典型喀斯特峰丛洼地土壤有机碳密度空间格局及其影响因素

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土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库,提升土壤的固碳能力是减少大气二氧化碳含量,遏制全球气候变化的重要途径。评估土壤固碳潜力首先要对土壤有机碳储量进行准确估算,因此,土壤有机碳储量估算具有重要意义。喀斯特地区的土壤有机碳(SOC)虽然有着与其他地区相似的垂直变化规律,但由于其特殊的地质条件使得该地区的土壤还具有土层浅薄,土被不连续等特点。其他地区已有的土壤碳储量估算方法无法直接用于喀斯特地区土壤碳储量研究。针对喀斯特地区土壤有机碳的分布特点,本文以一个典型喀斯特峰丛洼地—古周移民示范区为例,探讨了简便且适合喀斯特地区土壤有机碳储量估算的方法,并分析影响土壤碳储量的因素,主要结论如下:  (1)剖面SOC含量的垂直变化特征在不同植被类型间存在差异。人工植被SOC含量整体小于自然植被;受人为干扰强烈的人工植被SOC含量随土层深度下降的幅度较小,而受人为干扰较小的自然植被SOC含量随土层深度下降的幅度较大。剖面土壤有机碳密度随土层深度增加呈指数函数递减。  (2)根据冗余分析得知,表层土壤碳密度对碳密度的垂直分布特征起着重要作用,表层土壤碳密度对剖面土壤深度—碳密度指数方程参数b的解释能力为36.1%。因此,利用表层碳密度估算区域碳密度及储量方法可行,估算精度能够达到72.3%。且只需满足插值条件的表层土壤样品即可,大大减少了工作量。  (3)利用表层土壤碳密度预测碳密度垂直分布的方法对不同层次土壤碳储量进行了估算。结果显示,0-20cm、0-50cm、50-100cm土层的土壤有机碳储量分别占1m土体碳储量的66.63%、92.72%和7.28%。喀斯特地区由于土层浅薄,50cm以下土壤碳储量所占比例远远低于其他类型土壤。因而,减少土壤扰动,防止表层土壤碳流失对于喀斯特地区固碳显得尤为重要。  (4)由于喀斯特自然植被多分布于高裸岩率、土层浅薄地区,因此即使其土壤碳含量显著高于人工植被,其碳密度也未出现显著高于人工植被的现象,甚至更低。  (5)裸岩率、土层厚度、表层土壤碳密度是影响土壤碳密度的主要影响因素。土壤碳密度在空间上与裸岩率分布、土层厚度分布具有较强的相关性,具体表现为,裸岩率高则碳密度低,土层厚度深则碳密度高;而表层土壤碳密度虽然对碳垂直分布规律起主要作用,但在碳密度的空间分布格局上,与裸岩率和土层厚度的共同作用下表现不十分明显。
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