0 引言
陆地生态系统包含着土壤碳库和生物体碳库,土壤碳库是动态碳储库,不断发生着碳的输出和流入[1],其中土壤有机碳是土壤碳库中重要的碳储存状态,也是陆地生态系统中最大的碳储库[2]。在人类活动的影响下,个别地区土壤碳库有逐渐成为碳源的趋势,同时部分生态系统的碳汇功能正在减弱[3]。土壤有机碳在土壤碳库中占主体地位[4],因此研究土壤有机碳密度及空间分布特征,对于全球碳循环、气候变化及温室效应研究等有着重要的意义[5]。目前国内已开展了较多的青藏高原及黄土高原地区土壤有机碳研究,结果表明:近年青藏高原有机碳总储量减少,黄土高原则呈增加趋势[6]。同时,针对青海东部地区表层土壤有机碳密度及储量的研究偏少。青海东部位于青藏高原北缘,西接黄土高原,东接青藏高原东北部,生态系统相对脆弱,生态地位显著[7]。2004年青海省启动生态地球化学调查工作,截止2021年,青海省地质调查院、青海省第五地质勘查院先后开展了西宁、海东、海北、海南、黄南等地区1:25万区域土壤地球化学调查,累计完成调查面积33 092 km2[8]。笔者通过整理青海东部地区生态地球化学调查取得的有机碳、全碳数据指标,计算青海东部表层土壤有机碳密度和土壤有机碳储量[9],摸清青海东部地区有机碳储量“家底”,可为土地资源利用、农业种植、粮食安全、碳循环和环境风险评估等提供基础依据[10]。
1 研究区概况
研究区位于青海省东部,西起青海湖北部海北州刚察县,东至青海甘、肃交界,北接海北州祁连县,南至循化—化隆一带,主要包括西宁市及周边主要市县区,行政上分属西宁市、海东市、海南州、海北州和黄南州管辖。研究区面积33 092 km2(见图1),是青海省工农业核心区[11]。109国道、315国道、兰西高速、青藏铁路等主干道路贯穿全区,各县、乡之间均有公路网相通,交通较为便利。研究区域跨度较大,地质背景复杂,成土母质主要有黄土、湖积物、冲洪积物、残坡积物以及风成砂共5种类型[12];地貌分为河谷盆地、河谷平原、湖积平原、丘陵、中低山、高山、沙漠等7种类型(图2a);土壤类型主要有高山草甸土、高山草原土、山地草甸土、栗钙土、灰褐土、黑钙土、灰钙土、灌淤土及风沙土共9种[13⇓-15] (图2b),其中栗钙土分布面积较大,黑钙土面积次之;土地利用类型按大类分为草地、林地、旱地、水浇地、滩涂、建筑用地(城镇用地)、裸地(高山植被稀疏覆盖区)(图2c);区内生态系统为草原生态系统、森林生态系统、农田生态系统、城镇生态系统、湖泊生态系统(滩涂)、沙漠生态系统[16] (图2d)。
图1
图2
图2
青海东部地区地形地貌(a)、土壤类型(b)、土地利用(c)、生态系统分区(d)
Fig.2
Landform (a), soil type (b), land use (c) and ecosystem division (d) in eastern Qinghai
2 样品采集与测试
表层土壤采样按《多目标区域地球化学调查规范》(DD2005-01)和《多目标区域地球化学调查规范(1:250 000)》(DZ/T 0258—2014)要求完成[17],采样密度为1个点/km2,采样深度为0~20 cm,经过晾晒、揉搓、过20目尼龙筛,每4 km2内的样品进行组合[18],由自然资源部合肥矿产资源监督检测中心和自然资源部西宁矿产资源监督检查中心共同完成分析测试。土壤样品经过重铬酸钾氧化处理,采用硫酸亚铁铵容量法(VOL)测试有机质含量,检出限为0.05%,满足多目标调查规范要求[19],测试精密度为3.79%,插入的国家标准物质5%抽查试样合格率均达100%,报出率为100%[20]。经中国地质调查局组织验收,分析数据满足1:25 万多目标区域地球化学调查要求[21]。
3 计算方法
表层土壤有机碳计算公式为:
式中:USCATOC为单位表层土壤有机碳量, t/4 km2;SOCD表示表层土壤有机碳密度, t/km2。
计算出青海东部地区全部表层单位土壤有机碳含量总和即为研究区表层土壤有机碳储量[30]。计算公式为:
4 结果与分析
4.1 表层土壤有机碳总体分布特征
研究区土壤表层有机碳总储量为171.16 Mt,有机碳密度在140.8~19 625.41 t/km2,平均有机碳密度为5 172.14 t/km2,略低于全国自然土壤表层有机碳平均密度值(5 700 t/km2)[31],远高于全国耕种土壤表层有机碳平均密度值(3 000 t/km2)[32]。青海东部处于青藏高原东北部和黄土高原交界地带,地形变化大,温度差异大,土壤类型多样且有机质含量差别较大,从而造成了研究区有机碳密度变化幅度较大[33]。2012年钟聪等[34]估算得出青海省表层土有机碳密度平均值为4 509 t/km2,研究区表层土壤有机碳密度略高于该值,主要由于柴达木盆地大面积风成砂土有机质含量低,拉低了全省平均值。与全国其他地区表层土壤有机碳密度对比,本区土壤有机碳密度明显偏高(表1)。
表1 中国典型地区表层土壤有机碳密度及储量特征
Table 1
| 地区 | 面积/km2 | 储量有机 碳/Mt | 有机碳密度/ (t·km-2) |
|---|---|---|---|
| 东北平原(黑龙江、吉林、辽宁) | 230800 | 768.07 | 3327.8 |
| 成都平原(四川) | 58956 | 248.90 | 4222 |
| 洞庭湖地区(湖南) | 41696 | 165.49 | 3969 |
| 华北平原(河北) | 80268 | 179.96 | 2242 |
| 渭河平原(陕西) | 13648 | 30.90 | 2264 |
| 长江中下游平原(江苏) | 106424 | 309.72 | 2910 |
| 黄土高原西段(甘肃) | 42348 | 78.56 | 1870 |
| 青海东部 | 33092 | 171.16 | 5172.14 |
注:1 Mt=1×106t;东北平原数据引自奚小环等[
以研究区内单位土壤碳储量(4 km2)为基础数据,应用软件GeoExpl进行2 km×2 km的网格化(搜索半径为5 km)处理,按照累积频率法绘制等值线图,用以展现有机碳密度空间分布规律(图3)。
图3
图3
青海东部地区表层土壤单位有机碳密度分布
Fig.3
Distribution of unit organic carbon density in surface soil of eastern qinghai
从图中可以看出,在达坂山山区、拉脊山山区、坎布拉山区、青海湖北部土壤单位有机碳密度较高;西宁—民和盆地、青海湖沙岛、共和盆地及贵德谷地土壤单位有机碳密度较低。
4.2 不同单元有机碳密度特征
4.2.1 不同地貌有机碳密度特征
对比研究区不同地貌表层土壤平均有机碳储量数据(表2),可以看出表层土壤有机碳密度排序为:高山>中低山>湖积平原>丘陵>河谷盆地>河谷平原>沙漠,其中高山、中低山和湖积平原表层土壤有机碳平均密度在6 000 t/km2以上,高于研究区平均值,这是因为山区及湖积平原区海拔较高,温度相对较低,且人类活动影响小,湿度大,有机质积累大于分解,土壤有机碳密度高[38];河谷盆地、河谷平原和丘陵表层土壤有机碳平均密度在4 000~4 600 t/km2,丘陵地貌虽然土壤有机碳平均密度一般[39],但分布面积较大,仍占表层土壤有机碳总储量的36.98%,三者有机碳总储量占研究区一半以上[40];沙漠地貌中平均有机碳密度在1 500 t/km2以下,风沙土为主,有机质等养分含量极低[41],分布面积小,仅占研究区表层土壤有机碳储量的0.26%。
表2 青海东部地区不同地貌有机碳储量和密度分布
Table 2
| 地貌景观 | 面积/km2 | 平均密度/ (t·km-2) | 总储量/Mt | 占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 河谷盆地 | 4324 | 4209.14 | 18.20 | 10.63 |
| 河谷平原 | 3456 | 4083.23 | 14.11 | 8.24 |
| 丘陵 | 13998 | 4521.96 | 63.30 | 36.98 |
| 湖积平原 | 564 | 6490.82 | 3.66 | 2.14 |
| 中低山 | 5056 | 6692.51 | 33.84 | 19.77 |
| 高山 | 5398 | 6966.43 | 37.60 | 21.98 |
| 沙漠 | 296 | 1497.15 | 0.44 | 0.26 |
4.2.2 不同土壤类型有机碳密度特征
表3 青海东部地区不同土壤类型有机碳储量和密度分布
Table 3
| 土壤类型 | 面积/ km2 | 平均密度/ (t·km-2) | 总储量/ Mt | 占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 沼泽土 | 428 | 6732.70 | 2.88 | 1.68 |
| 山地草甸土 | 5012 | 6628.46 | 33.22 | 19.41 |
| 栗钙土 | 11760 | 3408.43 | 40.08 | 23.42 |
| 灰褐土 | 1216 | 9823.67 | 11.94 | 6.98 |
| 灰钙土 | 1456 | 2184.35 | 3.18 | 1.86 |
| 黑钙土 | 6156 | 5336.24 | 32.85 | 19.19 |
| 灌淤土 | 472 | 1438.60 | 0.68 | 0.40 |
| 高山寒漠土 | 296 | 13642.40 | 4.04 | 2.36 |
| 高山草原土 | 1920 | 7663.58 | 14.71 | 8.60 |
| 高山草甸土 | 4032 | 6681.11 | 26.94 | 15.74 |
| 风沙土 | 296 | 1463.65 | 0.43 | 0.25 |
| 潮土 | 48 | 3983.25 | 0.19 | 0.11 |
4.2.3 不同成土母质有机碳密度特征
表4 青海东部地区不同成土母质有机碳储量和密度分布
Table 4
| 成土母质 | 面积/ km2 | 平均密度/ (t·km-2) | 总储量/ Mt | 占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 冲洪积物 | 16928 | 4449.62 | 75.32 | 44.01 |
| 残坡积物 | 8488 | 8568.13 | 72.73 | 42.49 |
| 湖积物 | 464 | 3817.04 | 1.77 | 1.03 |
| 风成砂 | 488 | 1589.75 | 0.78 | 0.46 |
| 黄土 | 6724 | 3058.08 | 20.56 | 12.01 |
4.2.4 不同土地利用类型有机碳密度特征
表5 青海东部地区不同土地利用类型有机碳储量和密度分布
Table 5
| 土地利用 | 面积 /km2 | 平均密度/ (t·km-2) | 总储量/ Mt | 占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 草地 | 21292 | 5517.92 | 117.49 | 68.64 |
| 林地 | 3012 | 7723.06 | 23.26 | 13.59 |
| 旱地 | 5972 | 3480.89 | 20.79 | 12.15 |
| 水浇地 | 1712 | 3242.49 | 5.55 | 3.24 |
| 建筑用地(城镇用地) | 208 | 3342.42 | 0.70 | 0.41 |
| 裸地(高山植被稀疏覆盖区) | 400 | 6231.53 | 2.49 | 1.45 |
| 滩涂 | 496 | 1774.24 | 0.88 | 0.51 |
4.2.5 不同生态系统有机碳密度特征
表6 青海东部地区不同生态系统有机碳储量和密度分布
Table 6
| 生态系统 | 面积/km2 | 平均密度/ (t·km-2) | 总储量/Mt | 占比/% |
|---|---|---|---|---|
| 草原生态系统 | 21692 | 5531.08 | 119.98 | 70.10 |
| 城镇生态系统 | 208 | 3342.42 | 0.70 | 0.41 |
| 湖泊生态系统 | 176 | 2454.93 | 0.43 | 0.25 |
| 农田生态系统 | 7688 | 3426.65 | 26.34 | 15.39 |
| 森林生态系统 | 3008 | 7731.65 | 23.26 | 13.59 |
| 沙漠生态系统 | 320 | 1399.87 | 0.45 | 0.26 |
4.3 有机碳储量变化趋势
青海省第二次土壤普查周期是1979~1985年,形成的成果资料主要为《青海土壤》[56],本次研究引用《青海土壤》中收录的312个典型剖面数据,有机质测试方法为重铬酸钾消化法,采用青海第二次土壤普查中各类土壤典型剖面表层土壤(0~20 cm)有机碳的平均值和多目标调查数据分别计算各类土壤中有机碳储量值[57],并比较其储量变化情况(图4),获得了从青海省第二次土壤普查到多目标调查这20多年间的有机碳储量变化趋势[35]。图中蓝色—黄绿色部分为负值区(-5.95~-0.86)×10-4 t,代表碳源区,主要分布在门源县大通河谷下游、大通北部、拉脊山主脊、共和盆地、黄河以南的山区,这些区域由于水土流失、气候变暖等因素,成为一个巨大的碳源区域;其次为黄绿色区域(-0.86~-0.44)×10-4 t,主要分布在湟水谷地、黄河谷地向丘陵山区的过段地带,农业耕种使得一定量的碳从土壤中带出,土壤有机碳有一定的降低;黄色—红色部分为正值区(0.05~5.7)×10-4 t,代表碳汇区,主要分布在青海湖北部、达坂山山区、化隆—尖扎县周边,该区有大量的牧草生长,并腐化成有机质在本地堆积,固定了大量空气中的碳。
图4
图4
青海东部地区近20年表层土壤有机碳储量变化趋势
Fig.4
Variation trend of topsoil organic carbon storage in recent 20 years in eastern Qinghai
统计区内不同土地类型的有机碳储量变化,划分碳汇碳源功能区,结果见表7。结果显示,20年来高山寒漠土、高山草原土、灰钙土、风沙土、潮土表层土壤有机碳随着时间增加呈增长的趋势,其分布区域被划分为碳汇区[58];其他土壤类型呈减少趋势,被划分为碳源区,尤其是高山草甸土、黑钙土、灰褐土是最主要的碳释放区[59]。近20多年来表层土壤共释放约53.21×106 t有机碳。高山草甸土是青海高山区主要草场土壤,热量条件差,但水分条件较好,全量养分丰富。但1980~2000年期间人为过度放牧情况严重,导致草场退化,土壤出现较严重砂砾化,“黑土滩”面积缓步增加,土壤肥力明显降低。现已加强草场资源管理,根据实际草场载蓄能力合理安排放牧,并引进人工牧草改变传统牧业模式。黑钙土分布在海拔2 500~3 000 m,居于山前冲积、洪积平原、台地和中低山山区,属于研究区主要耕作土壤之一,受长年灌耕影响较大。灰褐土是山地森林土壤,有机质、氮等养分含量均很高,属于潜在肥力很高的土壤[60],同样在20世纪80年代至2000年偷砍乱伐严重,森林病虫害也无人防治,造成森林面积减少,有机碳密度降低,现已实施封山育林,加大了环境保护力度。
表7 青海东部地区不同土壤类型有机碳储量变化趋势统计
Table 7
| 土壤类型 | 多目标时期有 机碳储量/Mt | 二普时期有 机碳储量/Mt | 碳储量 变化量/Mt |
|---|---|---|---|
| 潮土 | 0.19 | 0.12 | 0.07 |
| 风沙土 | 0.43 | 0.40 | 0.03 |
| 高山草甸土 | 26.94 | 45.85 | -18.92 |
| 高山草原土 | 14.71 | 7.12 | 7.59 |
| 高山寒漠土 | 4.04 | 0.51 | 3.53 |
| 灌淤土 | 0.68 | 1.37 | -0.69 |
| 黑钙土 | 32.85 | 54.18 | -21.33 |
| 灰钙土 | 3.18 | 2.50 | 0.68 |
| 灰褐土 | 11.95 | 28.41 | -16.46 |
| 栗钙土 | 40.08 | 43.24 | -3.16 |
| 山地草甸土 | 33.22 | 36.62 | -3.39 |
| 沼泽土 | 2.88 | 4.03 | -1.15 |
| 总计 | 171.16 | 224.36 | -53.21 |
5 结论
1)青海东部表层土壤有机碳总储量为171.16 Mt,平均有机碳密度为5 172.14 t/km2,在达坂山、拉脊山、坎布拉等山区和青海湖北部及大通山南麓表层土壤有机碳密度较高,西宁—民和盆地、青海湖沙岛、共和盆地及黄河谷地土壤有机碳密度较低。
2)对比青海东部地区不同地貌类型、土壤类型、成土母质、土地利用类型和生态系统发现:在高山和中低山地貌、草原土和草甸土土壤类型、残坡积物成土母质、林草地和高山稀疏植被区土地利用、草原和森林系统下,表层土壤有机碳平均密度明显较高,且森林和草原表层土壤有机碳占全区80%以上;在沙漠地貌、风沙土土壤类型和风成砂成土母质下表层土壤有机碳密度全区最低;说明海拔高低变化表现的地形地貌、成土母质、土壤类型及植被等自然因素的差异均对表层土壤有机碳密度及分布规律产生影响。
3)依据多目标区域地球化学调查与青海省土壤第二次普查表层土壤有机碳数据的对比研究表明,青海东部地区整体属于碳源区,在过去20多年里表层土壤有机碳储量呈下降趋势,共释放约53.21 Mt有机碳,其中作为主要耕种土壤的黑钙土释放了21.33 Mt有机碳,说明人为耕作活动对表层土壤有机碳空间分布和储量有较显著的影响。
致谢
感谢青海省第四地质勘查院姬丙艳教授级高级工程师在论文编写过程中提供的指导和帮助,感谢匿名审稿专家对文章内容提出了宝贵的意见和建议,对论文的修改完善有很大帮助,在此表示诚挚的谢意。
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山东省土壤有机碳库及其时空变化特征
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Soil organic carbon pool and temporal variation characteristics in Shandong Province
[J].
松嫩平原农田土壤有机碳变化及固碳潜力估算
[J].
Temporal and spatial variations of organic carbon and evaluation of carbon sequestration potential in the agricultural topsoil of the Songnen Plain
[J].
重庆西部表层土壤有机碳储量与密度分布
[J].
The distribution of the surface soil organic carbon storage and density in western Chongqing
[J].
江西省森林土壤有机碳储量研究
[J].
Organic carbon storage of forest soil in Jiangxi province
[J].
青藏高原东北部气候变化的异质性及其成因
[J].
The heterogeneity of climate change and its genesis in the Northeastern Qinghai-Tibet Plateau
[J].
青海省土壤有机碳储量估算及其源汇因素分析
[J].收集了青海省第二次土壤普查资料的2 856个土壤统计剖面数据，计算了20世纪80年代青海省土壤0～20 cm和0～65 cm深度的土壤有机碳密度，根据1∶400万数字化土壤类型图，统计了不同类型土壤的土壤有机碳储量。结合本研究采集的105个表层土壤数据，估算了青海省典型地区土壤有机碳近30年来的年均变化量。研究建立了土壤有机碳含量与温度、降雨等气候因子的关系方程，根据青海省土地利用现状估算了不同时期土地利用方式变化对青海省土壤碳源汇转化的影响。结果显示:(1) 0～20 cm表土层SOCD20加权平均值为4.509 kg/m<sup>2</sup>，其值在各类型土壤间差异较为显著，SOCR20为2.953 Pg；0～65 cm的SOCD65加权平均值为13.597 kg/m<sup>2</sup>，SOCR65为8904 Pg。由于受气候、土壤类型、植被类型、海拔等因素的影响，青海省土壤有机碳密度的分布呈现自东南向西北递减的带状分布特征；(2)近30年来青海省有机碳含量明显下降；(3)根据气象站的资料，分析了近50年来的年均气温变化趋势，预测在全球变暖背景下青藏高原土壤将表现出碳源效应，而研究区愈加明显的人类活动影响、大面积草地退化等土地利用方式改变也是造成土壤碳释放的主要原因之一。
Estimation of soil organic carbon storage and analysis of soil carbon source/sink factors in Qinghai Province
[J].<p>In this paper, the soil organic carbon density of the topsoil (0-20 cm) and the 0-65 cm soil is calculated according to the data from 2,856 soil profiles which are obtained from the second soil survey of Qinghai Province. Organic carbon reserves of different soil are estimated according to the 1∶4 million digitized soil map. Dominating factor of carbon source/sink is analyzed based on the relationship between organic matter, climate, and the data of changing in land use type in different periods. Results showed opinions as follows. (1) The average weight of SOCD20 of the topsoil (0-20 cm) is 4.509 kg/m<sup>2</sup>; however, there is a significant distinction in different types of soil, with SOCR20 2.953 Pg. The average weight of SOCD65 of the soil profile is 13.597 kg/ m<sup>2</sup>, with SOCR65 8904 Pg. Generally, as it is limited by the climate, the soil types, the vegetation types and the altitude, the SOCD in Qinghai Province appears a zonal distribution which decreases from southeast to northwest.（2）Organic carbon content of Qinghai Province declined significantly in recent 30 years. (3) Our study predicted the carbon source in Qinghai Tibet Plateau under the influence of global change, according to the tend analysis of mean annual temperature in recent 50 years, which is of great importance to the global change. With the anthropogenic factors, the release of soil carbon because of the transformation of land use types, such as changing grassland to arable soil, is also a main carbon source in the study area.</p>
东北平原土壤有机碳分布与变化趋势研究
[J].在多目标区域地球化学调查基础上，采用“单位土壤碳量”方法计算土壤碳储量,显示东北平原(约23万km2)土壤有机碳总体分布:表层(0~02 m)土壤有机碳为76807 Mt,碳密度为3 3278 t/km2;中层(0~10 m)为2 97841 Mt,碳密度为12 9047 t/km2;深层(0~18 m)为3 72916 Mt,碳密度为16 1575 t/km2。东北平原土壤碳密度处于全国平均水平。土壤碳密度由东北平原南部(辽宁)、中部(吉林)到北部(黑龙江)从暖温带、温带向寒温带过渡呈现增高趋势,其中表层土壤碳密度由2 2842、3 4367增加到3 8615 t/km2。与第二次土壤普查比较,20年期间东北平原表层土壤有机碳总体减少32059 Mt,占294％,年均减少1603 Mt,年均递减率173％。表层土壤碳密度由南向北依次减少1 0606、1 6464、1 3002 t/km2，平均减少1 3890 t/km2。不同生态系统和土地利用类型土壤有机碳减少程度不同。采用土壤碳密度比方法研究生态系统之间土壤碳密度动态平衡关系，研究土壤有机碳储量及其变化趋势，为进一步探讨土壤有机碳分布分配特征及土壤固碳潜力等提供科学依据。
A study of soil carbon distribution and change in Northeast Plain
[J].
中国典型地区土壤碳储量研究
[J].
Soil organic carbon storage in typical regions of China
[J].
近30年来川中紫色丘陵区土壤碳氮时空演变格局及其驱动因素
[J].
Spatio-temporal variations of soil organic carbon and total nitrogen and driving factors in purple soil hilly area of mid-Sichuan Basin in the past 30 years
[J].
内蒙古自治区土壤有机碳库储量及分布特征
[J].根据内蒙古自治区土壤资料中共461个土壤剖面数据估算表层及全剖面的土壤有机碳密度(SOCD)和储量(SOCR)，绘制其SOCD的空间分布图，并对其影响因素进行了探讨。结果表明：内蒙古地区的表层SOCD为0.63~15.93 kg·m<sup>-2</sup>，平均为3.68 kg·m<sup>-2</sup>；全剖面SOCD为0.22~68.77 kg·m<sup>-2</sup>，平均为10.35 kg·m<sup>-2</sup>，不同土壤类型之间有一定差异。内蒙古表层SOCR为4.10 Pg，而全剖面储量为1079 Pg。土壤有机碳含量及分布受气候、土壤性质和人为活动的影响明显。最后，根据年均温与土壤有机碳密度的相关关系，估算得出当气温升高1 ℃，内蒙古地区土壤有机碳的释放量为0.91 Pg。
Storage and distribution of soil organic carbon in Inner Mongolia
[J].
甘肃省兰州—白银地区土壤有机碳库储量估算与空间分布特征
[J].
Reserves estimation and spatial distribution of the organic carbon pool in Lanzhou-Baiyin area,Gansu Province
[J].
江西省鄱阳湖及周边经济区土壤有机碳储量分布特征
[J].
The reserve distribution characteristics of organic carbon in soil from Poyang Lake and the surrounding economic region
[J].
1981—2010年内蒙古草地土壤有机碳时空变化及其气候敏感性
[J].
Spatial-temporal change of soil organic carbon and its susceptibility to climate change in Inner Mongolia Grassland during 1981-2010
[J].
基于GIS 的安徽省土壤有机碳密度的空间分布特征
[J].
Spatial distribution of soil organic carbon density in Anhui Province based on GIS
[J].
四川省仁寿县土壤有机碳空间分布特征及其主控因素
[J].
Spatial variability of soil organic carbon and related controlling factors in Renshou County,Sichuan Province
[J].
喀斯特小流域土壤有机碳密度及碳储量空间分布异质性
[J].
Spatial heterogeneity and distribution characteristics of soil organic carbon density and soil carbon storage in a small Karst watershed
[J].
鄱阳湖湿地土壤有机碳空间分布及其影响因素
[J].
Spatial distribution of soil organic carbon and its influencing factors in Poyang Lake wetlan
[J].
土地利用方式变化对农业土壤有机碳空间分布的影响
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1004-1524.2017.05.17
[本文引用: 1]
将地统计学和地理信息系统相结合,研究浙江省杭州市富阳区1979-2006年0~20 cm土层土壤有机碳的时间和空间变异特征。结果表明,1979-2006年富阳区土壤平均有机碳含量从17.3 g·kg<sup>-1</sup>增长到18.5 g·kg<sup>-1</sup>。根据半方差模型分析结果,富阳区1979年和2006年土壤有机碳的分布在空间自相关上均表现为中等强度。不同土地利用类型土壤有机碳含量依次为菜地>林地>水田>旱地>未利用地>园地。研究区内土壤有机碳发生变化的主要驱动力是土地利用方式及其相应的管理措施差异。城镇日常生活产生的生活废水与废弃物,以及工业特别是造纸产生的工业废水的处置方式,农业生产中不同种植方式下有机肥和化肥的使用情况,均对研究区土壤有机碳水平的高低和空间异质性有直接影响。研究结果可为研究区土壤有机碳管理提供科学依据。
Influence of land use changes on soil organic carbon distribution in agricultural soils
[J].
DOI:10.3969/j.issn.1004-1524.2017.05.17
[本文引用: 1]
In the present study, geo-statistic method and GIS were combined to reveal the temporal and spatial variation characteristics of soil organic carbon (SOC) in 0-20 cm soil layer. It was shown that the mean SOC in Fuyang District was 17.3 g·kg<sup>-1</sup> in 1979 and 18.5 g·kg<sup>-1</sup> in 2006. Geo-statistical analysis indicated that SOC had a moderate spatial correlation. Different land use types had significantly influence on soil fertility levels. SOC content of different land use types decreased as vegetable land>forest land>paddy field>dry land>unused land>orchard. The main driving force of SOC variation in the study area was the management measures of different land use types. The treatment of wastewater, wastes, and use of manure and chemical fertilizers directly influenced SOC content in soil. These results could provide references for SOC management.
不同类型土壤的有机碳密度特征
[J].
Distribution of different types of soil organic carbon density
[J].
贵州省主要森林类型土壤有机碳密度特征及其影响因素
[J].
Soil organic carbon density and its influencing factors for the forest region of Guizhou Province,China
[J].
江西省表层土壤有机碳库储量估算与空间分布特征
[J].
Organic carbon reserves of topsoil and spatial distribution in Jiangxi Province
[J].
土地利用和土地覆被变化对土壤有机碳密度及碳储量变化的影响——以黑龙江省大庆市为例
[J].
Effects of land use and land cover change on soil organic carbon density and carbon storage—A case study of Daqing,Heilongjiang Province
[J].
黄土高原不同土地利用类型有机碳和黑碳的储量及意义
[J].
Implication and storage of soil organic carbon and black carbon in different land use types in the topsoil of Loess Plateau
[J].
杭州湾南岸围垦区土壤有机碳空间分布特征及其影响因素
[J].
Spatial distribution characteristics and influencing factors of soil organic carbon in the reclamation area on the South Bank of Hangzhou Bay
[J].
城市森林土壤有机碳密度及影响因子变化研究
[J].
Study on changes of soil organic carbon density and influencing factors in urban forest
[J].
海南尖峰岭热带山地雨林土壤有机碳密度空间分布特征
[J].
Spatial distribution characteristics of soil organic carbon density in a tropical mountain rainforest of Jianfengling,Hainan Island,China
[J].
山东省土壤有机碳密度的空间分布特征及其影响因素
[J].
Soil carbon density and distribution and influencing factors in Shandong Province
[J].
福建省土壤有机碳储量估算、时空分布特征及其影响因素
[J].
Reserve estimation,spatiotemporal distribution and its influencing factors of soil organic carbon in Fujian Province,China
[J].
青藏高原北缘土壤碳库和碳汇潜力研究
[J].
DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2018.02.0206
[本文引用: 1]
研究青藏高原北缘土壤有机碳储量对全球碳循环具有重要意义。研究区表层土壤碳储量为1.27×10<sup>8</sup> t,表层土壤有机碳密度为4.96×10<sup>3</sup> t/km<sup>2</sup>;与全国第二次土壤普查时的储量相比,栗钙土、灰钙土、高山草原土、沼泽土、风沙土和潮土分布区有机碳储量逐渐增加,主要分布在青海湖北部草原区和东部中高山林地区,因林草地固碳量大于释放量,被划分为碳汇区;山地草甸土、高山草甸土、灰褐土、黑钙土和灌淤土分布区有机碳储量逐渐减少,主要分布在青海东部农耕区,因耕种作用固碳量小于释放量,被划分为碳源区。以目前有机碳储量累积频率的97.5%为有机碳饱和临界值,估算研究区固碳潜力值为241.57×10<sup>6</sup> t,并以研究区广泛分布的栗钙土为例,推算栗钙土有机碳储量达到饱和需要18.66年。
Study on the soil carbon pool and potential capacity of carbon sequestration in the northern Tibetan Plateau
[J].
DOI:10.11867/j.issn.1001-8166.2018.02.0206
[本文引用: 1]
It is important to investigate the soil organic carbon reserves of the northern Tibetan Plateau for understanding the global carbon cycle. The surface soil carbon storage is 1.27×108 t, and the surface topsoil organic carbon density is 4.96×103 t/km2 in the study area. Compared with the results of the second National Soil Census, the distribution of organic carbon reserves of chestnut soil, sierozem, alpine steppe soil, swamp soil, sandy soil and ustic cambisols increased gradually, which are mainly distributed in savanes of the northern Qinghai Lake and woodland in middle-high mountain areas of the eastern Qinghai Lake; savanes and woodland are classified as the carbon sink area because this area’s carbon sequestration is greater than the release quantity. By contrast, the distribution of organic carbon reserves of mountain meadow soil, alpine meadow soil, grey cinnamon soil, chernozem and anthropogenic-alluvial soil decreased gradually, which are mainly distributed in the farming areas of eastern Qinghai Province. This area’s carbon sequestration is less than the release quantity because of cultivation effect, and is classified as the carbon source area. The 97.5% of organic carbon storage cumulative frequency is closed to the threshold value of the organic carbon saturation. The carbon sequestration potential of the study area is 241.57×106 t. Take the widely distributed chestnut soil as a case, it will take 18.66 years to reach saturation for the soil organic carbon reserves of chestnut soil.
退耕草地土壤有机碳密度的空间分布及动态变化
[J].
DOI:10.11686/cyxb2015499
[本文引用: 1]
研究退耕草地土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)密度的空间分布与动态变化,为退耕地“碳汇”功能评估提供依据。2008年在兰陵溪流域退耕草地设计对照区(A<sub>1</sub>)、莎草无凋落物区(B<sub>0</sub>)和莎草双倍凋落物区(B<sub>2</sub>),于2008-2015年每年3月底分层采集实验区0~30 cm土样,测定SOC密度值。结果表明,1) 农地退耕后,SOC的累积与分解平衡被打破,农地-草地演替过程中发生了“碳汇”作用,SOC达到新的平衡需12年,年碳汇速率为263.5 g/m<sup>2</sup>;2) 2008年SOC密度为B<sub>2</sub>(5504±245 g/m<sup>2</sup>)>B<sub>0</sub>(5476±267 g/m<sup>2</sup>)>A<sub>1</sub>(5392±306 g/m<sup>2</sup>),2015年变化为A<sub>1</sub>(6022±298 g/m<sup>2</sup>)>B<sub>0</sub>(5963±315 g/m<sup>2</sup>)>B<sub>2</sub>(5807±274 g/m<sup>2</sup>),植物种类和凋落物数量影响显著(P<0.05);3) 2008-2015年间,A<sub>1</sub>和B<sub>0</sub>区SOC密度持续增加,B<sub>2</sub>发生了波动性变化,下降之后又持续增加,A<sub>1</sub>更有利于SOC的积累;4)植物种类和凋落物数量主要影响0~20 cm层SOC密度的变化,20 cm以下影响不显著。农地、草地不同深度层SOC密度差异显著(P<0.05),农地-草地演替过程中,SOC年累积量差异显著,空间分布格局也由农地模式转变为草地模式。
Changes in the spatial distribution and dynamics of soil organic carbon density in grasslands converted from farmland
[J].
