山东半岛蓝色经济区土壤有机碳储量及固碳潜力分析

土壤碳储量研究在碳循环和全球变化中具有重要意义,但以往碳储量计算结果受到数据来源的制约。山东省多目标区域地球化学调查采用双层网格化采样和分析,获取了大密度、高精度土壤有机碳数据,为土壤碳库的准确计算奠定了基础。笔者利用这些数据计算了山东半岛蓝色经济区表层（0～20 cm）、中上层（0～100 cm）及全层（0～160 cm）的土壤有机碳（SOC）密度和储量,并对其空间分布特征及固碳潜力进行了研究。结果显示,经济区内3种土壤层次的碳库组成不同,表层SOC储量占总碳（TC）储量的71.67%,随深度增加所占比例逐渐减小,而无机碳(SIC)储量所占比例逐渐增加,全层二者所占比率较为接近:表层SOC储量为132.64 Mt,碳密度为2.06 kg/m²;中上层为458.27 Mt,碳密度为7.11 kg/m²;全层为619.96 Mt,碳密度为9.61 kg/m²。各层SOC密度处于全国偏低水平,且在不同土壤类型、地貌类型、土地利用类型之间有一定差异:褐土土表层SOC密度最高（2.48 kg/m²）,风沙土最低（0.91 kg/m²）;灌溉水田表层SOC密度最高（3.45 kg/m²）,菜地最低（1.61 kg/m²）。表层SOC密度分布总体上呈现为沿海地区低、鲁北平原和胶莱盆地中等、山地丘陵和中低山区偏高的分布格局。从第二次土壤普查和本次多目标调查数据所建立的回归方程分析发现,在今后一定时期内,本区表层土壤总体表现为“碳汇”效应,未来可净增总有机碳（TOC）量60.94 Mt,其中“碳源”量5.07 Mt,“碳汇”量65.97 Mt。     

1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算

土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力和固碳能力的重要指标。因此,研究土壤有机碳的变化,对准确评价区域土壤固碳潜力,实现土壤资源的可持续利用具有重要的意义。利用黑龙江省第二次土壤普查数据和2019年实测土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析了1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层(0～20 cm)土壤有机碳密度(SOCD)的时空变化特征,运用土壤类型法估算了土壤有机碳储量,运用平衡法估算了土壤固碳潜力。结果表明:30多年来表层SOCD平均减少1.06 kg/m~2,SOCD减少的地区主要分布在黑龙江省松嫩平原中部和东南部地区;表层SOC储量减少约143.99 Tg, SOC储量减少较多的土壤类型是草甸土、黑钙土和黑土,三者减少量占总SOC储量减少量的84.55%;当前黑龙江省松嫩平原表层土壤固碳潜力为-2.08 Tg,其中暗棕壤、白浆土、黑土为正潜力,其余土壤类型为负潜力。建议通过增施有机化肥、秸秆还田、推广免耕少耕等方法措施,以提高松嫩平原土壤固碳潜力。     

1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层土壤有机碳变化及固碳潜力估算

土壤有机碳(SOC)是评价土壤肥力和固碳能力的重要指标。因此,研究土壤有机碳的变化,对准确评价区域土壤固碳潜力,实现土壤资源的可持续利用具有重要的意义。利用黑龙江省第二次土壤普查数据和2019年实测土壤数据,运用GIS空间分析方法,分析了1986—2019年黑龙江省松嫩平原表层(0~20 cm)土壤有机碳密度(SOCD)的时空变化特征,运用土壤类型法估算了土壤有机碳储量,运用平衡法估算了土壤固碳潜力。结果表明:30多年来表层SOCD平均减少1.06 kg/m²,SOCD减少的地区主要分布在黑龙江省松嫩平原中部和东南部地区;表层SOC储量减少约143.99 Tg,SOC储量减少较多的土壤类型是草甸土、黑钙土和黑土,三者减少量占总SOC储量减少量的84.55%;当前黑龙江省松嫩平原表层土壤固碳潜力为-2.08 Tg,其中暗棕壤、白浆土、黑土为正潜力,其余土壤类型为负潜力。建议通过增施有机化肥、秸秆还田、推广免耕少耕等方法措施,以提高松嫩平原土壤固碳潜力。     

吉林中西部地区土壤有机碳储量及其时空变化特征

利用多目标区域地球化学调查的实测数据,估算了吉林中西部地区表层土壤的有机碳密度和储量.结果表明,在不同深度的分布层次上,表层(0～0.2m)土壤对有机碳的积累较弱,SOC储量占到全层(0～1.8m)储量的23.8%,中上层(0～1.Om)储量则占到全层储量的95.7%.从上壤类型看,表层SOC密度较高的有暗棕壤(636...     

江西省鄱阳湖及周边经济区土壤有机碳储量分布特征

土壤是陆地生态系统的重要组成部分,土壤碳储量研究在碳循环和全球变化中具有重要意义。本文利用江西省鄱阳湖及周边经济区多目标区域地球化学调查取得的土壤碳数据,计算了研究区表层、中层、深层土壤的全碳储量和有机碳储量,分析其有机碳储量和有机碳密度的分布特征。结果表明：研究区总体碳储量是以有机碳储量为主;表层土壤（0~0.2 m）的有机碳密度为3512 t/km²,有机碳储量为1.38亿吨;中层土壤（0~1.0 m）的有机碳密度为11156 t/km²,有机碳储量为4.39亿吨;深层土壤（0~1.8 m）的有机碳密度为15617 t/km²,有机碳储量为6.14亿吨。与全国农业地质调查数据进行对比,研究区表层土壤的有机碳密度高于全国农业地质调查区内表层土壤有机碳密度的10.86%,中层及深层土壤的有机碳密度与全国农业地质调查区平均水平接近,显示研究区土壤的有机碳储量巨大。进一步分析研究区不同土壤类型、不同土地利用类型、不同地貌单元、不同行政单元的土壤有机碳密度及有机碳储量,系统查明了土壤有机碳的分布和分配特征。研究认为,区域内各层土壤有机碳密度空间分布具有同一性特征,与所处区域的成土地质背景和植被覆盖率密切相关。土壤有机碳密度高值区均分布在山地和丘陵区,包括江西丰城市北部、高安市南部、乐平市周边地区等古生代炭质岩和煤系地层区,其中乐平市表层土壤的有机碳密度最高;低值区均分布在湖区和水系河谷地区。该成果可为江西省的碳循环和碳排放研究提供可靠的数据基础。     

广东韶关地区土壤有机碳储量特征及其影响因素

采用单位土壤碳量计算方法,分别对韶关市不同母质类型、地貌类型、土地利用类型以及土壤类型中有机碳储量及平均碳密度等参数进行统计,初步探讨了广东韶关地区土壤有机碳储量特征及其影响因素.结果表明,调查区表层土壤(0-20 cm)有机碳平均碳密度和储量分别为3.62 kg/m2和5.45×107 t;中层土壤(0-100 cm)有机碳平均碳密度和储量分别为11.64 kg/m2和1.75×108 t;深层土壤(0-180 cm)有机碳平均碳密度和储量分别为15.63 kg/m2和2.35×108 t.从地貌上看,有机碳储量低值区主要为盆地(如南雄盆地、翁源盆地、乐昌盆地)、平原等地势较低处,高值区主要分布在中低山区域;其次,花岗岩出露地区表层有机碳含量较高.研究发现,近34年来调查区表层土壤有机碳储量总体呈下降趋势.影响土壤有机碳分布特征的因素主要为土壤类型、地貌类型、成土母质类型、土地利用类型等;其次,气候条件、植被状况、海拔高度等因素也是影响有机碳分布的重要因子.     

三江平原土壤碳库时空变化和影响因素研究

基于东北三江平原土壤地球化学调查数据,估算了表层土壤有机碳密度和碳储量,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,分析了研究区土壤碳库储量及变化的主要影响因素。结果表明:研究区表层土壤碳以有机碳为主,不同土壤类型有机碳密度及总碳密度有明显差异,沼泽土、泥炭土相对区内其他土壤类型的有机碳密度高,平均在8 kg/m²以上。当前土壤有机碳密度>8.4 kg/m²的分布区面积较20世纪80年代明显减少。研究区表层(0~20 cm)土壤有机碳当前储量约为348 Tg,30年间土壤有机碳减少了293.07 Tg,较基期下降45.7%,其中随河流迁出的有机碳约为1.46 Tg。沼泽湿地转变为耕地的土壤有机碳密度平均减少2.8 kg/m²以上。研究认为造成研究区土壤有机碳下降的主要原因是土地利用的急剧变化。沼泽地转为旱地有机碳损失最大,损失达63.47%。其他开垦变化类型造成土壤有机碳损失在40%~50%之间。研究区30年来温度升高导致表层土壤有机碳减少约7.4 Tg,占表层土壤有机碳总减少量的2.52%。     

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.     

安徽省江淮流域表层土壤有机碳储量历史变化探讨

本文根据安徽省多目标区域地球化学调查数据以及1980年安徽省土壤第二次普查数据对安徽省江淮流域表层土壤中有机碳储量变化特征等进行了研究分析,结果表明:相对于1980年,本区近20年间碳储量增加了7060228吨。从碳汇、碳源面积衡量,区内碳汇面积较碳源面积多7700km2。区内总体为碳汇区。江淮流域表层土壤中碳储量碳源区主要沿长江带分布,碳汇区主要沿江淮分水岭及沿淮、淮北地区分布。     

基于上海市土地利用方式变化下的土壤有机碳储量核算研究

分析了上海市2009年以来的土地利用类型与表层土壤有机碳储量的变化以及土地利用方式变化对表层土壤有机碳储量的影响。研究结果表明:上海市2012、2016年表层土壤有机碳储量分别为1.061014×10~(10)kg、1.149566×10~(10)kg,表层土壤平均有机碳密度低于全国平均水平的4.70kg/m~2,表层土壤有机碳储量占全国表层土壤有机碳储量的0.026%;耕地、林地和园地转化为工矿仓储用地、公共设施用地、交通运输用地时造成了表层土壤有机碳的排放,而其他农用地—耕地、公共设施用地、工矿仓储用地和工矿仓储用地—耕地、公共设施用地以及其他土地—耕地、公共设施用地时有利于表层土壤有机碳的汇聚;上海市表层土壤有机碳储量增加主要来源于土地利用类型不变的土地(农用地、滩涂土地等),这些土地表层土壤有机碳储量增加是土壤碳密度(有机碳含量)普遍增高的结果。建议通过进一步加强农用地、滩涂土地的有效保护,并对建设用地上的建筑物实施立体绿化等措施,提升上海市表层土壤有机碳储量。     

基于模糊综合评价法的小流域喀斯特石漠化治理综合效益评价——以贵州省普定县陈家寨小流域为例

通过建立石漠化综合治理效益的评价指标体系,采集研究区治理前后环境、经济、社会等各项指标数据,运用模糊综合评价法对贵州省普定县陈家寨小流域综合治理效益进行了评价。研究结果表明:经过综合治理,研究区社会、经济得到了发展,生态环境明显改善。由于在洼地沟谷地带发展高效山地农业,种植辣椒、秋葵、何首乌、半夏、丹参等经济作物,人均收入和劳动生产率大幅提升,资金产投比和土地生产率提升明显,农产品商品率有所增加。通过对研究区山地坡面开展林分改造,林草覆盖率有所提高,土壤侵蚀模数和石漠化面积比例减少,贫困发生率、农村恩格尔系数和文盲率有所下降。研究区综合治理之后,经济效益评价等级由“差”变成了“中”,生态效益由“差”变成了“良”,社会效益仍然处于“差”,综合效益评价由“差”到“中”,其中经济效益增幅最大,这主要得益于小流域内利用道路积蓄雨水、修建集水池等抗旱设施,有效地解决了研究区的灌溉问题。      

贵州普定6种喀斯特石生植物及其土壤的碳酸酐酶活性

以贵州普定喀斯特石漠化区域石生银叶真藓（Bryum argenteum Hedw.）、扭口藓（Barbula unguiculata Hedw.）、穗枝赤齿藓（Erythrodontium julaceum(Schwaegr.)Par.）、美灰藓（Eurohypnum leptothollum(C. Muell. )Ando.）、东亚砂藓（Racomitrium japonicum Dozy et Molk.）和雪茶（地衣）（Thamnolia vermicularia(Ach.)Asa-hina）为对象,研究了这些石生植物和其基质土壤碳酸酐酶（CA）的活性,可为石生植物的生物岩溶作用机理和石漠化生态环境的治理提供一定的参考。结果表明,6种植物CA的活性存在一定的差异,以美灰藓的CA活性272.99 U·g-1(FW)最高,东亚砂藓的CA活性33.45 U·g-1(FW)最低;银叶真藓基部土壤CA活性最高,为101.81 U·g-1(干土),美灰藓CA活性15.95 U·g-1(干土)最低。CA活性与土壤全磷、全钾、石砾含量和土壤含水量之间呈极显著的相关性。      

CO2 flux of soil respiration in natural recovering karst abandoned farmland in Southwest China

Acta Geochimica - To estimate carbon sequestration potential in the karst area, soil respiration in a natural recovering karst abandoned farmland in Shawan, Puding, Guizhou, southwest China was...     

喀斯特石漠化治理措施对土壤颗粒有机碳与团聚体有机碳的影响

文章以耕地为对照,分析不同石漠化治理措施（花椒林和次生林）对土壤0~20 cm土层有机碳(SOC)、颗粒有机碳(POC)、矿物结合有机碳(MOC)和团聚体有机碳的影响,探讨POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系。结果表明:与耕地相比,花椒林和次生林均不同程度提高SOC、POC、MOC和团聚体有机碳含量。0~10 cm土层次生林SOC含量和各粒径团聚体有机碳含量均显著高于耕地和花椒林,在10~20 cm土层无显著差异;0~20 cm土层花椒林和次生林土壤POC含量显著高于耕地,MOC无显著差异。POC/SOC范围为20.38%~45.27%,花椒林和次生林显著高于耕地。相反,MOC/SOC为耕地显著高于花椒林和次生林 。退耕为花椒林和次生林后,SOC含量的增加主要以POC含量增加为主。次生林和花椒林>2 mm粒径对SOC贡献率显著高于耕地,但0.25~2 mm粒径、0.053~0.25 mm粒径和 < 0.053 mm粒径对SOC贡献率显著低于耕地。其相关分析表明:POC、MOC与SOC、团聚体有机碳的关系均呈正相关,表现为次生林 > 花椒林 > 耕地。退耕恢复为花椒林和次生林后,SOC、POC和MOC增加量与团聚体有机碳增加量显著相关,其以次生林的相关性较强。石漠化治理措施改变SOC物理组分及其组成以及它们之间的关系,从而促进有机碳的积累。      

喀斯特地区石漠化与土壤类型的空间相关分析——以贵州省为例

以贵州省2010年石漠化程度分布与土壤类型分布图为基础,运用地图代数原理,通过计算二者的转移矩阵,从而得出不同石漠化程度下土壤类型的空间分布情况,并探讨研究区石漠化背景下,土壤类型与石漠化的空间分布规律,分析石漠化的发生、分布与土壤类型的相关关系。其结果表明:喀斯特地区石质土的石漠化发生率最高达到46.41%,其次为黄棕壤的43.32%,综合排序为石质土>黄棕壤>山地草甸土>棕壤>红壤>粗骨土>石灰土>黄壤>紫色土>水稻土>潮土;分等级讨论时以中度石漠化为主导,且石质土的中度石漠化发生率最高,达到了21.68%。石漠化程度的空间分布在不同土壤类型中存在着明显差异,并且二者之间有一定联系,土壤本身的性质差异是重要的因素之一。      

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...     

岩溶山区石灰土剖面硅铁铝元素分布特征——以贵州省晴隆县为例

选取贵州省晴隆县岩溶山区石灰土剖面土壤为研究对象,采用土壤学常规测定方法对土壤硅、铁、铝全量及风化度指标进行研究,初步分析了研究区石灰土剖面硅、铁、铝元素含量和分布特征。结果表明:区内土壤质地较黏,应进行土壤改良;土壤中氮、磷流失严重,需加强秸秆还地和增施有机肥;其硅、铁、铝元素含量较高,但主要以矿物态形式存在,受成土要素与环境的制约导致土壤脱硅富铁铝化程度较低,土壤剖面缺乏过渡层,由降雨冲刷易造成水土流失和加剧石漠化,应采取工程和自然保护措施防治植被覆盖减少和生态恶化。      

Urban expanding pattern and soil organic, inorganic carbon distribution in Shanghai, China

Soil carbon stock changes induced by land-use change play an essential role in the global greenhouse effect and carbon circulation. This paper studies the urban expanding patterns and spatial characteristics of soil organic carbon (SOC) and soil inorganic carbon (SIC) distribution and evolution during the urbanization process of Shanghai, China, based on the data of the regional geochemical survey. Urbanization process in Shanghai, China, has been quickening greatly since the 1980s. The urban area expanded from 193.08 km² in 1980 to 1,570.52 km² in 2005, or up from 3.05 to 24.77% in the past 25 years, and the urban expansion circled the central city region according to the RS images acquired in the periods of 1980, 2000 and 2005. The urban topsoil is slightly enriched with SOC and SIC, which shows obvious spatial variability. By comparison of SOC and SIC distribution in the central urban area, urbanized area during 1980–2000, 2000–2005 and the suburban area, the SOC obviously accumulates in the central urban area, while SOC density in the urbanized area decreases; similarly, the SIC obviously accumulates in central urban area; furthermore, the SIC density increases with urban land use duration extending and urban ecosystem evolving. This paper provides the characteristics of SOC and SIC distribution and evolution during the course of urbanization, which may be useful for assessing the impact of land use and urban development on SOC and SIC pools in urban ecosystem.     

Local-scale spatial variability of soil organic carbon and its stock in the hilly area of the Loess Plateau, China

Soil organic carbon (SOC) is one of the key components for assessing soil quality. Meanwhile, the changes in the stocks SOC may have large potential impact on global climate. It is increasingly important to estimate the SOC stock precisely and to investigate its variability. In this study, Yangjuangou watershed was selected to investigate the SOC distribution under different land uses. We found that SOC concentration decreased with increasing soil depth under all land uses and was significantly different across the vertical soil profile (P < 0.01). However, considering effect of land use on SOC, it is only significant (P < 0.01) in the topsoil (0-5 cm) layer. This indicated that land use has a large effect on the stocks of SOC in the surface soil. The stratification ratio of SOC > 1.2 may mean that soil quality is improving. The order of the SOC density (0-30 cm) under different land uses is forestland > orchard land > grassland > immature forestland > terraced cropland. The SOC stock is found to be as large as 2.67 × 10³ t (0-30 cm) in this watershed. Considering time effect of restoration, the slope cropland just abandoned is more efficient for SOC accumulation than trees planted in the semi-arid hilly loess area.     

Estimation of soil organic carbon storage and its fractions in a small karst watershed

With few available soil organic carbon (SOC) profiles and the heterogeneity of those that do exist, the estimation of SOC pools in karst areas is highly uncertain. Based on the spatial heterogeneity of SOC content of 23,536 samples in a karst watershed, a modified estimation method was determined for SOC storage that exclusively applies to karst areas. The method is a “soil-type method” based on revised calculation indexes for SOC storage. In the present study, the organic carbon contents of different soil types varied greatly, but generally decreased with increasing soil depth. The organic carbon content decreased nearly linearly to a depth of 0–50 cm and then varied at depths of 50–100 cm. Because of the large spatial variability in the karst area, we were able to determine that influences of the different indexes on the estimation of SOC storage decreased as follows: soil thickness > boulder content > rock fragment content > SOC content > bulk density. Using the modified formula, the SOC content in the Houzhai watershed in Puding was estimated to range from 3.53 to 5.44 kg m^?2, with an average value of 1.24 kg m^?2 to a depth of 20 cm, and from 4.44 to 14.50 kg m^?2, with an average value of 12.12 kg m^?2 to a depth of 100 cm. The total SOC content was estimated at 5.39 × 10⁵ t.