石漠化对峰丛洼地土壤有机碳储量的影响——以广东英德市岩背镇为例

为掌握石漠化对岩溶地表土壤碳量的影响,选择粤北英德市岩背镇塘边村岩溶峰丛不同石漠化程度样地进行系统调查,采用单位面积土壤有机碳指标分析石漠化过程对土壤有机碳储量影响。结果表明：（1）极重度石漠化使土壤厚度、地表生物量显著减少,使岩石裸露率显著增加,但在潜在、轻度至中度石漠化中,差异不显著;（2）极重度石漠化土壤有机碳含量显著高于其他石漠化,中度石漠化土壤有机碳高于轻度石漠化,轻度高于潜在,但差异不显著;（3）10-20 cm 土层有机碳含量明显低于表层,岩石裸露及土壤主要在溶蚀缝隙中分布和发育是造成极重度和中度石漠化单位重量土壤有机碳增加的主要原因;（4）中度、轻度和潜在石漠化单位面积土壤有机碳分别是极重度的49.23倍、47.9倍和29.4倍;（5）岩石裸露率是影响岩溶地表生态的最主要因素,它和地表生物量之间存在极显著的负相关,与单位面积土壤有机碳总量呈显著的负相关关系,和土壤厚度也存在显著的负相关关系,此外,岩溶植物的高度适应性可以削弱石漠化的影响。     

多目标区域地球化学调查与土壤碳储量问题——以江苏、湖南、四川、吉林、内蒙古为例

在全国多目标区域地球化学调查获得土壤高密度和大数据量碳分布数据基础上,提出"单位土壤碳含量"概念和建立土壤碳储量实测计算方法,为精确计算土壤碳储量和估算土壤碳库提供了新的途径。依据"单位土壤碳含量"进行土壤碳储量实测计算,可以按照土壤类型、土地利用分类、生态系统及自然景观等任意划分方式,从不同途径取得市县、省区、流域及至国家土壤碳储量,并在各级次上进行土壤碳库问题研究,解决土地利用、农业种植和环境评估中的实际问题。文章以江苏、湖南、四川、吉林、内蒙古为例进行土壤有机碳储量计算,结果表明,全国土壤碳储量分布不均匀。按照土壤有机碳储量和土壤平均有机碳储量分布,四川省四川盆地西部区土壤有机碳储量为1779887583t,平均有机碳储量最高,为29107.86t/km2;依次为:吉林省平原区有机碳储量2618973357t,平均有机碳储量27427.25t/km2;湖南省洞庭湖区有机碳储量837159672t,平均有机碳储量21977.31t/km2;江苏省有机碳储量1818603526t,平均有机碳储量17117.61t/km2;内蒙古河套地区有机碳储量286247058t,平均有机碳储量9592.73t/km2。     

内蒙古鄂伦春旗东部主要农耕区土壤有机碳含量及主要影响因素分析

利用鄂伦春自治旗东部主要耕地区1：25万土地质量地球化学调查数据,查明了研究区内表层和深层土壤有机碳储量和有机碳密度分布特征,分析了研究区内土壤有机碳储量、有机碳密度与土壤类型、土地利用方式之间的关系,探讨了土壤类型和土地利用方式对土壤有机碳的作用机理.结果表明研究区内土壤有机碳含量分布不均,土壤类型和土地利用方式是土壤有机碳储量和有机碳密度的主要影响因素.     

河北泃河流域第四纪沉积相对土壤有机碳库的影响

成土母质是影响土壤有机碳储量的重要因素之一。以河北省三河市泃河流域为研究对象,根据全新统沉积环境特征,将研究区成土母质划分为冲洪积相沉积母质、冲积相沉积母质和湖沼积相淤积母质,探讨不同成土母质区土壤的有机碳密度变化及其影响机制。单因素方差分析显示,不同成土母质中土壤有机碳密度存在显著差异,呈冲积相<冲洪积相<湖沼积相变化趋势。对比不同成土母质的土壤质地、养分特征及理化性质,表明土壤通过影响植被的生长发育、土壤动植物、微生物活性、有机碳固存机制等,对土壤有机碳储量发挥直接或间接作用。研究区由冲积相→冲洪积相→湖沼积相,沉积环境发生显著变化,土壤粘粒组分增多,促进与土壤有机碳有关的有机-无机复合体的形成,降低微生物对土壤有机碳的分解;土壤含水率和养分含量增加,利于植被生长,提升土壤微生物活性,其代谢产物及死亡残体作为土壤有机碳的碳源,提高了土壤有机碳储量。该研究成果为流域土壤有机碳的保护利用提供技术支撑。     

成都经济区不同地貌景观区土壤有机碳分布特征及储量估算

利用四川省成都经济区多目标区域地球化学调查获得的土壤有机碳含量数据,探讨了成都经济区不同地貌景观区土壤有机碳的分布特征。山区表层土壤有机碳含量(SOC)最高(22 g/kg左右),较平原区、丘陵区高一倍以上,丘陵区最低(9.49 g/kg)。成都平原区和东部丘陵区深层土壤碳含量相差不大,且均低于研究区深层土壤碳含量均值(6.99 g/kg)。利用指数模型对单位土壤平均碳量(USCATOC)、有机碳储量(USCATOC,h)、有机碳丰度指数(R)进行了估算。结果表明:各地貌单元土壤碳含量、单位土壤平均碳量、有机碳储量、有机碳丰度指数(R)分布具有山区高于平原区、丘陵区最低的一致性特征。龙门山区、西南山区面积约占全区的42%,土壤有机碳储量约占全区的59%;成都平原区、丘陵区面积占58%,土壤有机碳储量约占全区的41%。单位土壤平均碳量、有机碳储量在不同地貌单元中分布的差异主要与不同地貌单元的土壤有机碳含量有关,此外还可能与成土母质、植被发育情况、土地利用方式有关。     

吉林西部锰、钼元素土壤地球化学特征

对农安、大安、通榆工作区表层土壤Mn、Mo元素全量和有效量、剖面土壤全量及葵花籽实中Mn、Mo元素含量的研究结果表明:吉林西部土壤表层Mn、Mo元素全量差异源于各区沉积物质的不同;吉林西部有效Mn含量丰富,有效Mo严重缺乏,Mn、Mo皆为强烈转化;表层土壤Mn、Mo元素有效量与全量、有机质含量呈极显著相关;各区葵花籽实中Mn、Mo两种元素含量差别较小,土壤pH值影响葵花对Mo元素的吸收。     

基于多目标区域地球化学调查的中国土壤碳储量计算方法研究

土壤碳储量问题在碳循环和全球变化领域具有重要意义,长期以来这一基本参数的计算受到数据来源的制约。全国多目标区域地球化学调查采用双层网格化采样和分析,取得了大量高密度和高精度土壤地球化学数据,为土壤碳库的高精度计算提供了数据基础。文中重点探讨利用这些数据计算土壤碳储量的方法。首先提出针对多目标区域地球化学调查数据的"单位土壤碳量(USCA)"概念,用以代表调查数据基本面积单元(4km2)的碳储量,并作为区域和全国尺度土壤碳储量计算的基本单位。在收集分析14个省市414条的土壤剖面数据的基础上,发现土壤有机碳(TOC)的垂直分布与无机碳和其他元素不同,存在指数分布规律,运用面积积分运算方法发现利用直线模型计算土壤有机碳库的误差(+20%～+100%)远大于指数模型的误差(-10%～+20%)。因此,文中建议"有机碳单位土壤碳量(USCATOC)"需使用指数模型拟合后积分求算,而"无机碳单位土壤碳量(USCATIC)"则使用直线模型,"全碳单位土壤碳量(USCATC)"采用两者加和计算。文中还分析了其他元素的垂直分布特征,并提出氮储量计算需采用与有机碳类似的方法,其他51种元素(氧化物)储量采用与无机碳类似的方案,按照直线模型计算单位土壤元素量和单位土壤氧化物量(USEA)。     

辽宁西部沿海地区土壤碳库时空分布特征及其影响因素

沿海地区是海陆交互特殊地带,其土壤碳库变化对全球碳循环具有特殊意义。本文选择辽宁西部沿海多目标区域地球化学调查覆盖区作为研究重点,计算了区内土壤碳储量和碳密度,对其空间分布特征及近40年来土壤碳库变化状况和影响因素进行研究,旨在为该区今后土地利用规划、生态环境保护提供数据支撑。结果表明:研究区表、中、深层土壤碳密度空间分布规律基本一致,从20世纪80年代至今,表、中层土壤有机碳储量和碳密度总体均呈显著增加态势,表层土壤有机碳储量增加1.93 Mt,中层土壤有机碳储量增加9.88 Mt。其空间分布特征显示,高海拔、低温多雨有利于土壤有机碳的积累,降水增多、土壤酸化不利于土壤无机碳的积累。此外,土壤类型、土地利用类型、地貌类型和地质单元均与土壤碳密度显著相关,土地利用类型对土壤碳库影响最为深刻。     

广东阳江-茂名地区土壤碳储量及其时空变化规律

本文参照DZ/T0258-2014多目标区域地球化学调查规范(1∶250000),对调查区碳储量进行计算研究。精确计算阳江-茂名地区土壤碳储量,并利用多目标区域地球化学调查实测土壤有机碳密度与1985年广东省第二次土壤普查取得的土壤有机碳密度进行对比,分析30年来,调查区内土壤碳密度及碳储量的时间变化规律,为该区土壤碳循环研究提供数据支撑。研究发现,土壤总有机碳储量为1.19×10~8 t,各层位有机碳占碳总储量的比例与全球土壤水平相当,无机碳储量远小于有机碳储量。从空间分布来看,各层位总碳和有机碳区域分布较为相似,土壤碳密度表现出了明显的垂直地带性和水平地带性特征。水田土壤较旱地土壤有机碳含量多,花岗岩母质对表层土壤有机质的贡献较大,而林地对中层和底层土壤有机碳贡献较大。30年来,阳江-茂名地区在高强度人类活动改造下土壤有机碳的变化情况发现,阳江-茂名地区土壤有机质含量略有增加,其增加趋势及强度在空间上具有较大差异。而林地和农用地这两种利用类型土壤有机碳的改变是影响区域土壤有机碳储量的主要因素。     

松辽平原土壤碳库变化及其原因分析

基于东北松辽平原多目标区域地球化学调查数据,计算了表层(0～20 cm)土壤有机碳密度和储量,与全国第二次土壤普查时的土壤有机碳密度进行对比研究,分析了土壤有机碳密度变化的主要影响因素。结果表明:松辽平原不同土壤类型表层土壤有机碳与无机碳构成比例存在明显差异,沼泽土、暗棕壤、泥炭土、白浆土、水稻土、黑土等有机碳含量占土壤总碳含量的90%以上;栗钙土、潮土、风沙土、褐土等土壤有机碳含量占总碳含量80%以下。研究区当前表层土壤有机碳储量约为1 448 Tg,自20世纪80年代以来减少约115.94 Tg,下降了7.4%,其中进入大气估算约为104.88 Tg,占土壤有机碳损失的90.5%。不同土地利用方式中,旱地减少76.12 Tg,对大气贡献CO_2最大,其次为盐碱地和草地,分别减少16.32 Tg和15.93 Tg。研究认为,造成土壤碳库减少的主要原因是30年来松辽平原气温的升高,旱地和草地由于温度升高引起的土壤有机碳库减少占总损失的70%,而包括农业生产、土地利用变化、水土流失等因素导致的有机碳减少仅占总损失的30%左右。     

Spatial distribution of soil organic carbon and its influencing factors at different soil depths in a semiarid region of China

Studying spatial variability of soil organic carbon (SOC) is crucial for understanding the largest active carbon pool in terrestrial ecosystems. The main objectives ofves of this study were (1) to analyze the spatial pattern of SOC at different depths and (2) to define the soil properties affecting the spatial patterns of SOC at different depths. A total of 910 soil samples were collected at different locations and soil layers in a semiarid zone (3800 km²) of northeastern China. A geostatistical approach was used to predict and map SOC at different depths while the soil properties affecting the spatial patterns of SOC were analyzed by using canonical correspondence analysis. As expected, SOC content decreased gradually with depth and such a SOC decrease depended on soil type, which resulted the main factor affecting horizontal and vertical distributions of SOC content. Slope and bulk density exhibited a negative correlation with SOC content, whereas vegetation index, soil moisture content, elevation, and aspect showed a positive correlation. Sensitivity of SOC to influencing factors differed with increasing soil depth. SOC was significantly correlated with vegetation and bulk density on topsoil, while soil moisture and aspect played an important role in controlling SOC with increasing depth.     

Soil organic carbon within the vadose zone of a floodplain

Past studies have focused on carbon variation in the upper 1 m of the soil profile. However, there is limited information on carbon variation at deeper depths (e.g., 0–4 m) and mathematical functions to extrapolate carbon content at these depths. The objective of this study was therefore to assess the vertical variation in SOC (reached 4 m) of the Tarim River floodplain in northwestern China. The vertical distribution in SOC was described by exponential and power functions based on (1) soil depth, (2) soil depth and silt content, (3) soil depth and SOC at the shallowest and deepest depths, (4) soil depth, silt content, and SOC at the shallowest and deepest depths, and (5) soil depth and SOC at the shallowest depth. We found SOC content decreased with depth from 6.82 g kg^?1 at 0–0.2 m to?<?1.0 g kg^?1 below 3.2–3.4 m averaged across five locations along the floodplain. Both the power and exponential functions provided a good fit to the measured data in the upper 1 m of the soil profile, whereas the power function provided a better fit to the data when extrapolating to a depth of 3–4 m. The power function describing SOC as a function of soil depth, silt content, and SOC at the shallowest and deepest depths best portrayed the distribution in SOC with depth. Considering the cost and labor in measuring soil properties, our results suggest that SOC at the shallowest depth can provide good estimates of the vertical distribution in SOC in a floodplain.     

岩土系统地球化学行为及其对岩溶作用驱动--以丫吉村岩溶试验场为例

岩溶成土过程为Ｃ、Ｃａ、Ｍｇ淋失,Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｐｂ、Ｚｎ和酸不溶物相对累积的地球化学过程。试验场生物碳库量巨大,实验表明：植物残体在第一季度快速分解,可产生大量ＣＯ２参予岩溶作用;岩溶土壤有机碳含量高、储量大,表层土、鞍部、坡地土松结态有机碳含量高,为岩溶ＣＯ２的潜在来源;土壤有机碳可被酸性溶液（ＫＭｎＯ４）氧化,Ａ层土比Ｂ层土更易被氧化。土壤ＣＯ２含量、释放的野外监测实验结果：湿润气候条件下岩溶作用较为发育。Ｃ１３特征表明：土壤有机碳为土壤ＣＯ２的主要来源,土壤ＣＯ２为岩溶泉ＨＣＯ－３不容忽视的重要来源。土壤、有机质对石灰岩溶蚀实验表明：土壤有机质对石灰岩溶蚀具明显的促进作用,雨季比旱季、坡地比洼地岩溶作用更加发育。     

我国四种典型土类有机碳剖面分布特征

以中国黑土、褐土、水稻土和砖红壤4种典型农田土类为研究对象,分析了不同土类有机碳、碳氮比和有机碳密度的剖面分布特征。结果表明：土壤有机碳含量随土层加深而呈现递减趋势;褐土有机碳含量最低,固碳潜力较大;黑土、砖红壤C／N比值明显高于水稻土和褐土,各类土壤耕地表层土壤C／N比值与第二次土壤普查数据相比有明显降低,有可能会影...     

岩土系统地球化学行为及其对岩溶作用驱动：———以丫吉村岩溶试验场为例

岩溶成土过程为Ｃ,Ｃａ,Ｍｇ淋失,Ｆｅ,Ｍｎ,Ｃｕ,Ｐｂ,Ｚｎ和酸不溶物相对累积的地球化学过程。试验场生物碳库量巨大,实验表明;植物残体在第一季节快速分解,可产生大量ＣＯ２参予岩溶作用;岩溶土壤有机碳含量高,储量大,表层土,鞍部,坡地土松结态有机碳含量高,为岩溶ＣＯ２的潜在来源;土壤有机碳可被酸性溶液氧化,Ａ层土比Ｂ层土更易被氧化。土壤ＣＯ２含量,释放的野外监测实验结果：湿润气候条件下岩溶作用较为     

岩溶山地土壤有机碳的分布特征及表层土壤有机碳的影响因素分析——以重庆市北碚区为例

通过野外采样调查分析,运用地统计学方法,分析了北碚区土壤有机碳（SOC）的分布特征和表层土壤有机碳的影响因素。结果表明:空间上,从表土层到底土层SOC含量依次降低,且差异显著,降幅依次为35.02 %和47.12 %;时间上,与1984年第二次土壤普查相比,从表土层到底土层土壤有机碳的含量呈增加趋势,增加幅度分别为:4.36 %,31.92 %和14.74 %。对表层土壤有机碳的影响因素进行了分析,发现SOC含量随着土壤中全氮、碱解氮、黏粒含量的增加而增加;含有碎屑岩的碳酸盐岩比纯碳酸盐岩形成的土壤有机碳含量高;随着海拔的升高SOC含量增大,表现为:山顶(21.94 g/kg)＞平坝(19.53 g/kg)＞槽谷(15.60 g/kg)＞山腰(13.40 g/kg);不同土地利用方式下的SOC含量高低顺序为:林地(26.16 g/kg)＞草坡(21.95 g/kg)＞菜地(16.75 g/kg)＞果园(15.31 g/kg)＞耕地(12.85 g/kg)。传统的耕作方式容易造成SOC损失,建议在岩溶山地通过退耕还林还草、坡改梯、增施有机肥增加土壤有机碳;推广应用免耕、少耕、秸秆还田等耕作措施,增加农田土壤固碳能力。      

辽宁西部沿海地区土壤碳库构成及变化规律研究

基于辽宁西部沿海地区多目标地球化学调查获得的表层和深层土壤碳含量数据,计算了研究区表层（0~20 cm）、中层（0~100 cm）和深层（0~180 cm）的土壤碳密度及储量,探讨了不同分类单元的土壤碳库构成特征及固碳潜力,并对近40年来土壤有机碳变化规律进行研究.结果显示：1）研究区土壤碳库构成以有机碳为主,无机碳储量随深度增加有所增大.表层、中层和深层土壤有机碳密度分别为2.14、7.59和11.27 kg/m²,低于全国多目标调查区平均值和环渤海地区.2）不同分类单元土壤碳库构成具有一定差异：表层土壤元古宇和中生界单元的碳密度较大,而中层和深层表现为古生界土壤碳密度较大;山地土壤碳密度大于丘陵和平原;褐土土壤碳密度最高,潮土最低;林草地土壤碳密度最高,耕地和园地较低.3）研究区表层、中层和深层固碳潜力分别为33.91、103.32和129.37 Mt,其中有机碳的固碳潜力大于无机碳.4）近40年间,土壤有机碳总体呈增加态势,其中,耕地和园地的表层土壤总体表现为碳源效应,释放有机碳量0.29 Mt.棕壤分布区和林地分布区对土壤有机碳的输入贡献最大.     

吉林西部不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布和碳密度

土壤碳库在陆地生态系统碳循环中起着关键性的作用。在对吉林西部进行为期6年（2004－2009年）的环境调查基础上,采集了217个土壤剖面,获取了2 170个土壤样品的平均容重、含水率和有机碳含量,分析了不同土地利用类型下土壤有机碳（SOC）的垂向分布特征、原因和机理。结果表明：不同土地利用类型的土壤有机碳垂向分布表现出截然不同的特征,大致可分为“下降型”、“上升型”和“不变型”3种。呈下降型的草地、农田、湿地等SOC含量主要富集在0~30 cm耕作层,并随深度增加而快速下降;滩地为上升型,良好的水文条件和相对茂盛的植物为有机质提供了有利条件;不变型包括盐碱地、林地和沙地,SOC含量处于全区最低水平。不同土地利用类型的土壤有机碳密度差异很大,从大到小依次为水田、草地、旱田、湿地、退化草地、滩地、林地、沙地、盐碱地,其中水田为（169.25±17.70） t/hm²,盐碱地为 （26.50±10.00） t/hm²。植被生物量和土壤理化性质是影响土壤有机碳含量的主要因素。     

祁连山黑河上游多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征

山地多年冻土的异质性影响其植被类型的分布特征,且对有机碳的分布也具有重要影响。通过采集黑河上游多年冻土区三种典型植被类型（高寒沼泽草甸、高寒草甸、高寒草原）8个活动层的土壤样品,测定其土壤有机碳密度及其理化性质。结果表明：高寒沼泽草甸土壤有机碳密度最高（49.50 kg·m^-2）,高寒草甸次之（11.22 kg·m^-2）,高寒草原最低（7.30 kg·m^-2）。土壤有机碳密度的剖面垂直分布特征具有差异性,高寒沼泽草甸土壤有机碳密度随深度变化不明显,高寒草原和高寒草甸土壤有机碳密度随深度逐渐减小,存在显著的表层聚集性。有机碳密度与土壤含水率和细粒含量呈显著正相关,与pH值呈显著负相关关系。一般线性模型结果表明土壤含水率、pH值和土壤颗粒组成解释了96.39%的有机碳密度变异,其中土壤含水率贡献了81.53%,pH值和土壤粒度分别贡献了9.33%和4.75%。研究表明多年冻土区不同植被类型土壤有机碳密度分布特征具有明显差异,山地多年冻土土壤含水率是控制有机碳密度分布特征的重要影响因素。     

渝东南岩溶山地土地利用方式对土壤有机碳时空分布特征的影响

通过野外调查、采样和分析,运用地统计学方法,选择旱地、稻田、菜园和果园四种地利用方式,分析了渝东南秀山、黔江、酉阳三地土壤有机碳(SOC)的时间和空间分布特征。结果表明:空间上,在耕作层和心土层SOC含量都是菜园最大,旱地最小,且差异显著;而底土层果园最大,稻田最小,差异不显著;不同的土地利用方式对土壤剖面SOC含量的影响一致,自上而下依次降低,均为耕作层SOC含量最高,底土层最低,稻田降幅最大,旱地最小,且差异显著;时间上,与1984年第二次土壤普查相比,除旱地外20多年来渝东南岩溶区0~20cm耕层SOC含量普遍升高,其中菜园的增加幅度最大,稻田最小。但总的来说,研究区岩溶山地土壤有机质含量普遍较低,建议通过人为施肥提高有机质的含量,探索和推广应用免耕、少耕、秸秆还田等耕作措施,增加农田土壤固碳能力。