论文部分内容阅读
土壤碳库是地球表层最重要、最活跃的碳储库,土壤中极小的碳周转在不同时间尺度上影响大气中CO2的浓度。农田土壤碳库占土壤碳库的8-10%,且农田土壤碳循环极易受到人类活动的干扰导致失衡,因此对农田土壤碳的研究对认识全球气候变化、土地退化问题和土壤质量评价等均有重要意义。本文基于1:25万多目标地球化学调查的相关数据估算了六安市裕安区农田土壤碳储量的分布,分析了不同土壤类型、土地利用类型以及不同地形地貌农田土壤碳库现状。并结合我国第二次土壤普查（1979-1985）的资料,研究了近40年来表层（0-0.2m）土壤有机碳含量的变化特征及影响因素。同时,对比分析同一区域垂向剖面样品中层（0-1m）有机碳含量实测值与多目标双层网格取样中层有机碳含量估算值,研究两种采样模式下中层有机碳含量的差异并分析其影响因素。主要结论如下:（1）农耕区（1996km2）的土壤有机碳、无机碳含量分析结果显示,表层（0-0.2m）,中层（0-1m）和深层（0-2m）土壤的有机碳储量分别为6.91Mt、22.38Mt和31.04Mt,有机碳密度分别为3468.85t/km2、11236.51t/km2和15583.56t/km2;不同层位无机碳储量分别为0.15 Mt、0.85Mt和1.59Mt,无机碳密度分别为79.43 t/km2、428.03t/km2和798.54t/km2。研究区不同层位有机碳储量占总碳储量的95%以上,且0-1m的土壤中有机碳库约占72.10%,有机碳密度SOCD20是无机碳密度SICD20的46倍,主要原因为研究区土壤整体呈酸性（p H5.0-6.0）,土壤酸化是造成无机碳损失的主要原因。（2）研究区不同层位的有机碳密度空间分布具有较大的相似性,西北湾坂平原地区以狮子岗乡-石婆店镇、徐集镇为中心的有机碳密度较高,土壤类型为水稻土,以农业活动为主;东部的单王乡-顺河镇-新安镇-平桥-韩摆渡镇-石板冲乡一带的有机碳密度较低,土壤类型为潮土,农业活动少;研究区西南部的山区和岗塝交错带,随土层深度增加有机碳密度逐渐增大,说明离地表越近,农业活动对土壤有机碳含量的影响越大。不同层位的无机碳密度分布相似,随深度增加,无机碳含量无明显的变化。（3）自第二次土壤普查以来的40年内,研究区表层土壤整体上表现为碳源,有机碳储量减少0.66Mt,有机碳密度平均减少0.15kg/m2。碳源区占总面积的64%,分布在研究区除西北湾坂的平原区的其他区域,农耕活动较少。不同土壤类型,平均有机碳密度减少最大的是潮土,是因为潮土由河流直接冲积形成,质地较轻,且河流系统对土壤有机碳也有较大的影响。不同土地利用类型平均有机碳密度减少最大的是林地,各地形地貌有机碳密度减少最大的是山地,说明山区林地土壤中自身的碳输出大于输入,成为碳源区。（4）相关性分析,不同层位有机碳密度与全氮、全硫、全磷的相关性最强（P<0.01）,且随深度增加相关性逐渐减弱,其次与p H、容重、粘粒含量也呈中等-弱相关（P<0.01）。进一步回归分析表明,对土壤有机碳含量影响最大的是全氮,其次是全硫,而土壤粘粒和p H较小。（5）分别计算两种不同采样模式下采集的土壤样品的中层（0-1m）土壤有机碳含量,结果表明,大部分《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》中公式计算的中层（0-1m）土壤有机碳含量远高于垂向剖面采样实测的中层土壤有机碳含量,少部分样品有机碳含量表现为略低或持平的现象,且分布在不同的土地利用和土壤类型上,呈现这种现象最主要的原因与表层有机碳的含量、计算方法、采样密度、农作物等有关。