贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳--硫耦合循环研究（可编辑）

贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳--硫耦合循环研究（可编辑） ? “? 一? 致谢 本项 论文 政研论文下载论文大学下载论文大学下载关于长拳的论文浙大论文封面下载 工作是在导师郎赞超副研究员的悉心指导下完成的,在整个论文实 验和论文写作过程中,对我进行了耐心的指导和帮助,提出严格要求,引导我不 断开阔思路,为我解答疑惑。从论文一开始的选题到后来的实验 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 ,以及实验 工作的展开,老师都倾注了大量的心血。研究生期间,郎老师除了在学业给予了 我很大的帮助,还经常关心我的日常生活和思想状况,帮助我排除困难。郎老师 以其严谨的治学态度、精益求精的工作作风,谦和的品质深深地感染并激励着我。 在此谨向导师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。此外,还要非常感谢刘丛强院士在 样品采集和研究工作中给予的巨大帮助与指导。 在此也要感谢丁虎师兄,在我学习,日常生活、实验以及样品采集过程中给 予的帮助,还要感谢赵志琦研究员、刘涛泽副研究员在样品采集中给予的帮助, 正是由于你们的辛苦采样,才有了我今天的成果。还要感谢课题组的各位老 师、 师兄、师姐以及师弟。谢谢你们在各方面给予我的关心与支持。 本论文的实验工作是在中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点 实验室以及中国科学院地理科学与资源研究所郭庆军研究员的实验室完成的。非 常感谢地化所环境实验室老师以及地理所的郭庆军研究员、朱光旭博士等人在实 验中给予的帮助与支持。 最后我要感谢我的爸爸妈妈以及亲人们,谢谢你们对我学业上的关心与支持, 对我生活上的关心与照顾。 衷心向所有关心、帮助我的老师、同学、朋友和亲人们表示衷心的感谢 田丽艳 年月学位论文原创性声明 学位论文题目:贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳琉耦合循环研究 本人提交的学位论文是在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。 论文中引用他人已经发表或出版过的研究成果,文中己加了特殊标注。对本研究 及学位论文撰写曾作出贡献的个人或集体在文中作了明确说明并表示衷心感谢。 本声明的法律后果由本人承担。 学位论文作者签名 日 签字日期: 年 月 学位论文使用授权声明 本人完全了解中国科学院大学、中国科学院地球化学研究所有关保留、使用学位 论文规定,中国科学院大学、中国科学院地球化学研究所有权保留学位论文并向 国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版;有权将学位论文用于非 营利目的的少量复制并允许论文进入中国科学院大学、中国科学院地球化学研究 所图书馆被查阅;有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索;有权将学位 论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定 学位论文作者签名: 导师签名: 签名日期: 年月 日 签名日期: 年月日摘要 摘要 西南喀斯特地区是我国碳酸盐岩出露面积最大、岩溶最为发育的区域,也是 我国土壤受侵蚀严重地区。西南地区由于石灰岩成土缓慢,水文地质结构特殊, 土壤面临地上和地下双向流失,是我国少有的生态环境脆弱地区。由于过去不科 学的土地利用和日益加剧的各种人类活动干扰,西南喀斯特山地普遍存在严重的 土壤流失和石漠化现象,导致喀斯特生态系统严重退化。土壤是退化生态系统恢 复的关键,对喀斯特地区主要类型土壤以及不同石漠化程度生态系统土壤养分循 环的地球化学研究有助于我们理解生态系统正向和逆向演替的生物地球化学过 程机制,并为生态系统恢复提供理论帮助。 已有的研究结果证明在西南喀斯特地区硫的循环影响碳的循环,这种生物地 球化学循环的耦合为我们理解喀斯特生态环境中不同元素的生物地球化学循环 及其生态环境效应提供了新的思路。为了解喀斯特地区土壤的碳、硫的地球化学 循环特征及转化过程,本研究选取了西南喀斯特地区两种典型的土壤砂岩黄壤 和黄色石灰土剖面为研究对象,分析了坡地的不同位置的剖面样品的基本理化 性质值、/值、有机碳含量以及稳定同位素组成、、、 ,得出以下初步结论: .黄壤和石灰土表层有机碳含量和有机碳同位素组成 主要受上覆植被类型和降解过程的影响。由于植被覆盖、地形条件等因素 的影响,沿坡面顶端到底端的方向,两种类型土壤的含量均呈现出坡脚、 坡顶到坡腰逐渐递减的特征。两类坡地土壤含量以及值的变化,反 映了不同类型植被残体的输入以及在土壤中的降解累积特征。土壤组成 的分布特征和变化趋势指示了土壤有机碳的降解过程及其剖面上降解程度的差 异。 黄壤和石灰土表层土壤中值均受大气沉降的影响;沿剖面深度,石 灰土的值变化主要受到厌氧条件下。的异化还原作用及有机质降解的 影响,黄壤剖面值的变化主要与黄壤中的淋滤作用有关;有机硫持续矿摘要 化是值沿剖面深度升高的主要原因。砂岩黄壤剖面值比石灰土的 低,说明其中有机硫与岩层硫有关。 .黄壤和石灰土坡脚剖面的卟、~ 具有很好的相关性。石灰土中总硫含量与含量呈正相关,这 与之前研究结果类似,而黄壤在总硫含量高于一定含量时却表现出相反的趋势, 可能与土壤中硫酸盐氧化有机质有关。通过碳.硫耦合研究以期加深对喀斯特地 区碳、硫营养元素来源、迁移转化、循环以及碳、硫之间相互影响的认识,为预 防土壤养分流失提供科学依据。 关键词:喀斯特;石灰土;黄壤;碳同位素;硫同位素;耦合循环 , , .. ,, , . , , . . , , , ,? ., . .. , ,, , 、、吣. .. , ,. ,,., , . .,;. 刚】】 . , , . .. .; . ; , , :, , , , , 目录 目录 摘 要??.第一章 绪论. 第一节土壤碳和硫研究现状第二节选题依据以及研究意义? 第二章样品采集与实验分析 第一节采样区概况及样品采集? 第二节土壤样品的分析与测试.. 第三章 砂岩黄壤和黄色石灰土地球化学特征?. 第一节土壤值以及/ 第二节 土壤有机碳分布特征? 第三节小结 第四章喀斯特土壤碳同位素组成分布特征??. 第一节土壤有机碳同位素组成特征?.. 第二节土壤无机碳同位素组成分布特征??.. 第三节小结 第五章喀斯特土壤硫同位素组成分布特征??. 第一节土壤硫酸盐硫同位素组成的分布特征.. 第二节土壤有机硫同位素组成分布特征??.. 第三节小结 第六章 土壤碳.硫耦合研究及意义??.. 第一节土壤碳、硫耦合研究第二节 土壤碳.硫耦合研究的意义第三节小结 第七章结论. 第一节 主要结论 第二节 问题与展望??.. 参考文献??. 作者简介以及攻读学位待期间发表的学术论文??. 第一章绪论 第一章 绪论 第一节土壤碳和硫研究现状 土壤处于岩石圈、大气圈、水圈和生物圈的交界面上,是陆地表面各种生命 活动等最为活跃很频繁的场所陈怀满等,。土壤是植物生长以及农业生 产的基础,能够为植物生长提供必需的营养元素,是保持地球系统生命活性、 维 持人类社会以及生物圈共同繁荣的基础熊顺贵,。而土壤有机质是土壤 固相的重要组成部分,含有丰富的营养物质,能够为植物、动物、微生物活动 提 供养分和能量。 贵州处于东亚岩溶区域中心,是我国碳酸盐岩出露面积最大、岩溶最为发育 的省区;同时也是我国土壤侵蚀严重和生态环境脆弱的地区白占国和万国 江, 。由于碳酸盐岩风化成土较弱,岩溶区域土壤的复杂性以及岩溶环境的多 样性,生态恢复存在很大困难,土壤有机质的保持以及提高显得尤为重要曹建 华等,;周云超等,。许多的学者针对西南喀斯特地区展开了诸多的 研究,例如,利用稳定同位素手段来探究土壤中有机质的降解转化过程以及、、等元素的循环等 .,;张伟等,。 .,; .土壤碳研究现状 土壤碳是陆地碳库的重要组成部分,包括土壤有机碳与无机碳陈庆强, 。土壤中的有机碳库与无机碳库都是陆地生态系统重要的碳库,对于温室 效应与全球气候变化有着重要的影响潘根兴等,。土壤有机碳库是陆地 生态系统最大的碳库,在陆地碳循环研究中有着重要的作用,其变化受到气候、 成土过程、时间、母质、植被、地形等诸多因素影响,同时也与土壤类型、植被 覆盖以及土地利用方式等有着密切关系王绍强等,; ..;.,;王发刚等,。土壤有机碳的微小变化可能导致 全球碳收支以及气候系统的稳定性发生改变 .,。并且是控 制土壤肥力和农业生产的关键因素,的流失可以导致土壤肥力和土壤质量 .。 下降,影响到陆地生态系统的稳定性贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 土壤有机碳是影响农业生产,土壤营养元素以及土壤稳定性等的关键因素, .,。土壤有机 而土壤有机碳的流失可能会导致土壤退化等问题 碳含量及其组成不仅取决于土壤形成条件,还与人类活动密切相关。由人类活动 引起的土地利用和土地覆盖变化直接影响土壤碳库和碳循环王艳芬等,; 汪业勖等,。不同土地利用方式、植被类型以及气候条件均会导致土壤有 机碳含量的差异 .,;王清奎等,。土壤碳储量平衡是输入 .,。土 与输出之间平衡的结果,而土地利用则会改变这种平衡 壤类型、土地利用类型、生态系统类型、地理地貌以及成土母质的不同,碳储量 与碳密度均存在很大差异奚小环等,。土壤中的生物、化学以及物理过 程之间复杂的相互作用影响不同土壤有机碳组分的转化速率,植被或土壤管理实 ,。 践发生变化时,有许多的因素以及过程会影响土壤有机碳 诸多学者对不同区域碳储量进行了估算,但由于碳储量的估算统计 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 不同, 基于的基础数据以及参考不同,所得出的土壤有机碳库也存在极大差异。土壤有 机碳主要集中分布在土壤层左右的范围内。,估算全球范 估算全有机碳储量 围内有机碳储量分别为和。 为。估算的全球碳储量为 。研究 表明土壤层:全球土壤碳储量为.,有机碳储量约为?, 碳酸盐中碳储量约为:.。 .,。我国 中国土壤有机碳含量的研究已经在很多区域展开 国土面积约占全球陆地面积的/,而土壤总有机碳库仅占全球的/,故我 国属于低土壤有机碳密度的国家,同时我国土壤有机碳总体分布呈不均匀状态 潘根兴等,;奚小环等,。不同学者针对中国土壤有机碳含量进行 了估算,部分估算结果见表.。 第一章绪论 表不同学者怙算中国土期曙沛砺剡者量以及硒密度土壤 西南喀斯特地区是生态环境十分脆弱的地区之一,石漠化等生态问题的存在 也使得土壤碳库储量不断下降,另外西南喀斯特地区还是我国酸雨重灾区之一, 土壤严重被侵蚀,基岩大面积出露、生产力急剧下降以及洪涝灾害频发,森林覆 盖率大幅度下降,土地质量退化,石漠化严重导致生态环境恶化。一些学者通过 对不同流域西南岩溶作用与碳循环研究,发现外源水通过岩溶作用可加强岩 溶碳 汇效应,岩溶土壤具有特殊的碳循环机制,亟待开展此方面的研究 .. ; .,;杨慧等,。西南喀斯特地区土壤退化现象严重,有机质 大量流失,该地区不同土地利用方式下有机碳特征见表.。 ., 表西南地区不同土地利用方式下特征引自 与表一对比发现,西南地区整体碳密度低于全国平均水平。湿地系统中具 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳。硫耦合循环研究 有高含量的有机碳以及高的碳密度,而荒漠中有机碳的含量却比较低。不同 生态 系统条件下,有机碳含量有机碳密度存在较大的差异。 .土壤硫研究现状 硫是地壳中含量最丰富的元素之一,也是一切生物必需的营养元素之一。 地壳中硫的平均含量约为.%~.%吴又先等,;陈怀满等,。 全球硫循环中,硫的主要储库是地壳中的岩石。硫是多价态元素,具有.价 至价之间不同的价态,硫的这些价态决定了硫循环的复杂性。 硫是植物必需的营养元素,土壤是硫营养的主要来源,而土壤的供硫能 力与土壤硫的含量、形态以及有效性密切相关郭亚芬等,。世界土壤 含硫量在/之间,平均值为/,,中国土 壤全硫含硫量./。不同地区土壤硫含量存在差异,土壤中硫的含 量与土壤类型及母质有一定关系孙建中等,。我国南方土壤含硫量在 .%~.%之间,华北地区土壤中硫的含量高于我国南方土壤,其含量范 围为.%~.%刘崇群,;孙建中等,。南方十省土壤有效 硫平均含量为. /,江西土壤有效硫量最低. /,贵州土壤 有效硫量最高. /刘崇群等,;。 前人的研究表明,土壤既是的汇也是的源,; ,,。土壤中硫的来源有母质、大气沉降、灌溉水、施肥等, 不同类型土壤含硫量差别很大,土壤含硫量与所处的地理环境、成土母质、 风化程度、降水量、土壤质地和有机质含量有着密切关系王凡等,; 陈怀满等,。土壤中的硫主要包括有机和无机两种形态,其中大多数土 壤中的硫以有机硫的形态存在,而多数有机硫必须矿化为形态才能被作 物吸收利用李书田等,。 硫在土壤中的行为主要包括:吸附与解吸、氧化还原、有机硫的矿化以 及循环迁移等陈怀满等,。其中,土壤硫的氧化还原不仅影响地区各 个圈层硫的交换和循环,而且与土壤一些其它过程、土壤环境、植物生长等 有着密切的关系李新华等,。有机硫的矿化决定着土壤硫的供给,土 壤中硫的矿化速率与有机硫的类型以及相应的化学键密切相关林启美等, .,。土壤硫的矿化受到植物生长的影响,但是,淹 ; 第一章绪论 ., 没条件下有机硫的矿化以及对植物的有效性方面的研究比较少,; .,。有机 硫的矿化还要受到土壤值、 ; 温度、水分以及有机质等因素的影响,施肥也会影响有机硫的矿化,土地利 用活动对硫循环产生影响。陈怀满等,; 。土壤 中硫的输入、输出以及各形态硫之间的转化的等构成了土壤硫的循环见图 .。 挥 发 图土壤中硫的循怀引自陈怀满, 年代以来,随着土壤缺硫现象的日益严重,我国学者对耕地土壤中硫的形 态及有效性进行了大量研究,并提出应加强硫与其他元素相互作用方面的研究 郝庆菊等,;林启美等,。针土壤中硫的形态变化,等 研究了土壤中硫形态与土壤的物理、化学性质的关系,各形态硫在土壤剖面上的 分布规律,同时得出,土壤中各形态硫含量与有机碳关系密切。 近年来,学者们对土壤碳.硫之间的相互作用以及同位素方法进行了大量的 研究。研究指出土壤中有机质与硫之间存在相互影响,有机质的组成和地球化学 环境影响硫形态组成的同时,反过来也会影响它在土壤生态系统中的行为,同时有机质的降解会影响硫在土壤中的行为 ,; 并且,土壤硫含量与土壤有机碳含量之间存在 .;: .,。 很好的相关性 .,; ,; .,; .,。等的研究表明,河流中硫化物氧化产生的硫 酸主要被碳酸盐中和,硫酸.碳酸盐风化能够影响河流中值,且 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 与有一定的负相关关系。 等研究了台湾喀斯特地区自然水体中深源以及硫酸 对碳酸盐岩风化的影响。我国西南喀斯特地区酸雨现象严重,而含硫化合物 是酸雨的主要物质 .,; ,。针对西南喀斯特 地区碳、硫之间的相互影响以及相互作用的研究正在开展。贵州喀斯特地区 分布 较多的富含硫的煤系地层,硫化物经氧化过程生成硫酸,见式.: //.矿 式? 李思亮等通过研究发现硫循环中形成的硫酸广泛参与了流域碳酸 盐矿物的溶解和流域侵蚀。 咯.。 式. ...。 式. 蒋颖魁等通过对乌江流域河水硫酸根离子的硫同位素组成研究,认 为参与流域侵蚀的硫酸主要来自煤系地层硫化物和矿床硫化物的氧化及大 气酸 沉降。农业活动中肥料的施用可以导致流域内硝酸盐和硫酸盐含量的增加,硝酸 盐和硫酸盐在厌氧或缺氧环境中并在微生物的作用下大量氧化有机质。 ’或生成 式 通过对比研究发现,喀斯特流域石漠化地区的有机碳降解以无机碳的形式流 失的速率较其它生态环境流域大。硫化物氧化产生的硫酸促进了碳酸盐岩矿物的 溶解。 第二节选题依据以及研究意义 碳、硫是植物生长发育必需的养分。碳素营养是植物的生命基础,是植物进 行一切生命活动的能量来源,硫参与植物体内蛋白质和酶的合成,硫素的缺少会 影响植物的正常生长,碳、硫都是生命活动的基本元素武吉华等,。 喀斯特地质与生态系统是地球表层系统中的重要组成部分,其变化将对其 它地区以及整个地球系统的物质循环等方面产生影响刘丛强等,。喀斯 特地区土壤有机碳受到诸多因素的影响,例如土壤、、情况,并且喀斯特 地区土壤的固碳能力及有机碳稳定性较弱,易受外界干扰而引发有机碳流失,土 壤质量存在下降或退化的风险廖洪凯等,;丁访军等,。中国西南 第一章绪论 喀斯特地区分布大片裸露的碳酸盐岩,由于地表崎岖破碎,坡度陡峭,溶蚀及 水 蚀作用显著。石灰岩风化成土过程缓慢,形成的土壤瘠薄,土被不连续,又由于 西南喀斯特地区降雨较多,容易造成水土流失。再加上人们对土地的不合理利用 等原因,导致该地区石漠化加重。贵州位于西南喀斯特地区的中心地带,其石漠 化面积也很大。喀斯特地成为我国生态环境非常脆弱的地区之一,而坡地对环境 变化的响应较为敏感。 另外,西南喀斯特地区还是我国酸雨重灾区之一,土壤严重被侵蚀,基岩大 面积出露、生产力急剧下降以及洪涝灾害频发,导致生态环境恶化,土壤退化。 酸沉降影响下的喀斯特地区土壤硫循环实际上与碳酸盐岩溶解和土壤质量退化 密切相关张伟等,。 本论文工作主要选择贵州中西部喀斯特地区分布广泛的土壤石灰土和黄壤 作为研究对象,开展以下研究内容: 明确坡地土壤黄壤与石灰土基本理化性质值、/值、有机 碳含量等沿剖面变化特征。 掌握坡地土壤中碳同位素有机碳同位素和无机碳同位素组成分布 特征。 掌握坡地土壤形态硫的提取方法以及硫同位素硫酸盐跟有机硫同位 素组成分布特征。 碳.硫耦合研究的初步探讨及启示意义。 通过本项工作,可以深入了解喀斯特石灰土和砂岩黄壤剖面有机碳和各形态 硫及其同位素的剖面分布特征,揭示喀斯特石灰土和砂岩黄壤剖面的和迁 移转化过程中的相互作用及影响,该研究有助于我们加深对喀斯特地区碳、 硫营 养元素来源、迁移转化、循环以及碳、硫之间相互影响的认识,为预防土壤 养分 流失和制定科学的土壤管理策略提供理论依据。 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 第二章样品采集与实验分析 第了采样区概况及样品采集 .采样区概况 研究区位于中国西南的贵州省中部偏西的普定县境内图.。普定县处于 乌江上游三岔河属长江水系与北盘江支流一打帮河属珠江水系分水岭的 北坡,属亚热带季风性湿润气候,年均温度.,年均降雨量.,降 雨季节多集中在月。普定县岩溶发育强烈,发育了典型的峰丛洼地的岩溶地 貌,岩溶面积占全县总面积的.%左右。自然坡地森林植被退化比较严重,植 被多为稀疏灌丛和次生林。境内主要土壤类型有黄棕壤、黄壤、石灰土、紫 色土、 草甸土。研究区的坡地土壤是由母岩风化物发育而来的土壤,以黄色石灰土 和酸 性黄壤为主,土层厚度一般为~ ,多为黏质,土壤交换量和盐基饱和度 均高,土体与基岩面过渡清晰。区内沙坝地坡地的土壤主要以砂岩黄壤为主,上 覆植被密集,主要以灌木和草丛为主;陈旗堡坡地上黄色石灰土发育,植被覆盖 较少,仅有稀疏灌丛,土壤分布多不连续。 图采样点示意图 第二章样品采集与实验分析 .样品采集 年月分别于贵州省普定县的沙坝地和陈旗堡两地采集土壤样品图 .,分别在两个坡地的坡顶、坡腰和坡脚处采集土壤剖面,共计个剖面。在 剖面表层内,以间隔进行采样,以下按每间隔采集。将 采集到的土壤样品在实验室内去除动、植物残体,自然风干后按四分法取样,研 磨过筛、、目后均匀混合,封装备用。剖面采集基本情况以及采 样点状况见表.、图.至图.。 表采样基本情况 图.沙坝地采样点上覆植被 西贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 图陈旗堡采样点上覆植被 图.沙坝地砂岩黄壤剖面 第二章样品采集与实验分析 图.陈旗堡黄色石灰土剖面 第二节土壤样品的分析与测试 土壤值测定 称取 目筛的自然风干后的土壤样品,加入 .过 无去离子水作为浸提剂,在磁力搅拌器上搅动~,再静止, 使用酸度计进行值测定,每个样品测试三次,最后取三次测试结果的平 均值作为样品的最终值。 土壤有机碳含量以及/值测定 离心管中,加入.‘‘的盐 称取过目筛的土样.,放入 酸溶液,浸泡,其间每摇动一次,以去除土壤中的碳酸盐。之后用 去离子水离心洗涤至中性并?烘干,烘干后的样品经玛瑙研钵研磨过目 筛。称取定量样品后封装在锡杯中,用型元素分析仪测定土壤有机碳及 总氮含量以及/值,仪器对的分析范围为.~.,的分析范 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 围为.~. 。 土壤有机碳同位素值测定 将处理后的土壤样品与氧化铜混合装入石英管内,并抽真空密封,在马弗炉 内?烧~个小时。待冷却后将气体导出,在中国科学院地球化学研究 所环境地球化学国家重点实验室型质谱仪上进行碳同位素值测试。并 以国际 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 作为参照: %【样品.标准/标准× 式. 其中,样品为待测样品同位素比值;标准为国际标准同位素比值,分 析误差小于土.%。 土壤无机碳同位素值测定 称取过目筛的土壤样品~加入到玻璃瓶内,用瓶塞将玻璃瓶口塞紧, 将玻璃瓶内抽成真空,加入足量稀磷酸,并在磁力搅拌器上搅拌~,之后 将瓶内的气体导出。在中国科学院地球化学研究所环境地球化学国家重点 实验室型质谱仪上进行碳同位素值测试。同位素比值表示方法同式., 分析误差小于士.%。 土壤硫形态的分离以及硫同位素值测定 首先,加入%到自然风干目的土壤样品中,溶解可溶硫酸盐单硫 化物等。然后采用作为还原剂来还原黄铁矿,使用和 溶液,将生成的最后转化为沉淀。通过以上分离所剩余的残余固体只 含有机硫与艾士卡按比例混合置于马弗炉中,通过热水过滤盐酸作用, 溶液作用等一系列 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 ,最终转化为硫酸钡。残余溶液可溶的硫酸盐硫先用 硝 酸盐滤纸过滤再加入溶液来沉淀硫酸根离子为。 最后在中国科学院地球化学研究所环境地球化学重点实验室的连续流同位 素质谱仪上进行硫同位素值测试。并以国际标准作为参照, 式. ?/样品//.× 样品的称样量在.左右,每个样品至少测两个平行样。所用标准为中国 国家参考标准:硫化银,一.‰和硫化银, .‰。测试精度优于士.% 第三章 砂岩黄壤和黄色石灰土地球化学特征 第三章砂岩黄壤和黄色石灰土地球化学特征 本章内容主要从土壤值、/值以及有机碳含量等方面来对喀斯特地区 典型砂岩黄壤和黄色石灰土剖面进行研究,了解这两种土壤剖面的值、/ 值以及有机碳含量的分布特征,对比不同类型土壤和不同剖面深度上这 些指标的变化特征。 表采样点基本理化指标及有机碳含量 第一。节土壤值以及/ .土壤值 土壤酸碱度又称“土壤反应”,是土壤溶液的酸碱反应,是土壤的重要化学 性质。土壤酸碱性是土壤交替的固液相性质的综合表现,主要取决于土壤溶 液中 氢离子的浓度,以值表示。土壤交替表面的阳离子组成对土壤酸碱性影响极 大熊顺贵等,。土壤酸碱度是影响植物生长以及土壤肥力的重要因素, 是土壤肥力的一项重要指标。土壤的值与土壤类型有着密切关系,经常被看 作是土壤性质的主要变量,它对土壤的许多化学反应和化学过程以及植物和 营养 元素的有效性等有显著影响陈怀满等,。土壤值的变化将会影响土 .,。 壤中微生物活动、碳以及碳的循环速率 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳一硫耦合循环研究 土壤昌 型 蜷 恒 器 图土壤值沿剖面变化特征 对比发现:两种类型土壤值存在很大差异图一,表现为如下特征: 砂岩黄壤值在.~.之间变化,石灰土剖面在.~.之间变化表, 前者明显低于后者。就沿土壤剖面深度增加的变化而言,两类土壤值均表现 出增大的趋势图.,这与之前的研究结果相类似朱书法等,;李龙波 等,,主要是由于黄壤属于地带性土壤,受淋滤作用比较强,钙、镁元素淋 失较多;而石灰土是由碳酸盐岩发育而来,具中性至微碱性。 .土壤/比值 土壤碳、氮比值/是衡量土壤、营养平衡状况的指标,其演变趋 势对土壤碳、氮循环有重要影响,它的大小影响着微生物的繁殖和活动,从而 影 第三章砂岩黄壤和黄色石灰土地球化学特征 响有机质矿化分解速度、土壤碳氮含量和植物生长王加恩等,。土壤碳 氮比的差异与不同土地利用方式下的土壤有机碳和土壤氮含量大小密切相 关史 利江等, /值不仅可以指示土壤有机质的降解程度,同时也是影响土壤有机质降解 的重要因素,进入土壤的植物残体/值小于~时,微生物活动增强, 易于有机质的降解,且随着土壤/值的增加,土壤有机碳矿化速率持续增加 窦晶鑫等,;廖建雄和王根轩,。一般而言,有机质氮含量低或/ 值高,有机质降解缓慢,/值大于~时,则分解速率下降廖建雄和 王根轩,;陈怀满,。 黄色石灰土剖面变化范围为.~.,平均值为.。而砂岩黄壤剖面/ 值变化范围为..,平均值为.。对比两种土壤类型的/值发现:黄色 石灰土/值变化幅度明显小于砂岩黄壤剖面,尤其是从地表至剖面深度, 说明砂岩黄壤中的营养物质相对黄色石灰土丰富,微生物活动相对较强,导 致矿 质氮相对较多地被微生物所利用。就整体趋势而言,两类土壤/值都有随土 壤深度的增加出现下降的趋势。而随着剖面深度增加,有机碳降解过程受到 影响, 导致/值降低。 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳一硫耦合循环研究 土壤/ 昌 趟 蜷 恒 幂 图.土碳氮比值/值沿剖面变化特征 土壤有机碳库是陆地生态系统最大的碳库,其变化受到气候、成土过程、时 间、母质、植被、地形等因素影响,同时也与土壤类型、植被覆盖以及土地 利用 .,; .,;王发刚等,。土 方式等有着密切关系 壤有机碳的微小变化可能导致全球碳收支以及气候系统的稳定性发生改 变 .,,与此同时,是控制土壤肥力和农业生产的关键因素, 的流失可以导致土壤肥力和土壤质量下降,影响到陆地生态系统的稳定性 ,。喀斯特地质与生态系统是地球表层系统中的重要组成部分, 其变化将对其他地区以及整个地球系统的物质循环等方面产生影响刘丛强 等, 第三章砂岩黄壤和黄色石灰土地球化学特征 。喀斯特地区土壤有机碳含量与植被类型以及覆盖度有着显著关系刘芳 等,;罗海波等,;廖洪凯和龙健,。 本研究中所采集到的黄色石灰土和砂岩黄壤的含量范围分别为 .~. ?和.. 表,砂岩黄壤的表层~含 量略高于黄色石灰土图.。这是由于土壤表层的主要来源于地表植被 残体和凋落物的直接输入,植被覆盖情况直接影响土壤表层的含量。前人 的研究结果表明,不同石漠化阶段和不同土壤层次间的含量均存在较大差 异,伴随着石漠化程度的加剧,含量显著下降闫俊华等,。在本研 究中,由于陈旗堡上覆植被稀疏,具有轻度石漠化现象,地表的植物残体以及凋 落物输入较少,使表层石灰土中有机碳含量偏低。而距地表以下的土壤剖 面,砂岩黄壤含量低于黄色石灰土,与黄壤不同的是石灰土中含有大量的 钙、镁离子,能与土壤有机质形成较稳定的腐殖质钙,进而具有较丰富的有机碳 刘丛强等,。另外,的积累不仅取决于物质的输入,更与的 降解密切相关 ,,其降解受到温度、降雨以及土壤 类型等诸多因素影响,造林、施肥等人类活动也会影响土壤有机碳矿化. ,; .,。 两类土壤有机碳含量均随剖面深度的增加而降低,这与前人的研究结果类似 朱书法等,;李龙波等;;刘涛泽等,,因为随着剖面深度的增加, 有机物质的来源和微生物数量不断减少,且表土层因沉积作用不断被埋藏,成土 时间增加,因分解导致的有机质含量降低幅度增大,从而有机质含量不断减少张 月鲜等,。沙坝地的坡顶所采集到的砂岩黄壤剖面在处含量 出现骤增现象,这是由于在该层位出现泥炭或煤系地层,其有机碳含量较高李 育枢和李天斌,。除此之外,沿坡面顶端到底端的方向,砂岩黄壤和黄色石 灰土含量总体表现出坡脚坡顶坡腰的分布特征见图.,其变化与刘 涛泽等在广西环江石灰土坡地的分布特征不同,这是因为我们所研究的 两个坡面坡脚相对于坡腰平坦,植被覆盖较好,有利于有机质堆积。坡项与坡腰 相比,坡顶植被覆盖较好,来源于植物残体以及凋落物等直接输入较多,有利于 在坡顶的堆积,使得坡脚含量相对较高。 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 含量? 名 趟 聪 恒 覆 图.土壤有机碳含量沿剖面变化特征 第三节小结 喀斯特地区典型的两种土壤类型黄壤和石灰土值存在差异,主要是 由母岩发育的土壤类型不同所决定。有机碳及剖面分布存在差异:受到植被退化 等因素影响,砂岩黄壤表层土壤含量高于黄色石灰土表层土壤,而剖面中 泥炭层的存在使该位置有机碳含量显著升高。除了砂岩黄壤坡项剖面个别层位外, 沿坡面顶端到底端的方向,砂岩黄壤和黄色石灰土含量总体表现出坡脚 坡顶坡腰的分布特征,坡腰位置含量相对较低可能是由于坡度以及植被覆 盖情况等的影响,不利于有机质的堆积。而坡脚位置高的含量可能与坡脚 位置地形条件有关,本研究中坡脚地形较为平坦,适于有机质堆积。 第四章 喀斯特土壤碳同位素组成分布特征 第四章喀斯特土壤碳同位素组成分布特征 碳同位素早已被用于研究生态系统生物过程中的动力学效应和生物圈碳循 环过程特征于贵瑞等,。稳定碳同位素示踪法已被广泛应用到 重现/植被的变化历史、判断土壤有机质的来源、评估土壤有机质及其组 分的分解程度与周转以及土壤碳循环等方面。为了解研究区内母岩所发育的 两种 不同类型土壤黄壤和石灰土有机碳与无机碳的来源及相互转化过程,应用 手段进行了示踪。其有机碳同位素组成与无机碳同位素组成在剖面上分布的 统计 结果见表.。 表喀斯特坡地土壤碳同位素组成 ?. .土壤有机碳 黄壤坡顶 一 ?. . . 黄壤坡腰. . . ?. 黄壤坡脚 一 ?. . . 石灰土坡顶 ?. ?. . . 石灰土坡腰 一. ?. . . 石灰土坡脚 .. . . .. 土壤碳酸盐 黄壤坡顶 ?. ?. . .. 黄壤坡腰 ?. ?. . .. 黄壤坡脚 一 ?. . .. 石灰土坡顶 ?. ?. . . 石灰土坡腰 一 ?. . .. 石灰土坡脚 土壤值、/值、上覆植被类型以及人类活动等因素是影响土壤剖面不 同深度。。。值变化的重要因素,而成土环境可能是导致两种类型土壤有机碳 剖面分布和稳定碳同位素组成差异的主要原因李龙波等,。土壤含 量和。。。值随深度的变化,反映了植物残体的输入及在土壤中分解累积的特 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳一硫耦合循环研究 征,这有助于了解坡地土壤的成土过程和受到的侵蚀程度刘涛泽等,。图 表示陈旗石灰土剖面和沙坝地砂岩黄壤的土壤有机碳同位素随剖面深度的 变 化。石灰土剖面值的变化范围为.%..%。,平均值为..;砂 岩黄壤剖面值变化范围为一.%..%,平均值为..%。,略低于石 灰面。本研究结果表明,两种类型的土壤的。。。值与植物的。。。 均值%接近,,说明其上覆植被类型主要为植物, 植物分布相对较少。 ?。% . ? . . . ? 暑 谜 聪 恒 翟 图土塌隋机碳同位蒙组成”。沿削面垄朔:特征 三个砂岩黄壤剖面值表现出随深度呈现先增加后减小并趋于稳定的 趋势,这是由于表层土壤受到新鲜植物掉落物影响较大,而随着剖面深度的 增加, 在排水良好的表层土壤中,值通常%。~%的升幅 .,。 第四章 喀斯特土壤碳同位素组成分布特征 而随着深度的继续增加同位素值降低并趋于稳定,主要是由于难降解的有机质 例如木质素等含量增加并在土壤剖面底层积累堆积等原因所导致朱书法等, 。黄色石灰土坡顶、坡脚剖面值随深度的变化与砂岩黄壤剖面的 趋势相同,但坡腰剖面则出现随剖面深度逐渐降低并逐渐趋于稳定的趋势,可能 的原因是,陈旗堡地区坡地坡腰位置不利于植物残体等新鲜有机质的堆积,同时 坡腰的石漠化现象比较明显,植被覆盖率低,植物枯枝落叶等的输入减少,土壤 受到新鲜有机质的影响较小,多为以前的有机质堆积,成土时间比较长。 在陈旗堡石灰土剖面的以上至地表处,坡腰和坡顶的数据具有明显相 反的趋势,表明近期土地利用方式可能发生改变或是坡腰处可能有植被的入 侵,但两者的/值并未见明显差异,且坡腰的值随剖面深度增加平缓 降低,因此推测很可能是上覆植被类型的变化导致了这种现象,很可能是由于退 耕还林作用的结果。所有剖面底部的值均较低,说明以前均是以植 物为主的植被分布。而黄壤剖面的坡脚部分值在左右具有很明显 的突变,且同层位的/值具有此剖面的最低值,很可能是土地利用方式的改 变,如改为农业用地后进行耕作、施肥等等。结合/值和有机碳含量的数据 可以看出,黄壤剖面坡脚所在位置的土壤经历过强烈的扰动,早期可能是由 于自 然堆积,后来受到人为活动的干扰,比如耕作,然后逐步地退耕还林。坡顶和坡 腰处剖面数据显示受到人为扰动的可能性不大。 第二节土壤无机碳同位素组成分布特征 土壤是陆地生态系统中最大且周转时间最慢的碳库,土壤碳库主要包括土壤 有机碳库和土壤无机碳库两大碳库,土壤无机碳中多以碳酸盐形式存在,而以 形式存在的无机碳的量占绝大多数王绍强等,;许乃政等,。 土壤碳酸盐的来源有两种,即:原生碳酸盐和次生碳酸盐,干旱性土壤中有机碳 含量与土壤碳酸盐含量呈现明显的负相关,而且土壤有机碳对土壤碳酸盐的溶蚀 具有一定的驱动作用潘根兴,;张林等,。与土壤有机碳相比,无 机碳的积累速率比有机碳高且相对比较稳性王海荣等,。 土壤有机碳库与无机碳库都是重要的陆地碳库,对于温室效应与全球气候变 化有着重要的控制作用许文强等,。土壤碳酸盐的碳同位素组成指示古 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 环境的变化姜文英等,。土壤无机碳同位素组成可用来示踪土壤的形成 过程,。 图.表示沙坝地和陈旗堡两类土壤黄壤和石灰土中无机碳酸盐的碳同 位素值随剖面深度的变化。陈旗堡黄色石灰土面值变化范 围为..%。..‰,平均值为..%。。三个石灰土面的值随着剖面深 度的增加均表现出先降低后上升的变化趋势。石灰土的坡顶剖面在整个 土壤剖面上变化不是很明显,在处附近出现最低值;坡腰剖面的 值在处出现最低值,以下则表现出逐渐降低并逐渐趋于稳定的趋势; 石灰土坡脚剖面的值在附近出现最低值,以下则表现出逐渐 降低的趋势。 ‰ . . . . .暑 瑙 蜷 恒 覆 图土壤碳酸盐碳同位素组成”值沿剖面变化特征 第四章 喀斯特土壤碳同位素组成分布特征 沙坝地砂岩黄壤剖面值变化范围为一%.%,平均值为..%。 黄壤坡顶剖面值沿剖面呈现波动性上升的趋势,值在表层处最低; 黄壤坡腰和坡脚剖面随土壤剖面深度表现出与黄色石灰土剖面相类似的变 化趋 势,即随剖面深度增加,值呈现出先降低后上升的变化特征。两个剖面 的值在附近最低,这个深度也是土壤中微生物较为活跃的层位。砂 岩黄壤坡顶剖面的无机碳同位素组成波动较大,随土壤深度表现为先增加后 减小 并趋于稳定的趋势。除此之外,三个黄色石灰土坡面和两个砂岩黄壤剖面的 值随剖面深度均表现出先减小后增加,到一定层位后趋于稳定的趋势。 这是由于表层土接近大气,不断与大气进行湍流交换,受到大气影响较大 张林等,,而大气相对于土壤更富集,因此,表层土壤 值会相对较高。而随着土壤深度的继续增加,受到大气的影响减弱,同时 由于微生物活动活跃,有机质降解程度增加以及植物的各种生物活动加强等,而 土壤有机质分解产生的和植物呼吸等产生的相对富集,因此 值会有所降低;而随着深度的继续增加值增大的原因可能是由于深层土 壤中的有机质降低、根系、微生物数量以及生物活动减少,从而植被、生物等因 素对值的影响逐渐消失。 从整体对比两种类型土壤的值发现,黄色石灰土剖面的值高 于砂岩黄壤剖面,这可能是由于两类土壤的基岩不同,黄色石灰土是由碳酸盐岩 发育而来,而黄壤属于地带性土壤。砂岩黄壤剖面的值变化幅度要大于 黄色石灰土剖面值的变化幅度。两种类型土壤的值随土壤剖面深 度变化幅度的不同,反映了土壤有机碳向无机碳的转化程度的差异。而成土过程 以及成土环境也会导致两种类型值组成存在差异。 第三节小结 在剖面深度上,除了黄色石灰土坡腰剖面外,两类土壤剖面的。?值的 总体变化趋势在以下基本一致,表现为随着剖面深度的增加而降低并趋于 稳定,主要由于难降解的有机质例如木质素等含量增加并在土壤剖面底层积 累、堆积等原因所导致。黄色石灰土坡腰位置值沿剖面深度变化特征受 到成土过程的影响较为显著。植被残体输入以及在土壤中的降解而累积过程是 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳一硫耦合循环研究 。。。值沿剖面深度变化的主要因素。值、/值以及成土过程均对土壤中 有机碳同位素分馏产生影响。两类坡地土壤含量以及值的变化,反 映了不同类型植被残体的输入以及在土壤中的降解累积特征,有助于我们了解坡 地堆积侵蚀以及成土过程对循环的影响。 不同类型土壤的值存在较大差异,而成土环境和成土过程也会影响其 在剖面上的变化。表层土壤的无机碳同位素组成受到大气中的影响较大, 随着剖面深度的增加,则主要受到有机质降解以及根系呼吸产等作用的影响。砂 岩黄壤的无机碳的同位素组成表明,剖面上部土壤的碳酸盐主要是次生碳酸盐, 其碳的来源主要来自土壤有机碳的降解。砂岩土壤剖面下部土壤中的碳酸盐可能 也主要是次生碳酸盐,但来源于无机碳酸盐溶解的无机碳的比例明显增大。土壤 无机碳的同位素组成分布和变化趋势指示了土壤有机碳的降解过程及其剖 面上 降解程度的差异。 第五章 喀斯特土壤硫同位素组成分布特征 第五章喀斯特土壤硫同位素组成分布特征 硫同位素己被广泛应用到生物地球化学研究之中,尤其是硫同位素作为示踪 剂在土壤的生物地球化学研究中发挥了重要的作用,常被用来示踪硫的来 源、迁 移转化以及硫循环等。 本章内容通过对两种类型土壤中两种形态硫有机硫和的硫同位素 进行研究,了解其在剖面上的变化特征,以及不同类型土壤同位素变化的区 别, 探究。以及有机硫的来源以及迁移变化。具体结果见表.。 表喀斯特坡地土壤硫同位素组成小 土壤有机硫 黄壤坡顶蜕 黄壤坡腰叭 黄壤坡脚?? 石灰土坡项”; 石灰土坡腰 粥; 石灰土坡脚 . .. . . 土壤硫酸盐 黄壤坡顶 . . . . 黄壤坡腰 .. .. . . 黄壤坡脚 . . . . 石灰土坡项 . . . . 石灰土坡腰 . . . . 石灰土坡脚 第一节硫酸盐硫同位素组成的分布特征 土壤中硫的同位素分馏受到诸多因素的影响,不同物质来源的硫具有不同 的硫同位素组成赵敏等,。图表示沙坝地和陈旗堡坡地土壤黄壤 和石灰土中可溶性硫酸盐的硫同位素值 随土壤剖面深度 的变化。如图所示,陈旗堡黄色石灰面 值变化范围为.%。.%。, 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 平均值为.%。三个石灰土剖面的 沿土壤深度均具有类似的变化特征, 即整体上随着深度的增加 值表现出波动性上升的趋势并且均在左 右达到最高。 沙坝地砂岩黄壤剖面 值变化范围为..%~.%,平均值为..%。 三个砂岩黄壤剖面 值随着土壤剖面深度均表现出逐渐降低的趋势。坡顶 剖面的 值在处突然上升,之后逐渐下降;坡腰值沿剖面在 附近有小幅度升高,之后逐渐下降,但在以下又出现上升的趋势; 坡脚叫值沿剖面表现出逐渐下降的趋势。对比两种类型土壤的 值可 以发现,砂岩黄壤剖面的变化幅度明显高于黄色石灰土,砂岩黄壤坡顶和坡 腰剖 面的绝大多数的值均小于..%,而石灰土的值均大于.%。 ‰ .. .. . . . 昌 、, 毯 聪 陶 覆 第五章 喀斯特土壤硫同位素组成分布特征 土壤。的来源主要有种:大气降水、土壤有机物的矿化、含硫矿物的 溶解和风化刘丛强,。根据图.以及表.的结果显示,陈旗堡黄色 石灰土表层土壤的值分布于.%。.‰之间,表明可能有富的 的输入或是有机硫的氧化,需结合有机硫的硫同位素来分析。表层土壤的 值最低,说明具有较低值的大气沉降输入应该是表层土壤硫酸盐的主要来 源。沙坝地砂岩黄壤表层土壤值主要分布在..%..%。之间,值与贵 州地区大气降水硫同位素值接近但稍高洪业汤等,; ,, 与张伟等公布的在普定地区所采集到的苔藓中的硫同位素值..%~ ..%近似。事实上,与本课题组的李晓东博士还未发表的普定地区全年雨水 中可溶性硫酸盐的硫同位素值的均值../数据更为近似。这说明,无论是 石灰岩还是砂岩的表层土壤中的二,都是以大气降水或大气沉降输入为主。 整体上,陈旗堡黄色石灰土剖面值沿土壤深度的增加具有升高的趋势, 即逐渐富集,主要是因为厌氧条件下。的异化还原作用,土壤中的。 经细菌异化还原作用,由于还原过程中对重硫同位素的“歧视效应”,还原产 物 和硫化物中硫同位素组成中将显著亏损,同时随还原反应进行, 值逐渐降低,而残余的母体逐渐富集,即表现为随剖面加深值逐渐增大,;张 伟等,。而沙坝地砂岩黄壤剖面值随 着土壤深度增加而出现下降的趋势,这与石灰土剖面变化趋势存在明显差 异。可 能原因是砂岩黄壤淋溶作用比较显著,表层的。遭遇到较为强烈的淋溶作用 而向下迁移的结果。即剖面底层积累了较多的富集的二,对应的的 值出现下降。砂岩黄壤坡腰剖面以下,值土壤升高,应主要归因 于厌氧条件下硫酸盐的还原和有机质的降解,还有可能的原因是.范围 内的剖面已经接近或是基岩颜色已经转变为青灰色,基岩也可能是此剖面底 层的玉主要来源的之一。 对比两类土壤的值,黄色石灰土表层土壤的值变化幅度高于砂岩 黄壤除基岩样品外,可能原因是土壤类型以及有机硫矿化程度的不同。另外, 砂岩黄壤值在.~.之间变化,而硫酸盐还原菌适宜的生存值为.~. 刘丛强等,,强烈的酸性环境可能对硫酸盐还原菌的繁殖以及活动产生 了抑制作用,异化还原作用较弱。而黄色石灰土值变化范围为.~.,适宜 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 硫酸盐还原菌的繁殖与活动,异化还原作用较强。 第二节土壤有机硫同位素组成分布特征 图.表示喀斯特地区坡地陈旗堡石灰土以及沙坝地黄壤中有机硫的硫同位 素组成随剖面深度的变化。如图所示:陈旗堡三个黄色石灰土剖面的 值分布范围为.%~.%,平均值为“.%。坡顶、坡腰剖面表现出 先上升后下降的趋势,在左右值最高,以下基本趋于稳定。 坡脚剖面的 值随着土壤深度的增加表现出波动性变化特征。沙坝地三个 砂岩黄壤剖面 值变换范围为..%。“%。,平均值为.‰,而且三个土 壤剖面均随土壤深度的增加表现出剧烈波动性上升的变化趋势,且在剖面深 度上 变化幅度较大。 ‰ .气暑 避 聪 旧 翟 第五章 喀斯特土壤硫同位素组成分布特征 有机硫是土壤硫的主要形式,植物的枯枝落叶是表层土壤有机硫的主要来源 之一,生物同化吸收也是土壤硫的一个主要来源。据图.以及表.所示,砂 岩黄壤和黄色石灰土表层土壤有 较为接近,分别为.%.%币 .%。.%。。说明两种类型土壤的表层土壤中有机硫的来源相类似。 但是从总体来看,两种类型土壤中硫来源和转化过程不同。石灰土剖面上部 土壤的值明显低于值。陈旗堡黄色石灰面值随着土 壤深度增加而升高,同时砂岩黄壤剖面波动性上升,主要是因为有机硫矿化持续 矿化的结果,有机硫的矿化是一个富集的过程。因为在有机硫的矿化过程中, 具有低值的硫首先释放出来 .。在附近三个剖面 均出现剧烈的波动。坡脚剖面波动尤为明显,可能原因是黄壤剖面坡脚所在位置 的土壤经历过强烈的扰动,早期可能是由于自然堆积,后来受到人为活动的干扰。 沙坝地砂岩黄壤剖面值均高于,说明有机硫的来源可能主要 是富的枯枝落叶对表层土壤有机硫同位素的贡献。而陈旗堡黄色石灰土剖面 值与值较为接近坡脚基岩样品除外,说明有机硫的来源除枯枝 落叶输入外,的生物同化吸收作用也很明显。个别剖面底层有机硫的值有 所降低,可能是剖面上层有机硫矿化产生的贫的小分子有机硫组分淋溶迁移到底 层所致。 第三节小结 砂岩黄壤和黄色石灰土表层土壤有机硫同位素值较为接近说明两种类型土 壤表层土壤有机硫的来源相类似。但就整体而言,两种类型土壤中硫来源和转化 过程不同。石灰土剖面土壤中的硫酸盐硫来自两种来源,就大气沉降和含硫有机 质的氧化。另外,硫酸盐在厌氧条件下氧化有机质也可以导致残余值升 高。砂岩黄壤剖面的和值均低于石灰土低,这是由于研究的砂岩 含黑色有机质或还有褐煤层,所以土壤有机硫的同位素值较低。两种类型的土壤 在上部都受到大气沉降硫的影响。更深剖面部位的值迅速升高应归因于 厌氧条件下硫酸盐的还原和有机质的降解。 贵州普定喀斯特地区砂岩和石灰岩母质土壤碳.硫耦合循环研究 第六章土壤碳.硫耦合研究及意