巖溶區(qū)不同土地利用方式土壤碳形態(tài)特征的研究——以重慶市中梁山北碚段為例.pdf

1、土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量巨大，它可能成為大氣CO2的碳源或碳匯，其較小幅度的變化就可影響到碳向大氣的排放量，進(jìn)而影響到全球氣候的變化。土壤有機(jī)碳的儲(chǔ)存和變化與土地利用活動(dòng)密切相關(guān)，因此土地利用變化可顯著地引起大氣CO2濃度的改變。了解不同土地利用方式土壤碳形態(tài)的特征，以及了解土壤有機(jī)質(zhì)固碳機(jī)制對(duì)緩解氣候變化具有重要意義。然而當(dāng)前土地利用方式影響土壤碳庫(kù)變化和土壤有機(jī)碳形態(tài)的研究較少，特別是對(duì)重慶巖溶地區(qū)不同土地利用方式土壤碳形態(tài)特征的研究甚少。為

2、此，以重慶市中梁山為研究區(qū)域，野外取樣與室內(nèi)分析相結(jié)合，開展了巖溶地區(qū)土地利用方式對(duì)土壤活性庫(kù)、慢性庫(kù)和惰性庫(kù)及團(tuán)聚體有機(jī)碳的影響研究，初步探討巖溶區(qū)不同土地利用方式下土壤碳的固定作用及所涉及的機(jī)理，為提高土地生產(chǎn)力和固碳能力提供科學(xué)依據(jù)。
　　 主要實(shí)驗(yàn)結(jié)果如下:
　　 (1)土壤有機(jī)碳含量的平均值大小表現(xiàn)為:林地(12.33g/kg)＞菜地（11.67g/kg）＞草地(9.51g/kg)＞橘園地（6.99g/kg）＞

3、棄耕地(4.45g/kg)，土壤有機(jī)碳含量隨土層深度增加而降低。不同土地利用方式下土壤植被覆蓋、人為耕作方式和施肥是影響土壤有機(jī)碳分布的重要因素。
　　 (2)土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)含量表現(xiàn)為:林地＞草地＞橘園地＞棄耕地＞菜地;表層最高值出現(xiàn)在林地;不同土地利用方式土壤可溶性有機(jī)碳(DOC)含量垂直分布均表現(xiàn)為隨土層深度的增加有降低趨勢(shì)，橘園地下降幅度最大。土壤可溶性有機(jī)碳占土壤總有機(jī)碳的比例表現(xiàn)為:棄耕地＞草地＞林地＞橘園

4、地＞菜地。棄耕地與菜地差異極顯著。土壤易氧化有機(jī)碳(EOC)含量表現(xiàn)為:林地＞菜地＞草地＞橘園地＞棄耕地;不同土地利用方式土壤EOC含量垂直分布均表現(xiàn)為隨土層深度的增加有降低趨勢(shì)，其中橘園地下降幅度最大。土壤易氧化有機(jī)碳占土壤總有機(jī)碳的比例表現(xiàn)為:林地＞棄耕地＞橘園地＞菜地＞草地。代表活性有機(jī)碳的DOC和EOC均表現(xiàn)為含量隨土層增加而遞減的趨勢(shì)，其中橘園地下降幅度最大?；钚杂袡C(jī)碳更容易受到人為干擾，反映敏感。棄耕地活性有機(jī)碳占總有機(jī)碳比

5、例較高表明棄耕地土壤有機(jī)碳不穩(wěn)定、易流失。
　　 (3)土壤粗顆粒有機(jī)碳(CPOC)含量表現(xiàn)為:橘園地＞草地＞菜地＞林地＞棄耕地，各土地利用方式之間差異顯著。其中最高值出現(xiàn)在橘園地，最低值出現(xiàn)在棄耕地。土壤CPOC對(duì)人為耕作方式利施肥處理反映敏感。土壤細(xì)顆粒有機(jī)碳(FPOC)含量最高值出現(xiàn)在林地和草地的表層，有機(jī)物來(lái)源的增加會(huì)明顯提高土壤FPOC。土壤輕組有機(jī)碳(LFOC)含量表現(xiàn)為:草地＞林地＞橘園地＞菜地＞棄耕地;最低值出現(xiàn)

6、在棄耕地。表下層(20-40cm)最高值出現(xiàn)在菜地表明施加底肥能提高土壤中LFOC含量。代表土壤慢性碳庫(kù)的POC和LFOC含量最低值出現(xiàn)在棄耕地，表明長(zhǎng)期耕作會(huì)加劇這部分碳的損失。
　　 (4)惰性有機(jī)碳庫(kù)指標(biāo)土壤礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳(MOC)和重組有機(jī)碳(HFOC)含量均表現(xiàn)為:林地＞菜地＞草地＞橘園地＞棄耕地，這和土壤總有機(jī)碳(TOC)含量趨勢(shì)一致。其中表層土壤大于表下層土壤，外源有機(jī)物質(zhì)的輸入有利于土壤惰性有機(jī)碳含量的增加。林

7、地和草地含量較高表明其更有利于惰性有機(jī)碳的累積。棄耕地相比其他土地利用方式土壤有機(jī)碳以惰性碳為主。
　　 (5)不同土地利用方式的土壤均表現(xiàn)為＞0.25mm大團(tuán)聚體含量較多。尤其集中在5-2mm和1-0.5mm。林地和草地5-2mm團(tuán)聚體含量較多，橘園地、菜地和棄耕地1-0.5mm團(tuán)聚體較多。土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體平均重量直徑和幾何平均直徑均表現(xiàn)為:林地＞草地＞橘園地＞菜地＞棄耕地，人為的干預(yù)會(huì)影響到團(tuán)聚體的穩(wěn)定性。不同土地利用方式下

8、除菜地和橘園地外呈現(xiàn)出粒徑越大，有機(jī)碳含量越高的趨勢(shì)，其中林地和草地各個(gè)粒徑團(tuán)聚體有機(jī)碳含量顯著高于橘園地和棄耕地。不同土地利用方式大團(tuán)聚體有機(jī)碳比例高于微團(tuán)聚體有機(jī)碳比例，其中團(tuán)聚體有機(jī)碳大部分集中在1-0.5mm、1-2mm和2-5mm三個(gè)粒徑的團(tuán)聚體。就不同土地利用方式而言，林地大團(tuán)聚體有機(jī)碳所占比例(96.72％和97.56％)最高，有利于增加土壤大團(tuán)聚體有機(jī)碳。土壤大團(tuán)聚體有機(jī)碳和總有機(jī)碳的相關(guān)系數(shù)表明在1-2mm、0.5-1

9、.0mm和0.5-0.25mm粒徑團(tuán)聚體中有機(jī)碳增加對(duì)土壤總有機(jī)碳積累的影響較為突出。
　　 (6)五種土地利用方式土壤均表現(xiàn)為:惰性碳庫(kù)含量＞慢性碳庫(kù)含量＞活性碳庫(kù)含量。林地土壤有機(jī)碳總量較高，其中惰性碳庫(kù)含量較高，說(shuō)明林地有利于增強(qiáng)土壤的“碳匯”效應(yīng)。菜地土壤增施有機(jī)-無(wú)機(jī)肥對(duì)增加慢性有機(jī)碳庫(kù)含量有很好的作用，有利于土壤的“碳匯”效應(yīng)。棄耕地土壤總有機(jī)碳含量較低，土壤中惰性碳由于不易受外界影響，分解和消耗量較少，表現(xiàn)出惰性有