋等碳同位素的高分辨率解译过程中是不容忽视的。其机理可能是,生物量的大小控制土壤性质(营养和含水量等),进而激发或抑制土壤微生物群落的生长和发育,从而影响土壤有机质的分解过程最终导致次生沉积物δ13C值的变化。 2. 贵州喀斯特地区δ13CSOC与源植物的δ13C差值最大达8‰以上,其主要受土壤水热条件、质地和pH值控制。由此可见,δ13CSOC动态总体上反映了植被破坏历史。不过由于未进行具体年限测定,植被受破坏的具体时间未知。因此,今后除了需对SOC含量等问题进行系统的研究外,14C定年以及喀斯特地区更多土壤剖面等的工作也有待进一步开展。 3. 洞穴水在下渗过程中普遍发生了混合作用,致使从上(地表)到下(洞穴)δ13CDIC值变化幅度变小。除了QXD和JJD中δ13CDIC值偏重的滴水外,基岩对滴水碳同位素组成的影响都相对较小,而各洞穴中滴水(沉积物)等碳同位素组成与洞穴上覆植被等有关,是生态环境的真实记录。LFD中各种洞穴水δ13CDIC值之间基本上都达到或接近同位素平衡,且与洞穴系统的生态环境有很好的相关关系(非常显著的时间变化);QXD和JJD之间的洞穴水(除土壤水外)δ13CDIC动态极为相似,即同一洞穴同期不同滴水点滴水δ13CDIC存在很大差异,可能与上覆土壤受到严重破坏导致基岩贡献率相对较高有关,而其中的几个滴水与相应沉积物的同位素不平衡可能是沉积速率太慢或沉积间断所致;XND尽管土壤水与JJD的有相似的特征,但其洞穴滴水平均δ13CDIC之间基本一致且与相应沉积物接近同位素平衡。因此,4个洞穴中,LFD可能是最为适合进行高分辨率和短时间尺度(如季节甚至月份)研究的洞穴。另外,对于文中出现的滴水(上)δ13CDIC偏重于滴水(下)的现象以及土壤中水气平衡的影响因素等还有待今后进一步研究。 4. 研究的4个洞穴系统大气降雨尽管主要受东亚季风控制,但来源不完全一致,还不同程度地受西南夏季风等影响。LFD和QXD受东亚季风影响程度相对高于XND和JJD,西南季风的影响程度恰好相反。 5. 尽管地表蒸发作用对表层(10cm以上)土壤水δ18O有一定的控制作用,但是较深(如10cm以下)土壤水基本不受影响;同位素示踪结果显示,土壤水和洞穴滴水对大气降水均有响应,但响应时间不一,可能与上覆物质(植被、土壤和基岩等)结构构造等控制的水文学特征和有效大气降水量等有关;喀斯特土壤的高度异质性导致土壤水运移机制的不同,从而影响混合作用的过程,最终导致洞穴系统同期土壤水δ18O存在一定差异;雨水在下渗过程中的不同来源水混合作用,是不同类型水δ18O时间上变化幅度不同的主要原因;同一洞穴不同滴水δ18O之间的差异可能与水文学特征不同有关;水化学性质(如SIC)控制沉积物的沉积过程从而影响同位素平衡。 由此可见,利用研究的4个洞穴系统中洞穴次生化学沉积物中氧同位素恢复和重建古降水量的高分辨率短时间变化是可行的。但我们也应注意到,在利用洞穴次生化学沉积物恢复和重建古降水量之前有必要寻找合适的方法(如利用Hendy法则等)判断是否达到同位素平衡。不是所有点沉积物都真实地记录着滴水(大气降水)同位素信号的,尤其在QXD和JJD中,一半左右的滴水点沉积物没有达到同位素平衡。这些均显示出在高分辨率短时间尺度古气候研究中,了解沉积物的形成过程对于准确解译洞穴过去环境变化具有重要意义。

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本研究根据贵阳市区域内不同土地利用方式,选择了自然土壤、农业土壤和城市土壤为主要研究对象。对表层土壤实行多样点的统计分析、以及典型剖面有机碳迁移过程分析,同时结合同位素地球化学示踪原理,探讨了贵阳市区域内土地利用方式变化对土壤有机碳的影响,以及不同土地利用方式间土壤有机碳的来源和降解过程的差异。主要结论如下: (1) 自然土壤转化为农业土壤后,表层(0~10cm) SOC有较为明显的降低趋势。其中,相对于自然土壤(黄壤) 表层SOC(平均值)而言,玉米地、水田、果园下降了40%左右,菜地下降了15%左右。然而,不同菜地土壤间耕种强度存在较大差异,其SOC变异程度高于其它几类农业土壤(CV=57.07%)。与之相反,农业土壤表层DOC(18.86~48.20mg•L-1)接近或超过自然土壤(10.74~36.30 mg•L-1),且ƒDOC占SOC的比例明显大于自然土壤。其中,玉米地DOC最高(平均值:48.20mg•L-1),菜地次之(平均值:30.00mg•L-1),果园第三(平均值:29.87mg•L-1),水田最低(平均值:18.86mg•L-1),但水田由于干湿交替的影响,DOC的变异程度最大(CV=128.57%)。据此推断,在相同气候条件下,自然土壤转化为农业土壤后,由于表层DOC数量和比例的增加,提高了SOC的迁移性,进而加速了碳素在土壤中的迁移转化进程。 (2) 自然土壤转化为农业土壤后,剖面内部(>10cm)多数层次SOC相对于黄壤和黄色石灰土有明显的增加趋势。且通过对不同类型农业土壤人为干扰强度的调查表明:人为干扰强度越强,剖面中一定深度内SOC增加幅度越大。即:离城市较近的菜地2增长最为突出,果园其次,水田和玉米地相当。离城市较远的菜地1由于受人为干扰层次较浅,且出现了犁底层,剖面内SOC的含量水平与黄色石灰土相当。 (3) 原始土壤经搬运重组后形成城市公路绿化带土壤,表层SOC和DOC变幅较宽、离散程度较大,且没有随时间或植被类型等因素的变化而呈现明显的变化趋势。其中,SOC变异程度依次为新成公路绿化带2(CV=58.0%)、老成公路绿化带(CV=55.5%)、新成公路绿化带1(CV=34.1%)。DOC变异程度依次为新成公路绿化带1(CV=93.8%)、新成公路绿化带2(CV=85.7%)、老成公路绿化带(CV=78.0%)。 (4) 在自然土壤、农业土壤和城市绿化带土壤表层中,DOC与SOC、N、C/N、NO3-、NH4-,以及粘粒含量等的相关性均未达到显著水平。另据方差分析显示:果园、水田、菜地和玉米地表层土壤间DOC、SOC含量均无显著差异,说明农业土壤利用方式不是决定土壤表层SOC和DOC含量的绝对因素;新成公路绿化带1,2和老成公路绿化带表层土壤间DOC、SOC含量均无显著差异,说明植被类别和形成时间不是决定土壤表层SOC和DOC含量的绝对因素。 (5) 自然土壤中,枯枝落叶转化为表层(0~5cm)土壤有机质后,δ13CSOC值升高了1~4‰。通过不同碳源间δ13Corg相互关系的判断,在具备枯枝落叶覆盖的表层土壤中,DOC主要来源于枯枝落叶;而在土壤剖面内,随土壤剖面深度的增加,来自于土壤腐殖类物质的DOC占土壤DOC总量的比例呈增加趋势。在黄壤和黄色石灰土中(>5cm土层),土壤剖面中大多数层次DOC比SOC更富13C。 (6) 大多数农业土壤有机碳δ13C值显示其有机肥源中存在C4-C源。且农业土壤中受碳源多样性的影响,菜地、果园、水田和玉米地表层土壤中δ13CSOC与δ13CDOC的相关性均未达到显著水平。其次,除玉米地土壤剖面外,其它供试农业土壤剖面大多数层次δ13CDOC值比δ13CSOC偏负,说明菜地、果园、水田土壤DOC主要为外源的加入。 (7) C3植被转化为C4植被(林-农生态系统转化)后,玉米地剖面中SOC有2.55%~20.80%源于C4-C,随剖面层次的加深有降低趋势,但表现为“之”字形反复;DOC中C4-C的比例在剖面0~40cm处较为相近(25.94%~34.54%),40cm以下则急剧下降(3.18%~15.65%)。说明玉米地剖面 DOC主要来源于土壤腐殖类物质的转化。与林-农生态系统转变过程中的变化趋势相反,洼地农业土壤退耕弃荒一段时间(林-农-林生态系统转化)后,土壤剖面内C4-C占SOC的比例随土壤层次的加深逐渐增加,变化范围在5.77~26.76%。 (8) 在C3植被转向C4植被(林-农生态系统转化)后,玉米地δ13CSOC值与C4-C、C3-C相关系数(r)分别为0.372和-0.102,δ13CDOC值与C4-C、C3-C相关系数分别为0.131和-0.339,其相关性均未达到显著水平。而再从C4植被转回C3植被后,土壤δ13CSOC与C3-C之间呈显著相关性(r=0.88,n=7),说明退耕弃荒后新加入的C3-C对土壤δ13CSOC值影响较大。其SOC的主要来源于洼地周边坡面土壤的侵蚀堆积物和新生草本植被残体。结合当前SOC降解过程的研究成果,本研究认为:洼地土壤退耕弃荒后一段时间里,土壤SOC可能处于累积大于损失状态。这有利于土壤性状向良性方向发展。 (9) 根据同位素值的相互关系和有机碳的来源调查,判断公路绿化带土壤中C4-C为原始土壤所带来。大气颗粒物和雨水中的DOC是表层土壤DOC的主要来源。公路绿化带土壤剖面中,随着时间的增加,土壤腐殖类物质与DOC的相互转化逐渐加强。 上述结论可为人类认识城市区域(特别是有强烈酸性沉降历史的喀斯特城市区域)土地利用方式改变对土壤碳循环的影响,以及不同土地利用方式间土壤有机碳迁移转化过程提供科学依据,也可为正确评估城市区域土壤与其他圈层间碳循环的源、汇关系提供基础资料。