內容介紹
&xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; &xbsp; 田耀武、賀春玲、田華禹、黃誌霖、曾立雄等編 *的《森林土壤有機碳的空間纍積機製與計量》係統 地zoxg結瞭全球土壤有機碳儲量、森林生態係統碳儲量 、森林土壤有機碳空間分布及計量等方麵*qiax沿的學 術成果。結閤作者長期對三峽庫區蘭陵溪流域森林土 壤碳的長期監測,*齣瞭該流域土壤容重與土壤有機 碳的迴歸關係模型,農地造林的土壤有機碳的纍積及 平衡機製,評估瞭該流域土壤有機碳存儲量與固定速 率的機製構建森林生態係統土壤有機碳的垂直分布模 型,並應用於不同氣候帶的4個林場、蘭陵溪流域以 及河南省三集林業區劃區任意深度土壤有機碳的計量 。
目錄
*1篇 森林土壤有機碳*1章 土壤有機碳 1.1 土壤有機質與土壤有機碳 1.2 森林生態係統碳庫 1.3 森林生態係統碳儲量與全球氣候變化*2章 森林土壤容重與土壤有機碳的關係 2.1 研究流域與研究方* 2.2 SOC-SOM轉換係數 2.3 BD-SOM的迴歸關係 2.4 BD-SOC的迴歸關係*2篇 森林土壤有機碳的纍積第3章 土壤有機碳與環境因子的迴歸關係 3.1 研究流域概況 3.2 調查樣地的設置 3.3 土壤樣品采集及分析 3.4 數據分析 3.5 蘭陵溪流域土壤有機碳分布及主要環境因子的變化 3.6 土地利用對土壤有機碳含量的影響 3.7 土壤有機碳含量與環境因子的相關性 3.8 土壤有機碳密度與環境多因子迴歸第4章 土壤有機碳與土壤激發效應 4.1 土壤微生物與土壤激發效應 4.2 土壤化學計量與土壤激發效應 4.3 根係與土壤激發效應 4.4 莎草誘導的土壤有機碳的激發效應第5章 經營管理與土壤碳的固定 5.1 氣候變化對森林土壤碳庫儲量的影響 5.2 土壤結構對森林土壤碳儲量的影響 5.3 森林更新對土壤碳儲量的影響 5.4 樹種對土壤碳儲量的影響 5.5 施肥對土壤碳儲量的影響 5.6 土壤呼吸與土壤碳儲量第6章 農地退耕後榿木林地土壤碳的纍積 6.1 實驗設計 6.2 植物6Bc值的變化 6.3 土地利用方式對土壤團聚體組分比重的影響 6.4 土地利用方式對土壤有機碳密度的影響 6.5 土壤團聚體組分SOC中6”c值的變化 6.6 土壤團聚體組分土壤有機碳含量與密度的變化第7章 退耕草地土壤有機碳密度的空間分布及動態變化 7.1 實驗設計 7.2 指標測定 7.3 土壤有機碳密度的年動態 7.4 土壤有機碳密度的層動態 7.5 土壤有機碳的空間分布與纍積速率 7.6 土壤有機碳密度的平衡 7.7 土壤有機碳密度的動態 7.8 土壤有機碳密度的空間格局動態變化第8章 三峽庫區植被種類與凋落物對土壤有機碳的影響 8.1 實驗設計 8.2 SOC量的變化 8.3 根生物量的變化 8.4 土壤SOC中δ13C值的變化 8.5 SOC增量與F值的關係 8.6 土壤剖麵SOC遷移轉化第9章 林分土壤碳的積纍動態 9.1 實驗設計 9.2 成熟林地和農地土壤碳和氮含量 9.3 退耕後土壤碳和氮密度的變化 9.4 退耕後土壤性質的變化 9.5 退耕地土壤碳和氮固定潛力 9.6 土壤質地對土壤碳和氮的積纍 9.7 退耕後土壤碳輕質組分和惰性組分的變化*10章 外氮、磷、硫養分添加對森林重組有機質的影響 10.1 實驗設計 10.2 凋落物腐殖質化率與營養液的製備 10.3 土壤培育 10.4 數據處理 10.5 森林凋落物與土壤細粒有機質生態化學計量學特徵 10.6 土壤細粒有機碳含量的動態變化 10.7 土壤細粒有機碳在整個培育期間的增量、增幅與轉化率 10.8 土壤細粒有機碳含量的動態及凋落物腐殖質化率 10.9 森林土壤氮磷養分的調控第3篇 森林土壤碳的計量*11章 土壤有機碳計量方* 11.1 計量的概念 11.2 森林土壤碳計量方* 11.3 土壤有機碳模型*12章 森林土壤有機碳的垂直分布 12.1 土壤有機碳垂直分布的研究意義 12.2 土壤有機碳垂直分布的研究方* 12.3 深度分布分析 12.4 土壤有機碳的深度分布影響因素*13章 森林土壤有機碳垂直分布模型 13.1 垂直分布模型構建的方* 13.2 垂直分布模型構建的結果 13.3 垂直分布模型的驗證 13.4 垂直分布模型討論*14章 不同氣候帶內土壤有機碳深度分布模式 14.1 不同氣候帶內森林土壤有機碳深度分布模型的構建 14.2 SOC的深度分布模型 14.3 調試期模型模擬能力 14.4 模型驗證期模擬能力評估 14.5 森林土壤有機碳密度值的估算 14.6 模型的局限性*15章 河南省森林生態係統土壤有機碳儲量及其空間分布格局 15.1 河南省林業發展三集區劃 15.2 土壤取樣與有機碳密度的測定 15.3 森林土壤有機碳密度的深度分布模型的構建 15.4 模型模擬效果評估 15.5 土壤有機碳儲量的估算 15.6 土壤有機碳的深度分布 15.7 土壤有機碳儲量的深度分布格局 15.8 河南省森林土壤有機碳儲量的估算 15.9 林區土壤有機碳的空間分布格局 15.10 土壤有機碳深度分布模型的適用性 15.11 任意深度土壤有機碳儲量的計量*16章 森林土壤有機碳研究展望 16.1 土壤碳固定速率的*確估算 16.2 碳氮過程的耦閤機製 16.3 氣候變化對森林土壤碳儲量及碳固定速率的影響 16.4 區域森林土壤碳匯功能的評估參考文獻附圖
*1篇 森林土壤有機碳 *1章 土壤有機碳 1.1 土壤有機質與土壤有機碳 1.2 森林生態係統碳庫 1.3 森林生態係統碳儲量與全球氣候變化 *2章 森林土壤容重與土壤有機碳的關係 2.1 研究流域與研究方* 2.2 SOC-SOM轉換係數 2.3 BD-SOM的迴歸關係 2.4 BD-SOC的迴歸關係 *2篇 森林土壤有機碳的纍積 第3章 土壤有機碳與環境因子的迴歸關係 3.1 研究流域概況 3.2 調查樣地的設置 3.3 土壤樣品采集及分析 3.4 數據分析 3.5 蘭陵溪流域土壤有機碳分布及主要環境因子的變化 3.6 土地利用對土壤有機碳含量的影響 3.7 土壤有機碳含量與環境因子的相關性 3.8 土壤有機碳密度與環境多因子迴歸 第4章 土壤有機碳與土壤激發效應 4.1 土壤微生物與土壤激發效應 4.2 土壤化學計量與土壤激發效應 4.3 根係與土壤激發效應 4.4 莎草誘導的土壤有機碳的激發效應 第5章 經營管理與土壤碳的固定 5.1 氣候變化對森林土壤碳庫儲量的影響 5.2 土壤結構對森林土壤碳儲量的影響 5.3 森林更新對土壤碳儲量的影響 5.4 樹種對土壤碳儲量的影響 5.5 施肥對土壤碳儲量的影響 5.6 土壤呼吸與土壤碳儲量 第6章 農地退耕後榿木林地土壤碳的纍積 6.1 實驗設計 6.2 植物6Bc值的變化 6.3 土地利用方式對土壤團聚體組分比重的影響 6.4 土地利用方式對土壤有機碳密度的影響 6.5 土壤團聚體組分SOC中6”c值的變化 6.6 土壤團聚體組分土壤有機碳含量與密度的變化 第7章 退耕草地土壤有機碳密度的空間分布及動態變化 7.1 實驗設計 7.2 指標測定 7.3 土壤有機碳密度的年動態 7.4 土壤有機碳密度的層動態 7.5 土壤有機碳的空間分布與纍積速率 7.6 土壤有機碳密度的平衡 7.7 土壤有機碳密度的動態 7.8 土壤有機碳密度的空間格局動態變化 第8章 三峽庫區植被種類與凋落物對土壤有機碳的影響 8.1 實驗設計 8.2 SOC量的變化 8.3 根生物量的變化 8.4 土壤SOC中δ13C值的變化 8.5 SOC增量與F值的關係 8.6 土壤剖麵SOC遷移轉化 第9章 林分土壤碳的積纍動態 9.1 實驗設計 9.2 成熟林地和農地土壤碳和氮含量 9.3 退耕後土壤碳和氮密度的變化 9.4 退耕後土壤性質的變化 9.5 退耕地土壤碳和氮固定潛力 9.6 土壤質地對土壤碳和氮的積纍 9.7 退耕後土壤碳輕質組分和惰性組分的變化 *10章 外氮、磷、硫養分添加對森林重組有機質的影響 10.1 實驗設計 10.2 凋落物腐殖質化率與營養液的製備 10.3 土壤培育 10.4 數據處理 10.5 森林凋落物與土壤細粒有機質生態化學計量學特徵 10.6 土壤細粒有機碳含量的動態變化 10.7 土壤細粒有機碳在整個培育期間的增量、增幅與轉化率 10.8 土壤細粒有機碳含量的動態及凋落物腐殖質化率 10.9 森林土壤氮磷養分的調控 第3篇 森林土壤碳的計量 *11章 土壤有機碳計量方* 11.1 計量的概念 11.2 森林土壤碳計量方* 11.3 土壤有機碳模型 *12章 森林土壤有機碳的垂直分布 12.1 土壤有機碳垂直分布的研究意義 12.2 土壤有機碳垂直分布的研究方* 12.3 深度分布分析 12.4 土壤有機碳的深度分布影響因素 *13章 森林土壤有機碳垂直分布模型 13.1 垂直分布模型構建的方* 13.2 垂直分布模型構建的結果 13.3 垂直分布模型的驗證 13.4 垂直分布模型討論 *14章 不同氣候帶內土壤有機碳深度分布模式 14.1 不同氣候帶內森林土壤有機碳深度分布模型的構建 14.2 SOC的深度分布模型 14.3 調試期模型模擬能力 14.4 模型驗證期模擬能力評估 14.5 森林土壤有機碳密度值的估算 14.6 模型的局限性 *15章 河南省森林生態係統土壤有機碳儲量及其空間分布格局 15.1 河南省林業發展三集區劃 15.2 土壤取樣與有機碳密度的測定 15.3 森林土壤有機碳密度的深度分布模型的構建 15.4 模型模擬效果評估 15.5 土壤有機碳儲量的估算 15.6 土壤有機碳的深度分布 15.7 土壤有機碳儲量的深度分布格局 15.8 河南省森林土壤有機碳儲量的估算 15.9 林區土壤有機碳的空間分布格局 15.10 土壤有機碳深度分布模型的適用性 15.11 任意深度土壤有機碳儲量的計量 *16章 森林土壤有機碳研究展望 16.1 土壤碳固定速率的*確估算 16.2 碳氮過程的耦閤機製 16.3 氣候變化對森林土壤碳儲量及碳固定速率的影響 16.4 區域森林土壤碳匯功能的評估 參考文獻 附圖
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《森林土壤有機碳的空間纍積機製與計量》內容簡介 本書深入剖析森林土壤有機碳(SOC)在空間尺度上的纍積機製,並詳細闡述瞭SOC的計量方法與技術。SOC不僅是森林生態係統健康的關鍵指標,更在全球碳循環中扮演著至關重要的角色。理解SOC在空間上的分布規律及其形成過程,對於準確評估森林的固碳能力、製定可持續的森林管理策略、以及應對氣候變化具有重大意義。 第一部分:森林土壤有機碳的空間纍積機製 本部分將從多維度、多尺度齣發,係統性地探討影響森林土壤有機碳在空間上纍積的驅動因素及其相互作用。 第一章:森林生態係統的碳輸入與輸齣 植物生物量與凋落物輸入: 詳細介紹不同森林類型(如針葉林、闊葉林、混交林)的地上和地下生物量生産規律,以及葉、枝、根等不同器官的凋落速率和組成。強調植物的生産力、物種組成、生長周期等因素如何影響碳輸入量。 凋落物分解與轉化: 深入探討凋落物在土壤中的分解過程,包括微生物(細菌、真菌)的作用、酶促反應、以及環境因子(溫度、濕度、pH值)的影響。解析凋落物轉化為穩定有機質(腐殖質)的途徑和速率。 土壤呼吸與碳輸齣: 剖析土壤呼吸(微生物呼吸和植物根係呼吸)的機製,以及其對土壤碳儲量的動態影響。討論森林砍伐、火災、森林演替等乾擾事件如何改變碳輸入和輸齣的平衡。 其他碳輸入來源: 探討風蝕、水蝕帶來的有機質輸入,以及大氣沉降(如氣溶膠)對土壤有機碳的影響。 第二章:土壤有機質的穩定化與纍積過程 物理穩定化機製: 闡述土壤團聚體的形成及其對有機質的保護作用。分析粘土礦物、鐵氧化物、碳酸鹽等無機膠結物如何與有機質結閤,形成穩定的有機-無機復閤體。討論土壤質地、結構、耕作(或林業活動)等對物理穩定化的影響。 化學穩定化機製: 詳細介紹有機質在土壤中發生的化學轉化,如縮閤、聚閤、酚化等反應,形成難分解的腐殖質。分析有機質的化學組成(如酚類、羧類、羰基類化閤物)及其穩定性。 生物穩定化機製: 探討微生物群落結構和功能對有機質纍積的影響。分析微生物的捕食、共生、代謝産物等如何影響有機質的穩定性。討論土壤微生物多樣性、活性、以及群落對環境變化的響應。 土壤水分與溫度效應: 深入研究土壤水分狀況(飽和、缺水、周期性乾濕)和溫度變化(季節性、年際性)對有機質分解速率和纍積潛力的影響。分析不同氣候區森林土壤有機碳的分布差異。 第三章:空間異質性與土壤有機碳的纍積格局 地形因子: 分析坡度、坡嚮、海拔、地形麯率等地形因子如何通過影響水分、溫度、土壤侵蝕、養分分布等,進而影響SOC的輸入、輸齣和纍積。例如,山坡陽坡和陰坡的SOC含量差異。 土壤母質與成土過程: 探討不同母質(如花崗岩、玄武岩、石灰岩)的風化産物及其對土壤有機質的親和力。分析成土過程(如淋溶、澱積、酸化)如何塑造土壤剖麵結構,進而影響SOC的垂直分布。 植被類型與空間格局: 論述不同森林群落組成、物種分布、冠層結構等如何影響凋落物輸入、土壤微環境以及微生物群落,從而形成SOC的空間分布格局。強調森林邊緣、林窗、林下植被等對SOC的影響。 水文過程與SOC遷移: 詳細分析地錶徑流、地下水流動、土壤水分遷移等水文過程如何導緻SOC的水平和垂直遷移,從而影響其空間纍積。例如,低窪地帶和河岸區域SOC的富集。 人類活動的空間影響: 評估森林經營活動(如采伐、皆伐、施肥)、土地利用變化(如開墾、放牧)、以及汙染等人類活動在空間上如何改變SOC的輸入、輸齣和穩定性,進而影響其纍積。 第二部分:森林土壤有機碳的計量方法與技術 本部分將全麵介紹當前森林土壤有機碳計量領域的主要方法和技術,從宏觀尺度到微觀尺度,從野外調查到遙感模型,為SOC的精確評估提供理論和實踐指導。 第四章:野外采樣與實驗室分析 采樣設計與策略: 探討針對不同研究目的(如區域評估、過程研究、模型驗證)的采樣設計原則,包括隨機抽樣、分層抽樣、係統抽樣、網格抽樣等。強調采樣單元(土壤環刀、土壤鑽)的選擇、采樣深度、采樣頻率等。 土壤樣品采集與預處理: 詳細介紹野外土壤樣品的采集技術,包括避免乾擾、記錄空間信息(GPS坐標、海拔)、以及樣品的保存與運輸。講解土壤樣品在實驗室的烘乾、研磨、過篩等預處理步驟。 土壤有機碳含量測定: 重點介紹乾法(高溫燃燒法,如元素分析儀)和濕法(如重鉻酸鉀-外加熱法、高錳酸鉀-內加熱法)測定SOC含量的原理、操作步驟、優缺點及適用性。 土壤有機質組成分析: 介紹土壤有機質組分的分析方法,如腐殖酸和鬍敏酸的提取與測定、固態核磁共振(¹³C NMR)分析等,以瞭解SOC的穩定性。 同位素示蹤技術: 介紹¹³C、¹⁴C等穩定同位素在示蹤SOC來源、分解途徑和周轉速率方麵的應用。 第五章:土壤有機碳儲量與碳密度計算 土壤體積密度測量: 闡述土壤體積密度(bulk density)的概念及其測量方法(如環刀法、蠟封法)。強調體積密度對SOC儲量計算的重要性。 土壤有機碳儲量計算: 詳細推導並解釋土壤有機碳儲量(SOC Stock)的計算公式:SOC Stock = SOC Concentration × Bulk Density × Soil Depth × (1 - Coarse Fragment Content)。 土壤碳密度概念與應用: 介紹土壤碳密度(Soil Carbon Density)的概念,即單位體積或單位麵積的土壤碳含量,並討論其在比較不同土壤類型或剖麵SOC儲量時的應用。 剖麵SOC分布與纍積模式: 分析土壤剖麵中SOC的垂直分布特徵,以及不同土層SOC纍積的差異。利用不同土層SOC數據,計算和比較不同深度範圍內的SOC儲量。 第六章:遙感與地理信息係統(GIS)在SOC計量中的應用 遙感數據類型與SOC相關性: 介紹不同類型的遙感數據(如光學遙感、雷達遙感、LiDAR)及其與森林生物量、地錶覆蓋、土壤水分、地形等SOC相關參數的關聯。 地錶反射光譜與SOC估算: 探討地錶反射光譜特徵(如可見光、近紅外、短波紅外波段)與土壤有機碳含量的關係,以及利用光譜指數或建模方法估算SOC。 LiDAR技術在森林結構與生物量估算中的應用: 闡述LiDAR技術如何精確測量森林冠層高度、葉麵積指數、生物量等,進而間接估算SOC的輸入。 GIS在SOC空間格局分析中的應用: 介紹GIS平颱如何整閤多源數據(如DEM、土壤圖、遙感影像、野外采樣點數據),進行SOC空間插值、格局分析、影響因子分析等。 模型構建與SOC空間預測: 講解如何利用統計模型(如多元迴歸、地理加權迴歸)或過程模型(如Century、RothC)結閤遙感和GIS數據,對大範圍的森林土壤有機碳進行空間預測和計量。 模型校準與驗證: 強調利用獨立的野外采樣數據對模型進行校準和驗證的重要性,以提高SOC空間計量的精度和可靠性。 第七章:新興技術與未來發展方嚮 高光譜遙感與精細化SOC估算: 探討高光譜遙感數據在識彆和量化土壤有機質化學特徵方麵的潛力。 無人機(UAV)遙感與近地錶SOC監測: 分析無人機平颱在獲取高分辨率影像、地形數據、甚至土壤光譜數據方麵的優勢,以及其在小範圍、高精度SOC監測中的應用。 數字土壤製圖與SOC空間預測: 介紹數字土壤製圖的概念,以及如何利用機器學習、深度學習等方法,結閤多源數據建立高分辨率的SOC空間分布模型。 土壤有機碳動態監測與碳匯估算: 探討如何利用連續監測技術(如土壤CO₂通量塔、長時序遙感數據)來評估SOC的動態變化,從而更準確地估算森林的碳匯能力。 多尺度集成與不確定性分析: 強調未來研究需要整閤不同尺度的信息,並對SOC計量結果的不確定性進行量化分析,為決策提供科學依據。 本書旨在為土壤科學傢、生態學傢、林業工作者、環境研究人員以及相關領域的學生提供一個全麵、深入的學習資源。通過對森林土壤有機碳空間纍積機製的深刻理解和對計量方法的熟練掌握,讀者將能夠更有效地評估和管理森林生態係統的碳儲量,為應對全球氣候變化做齣貢獻。
拿到這本書,我首先被它散發齣的知識分量所摺服。書名《森林土壤有機碳的空間纍積機製與計量》本身就極具學術深度,讓我預感到這將是一次嚴肅的科學探索。我一直以來對我們賴以生存的地球生態係統充滿好奇,特彆是森林,它們不僅是地球的“肺”,更是巨大的碳儲存庫。而土壤,作為森林生態係統的基石,其有機碳的含量和動態變化,更是理解森林碳循環的關鍵。我非常好奇,森林土壤中的有機碳究竟是如何在不同的地理區域、不同的森林類型、甚至不同的土壤剖麵中,形成差異化的纍積模式的?“空間纍積機製”這個詞,讓我聯想到可能涉及地貌、氣候、植被、土壤類型等多重因素的相互作用。而“計量”則意味著,這本書不僅僅是理論的探討,更會涉及到量化的分析和科學的測量方法。我設想,這本書會像一位經驗豐富的嚮導,帶領我穿梭於各種復雜的生態模型和實地研究之中,去揭示那些隱藏在土壤深處的秘密,理解碳是如何被捕獲、轉化、儲存,以及可能以何種方式釋放。這對我來說,是一種知識上的挑戰,也是一次對自然界奧秘的深度探尋。