寧夏羅山地區(qū)土壤碳庫特征

海 龍

（寧夏回族自治區(qū)國土資源調(diào)查監(jiān)測院，寧夏 銀川 750002）

1 土壤碳庫現(xiàn)狀及計算

1.1 土壤碳庫研究現(xiàn)狀

碳儲庫包括大氣、海洋及陸地碳儲庫等是地球系統(tǒng)碳循環(huán)研究的基礎(chǔ)。粗略估算全球碳總量約38005～41880Pg，其中全球陸地土壤中碳總量約1200～2500Pg，是大氣碳庫的2 倍。土壤具有吸收和排放碳的雙重功能，據(jù)估計土壤有機(jī)碳庫變化0.1%將導(dǎo)致大氣圈CO2濃度1mg/L 的變化。土壤碳儲量還直接影響土壤肥力和農(nóng)作物產(chǎn)量。因此精確計算土壤碳儲量已成為全球碳循環(huán)研究的核心問題。

（2）多目標(biāo)土壤碳庫計算方法。按中國地質(zhì)調(diào)查局《全國土壤碳儲量及各類元素（氧化物）儲量實測計算暫行要求》，多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查采用雙層網(wǎng)格化土壤測量方法，系統(tǒng)采集土壤及沉積物表層（0～20cm）和深層（150cm 以下，丘陵山區(qū)和西部高原等土壤層較薄地區(qū)由土壤平均厚度確定采樣深度）樣品。土壤測量采樣密度分別為：表層樣品為1～2 個點/km2，深層樣品為1 個點/4km2。樣品分析密度，土壤測量表層樣品按照1 個點/4km2組合分析，深層樣品按照1 個點/16km2組合分析。對有機(jī)碳、全碳分別采用重鉻酸鉀容量法和X2射線熒光光譜法或酸堿容量法分析。要求分析準(zhǔn)確度（ΔlgC）控制在0110～0112，精密度（RSD）控制在10%～20%，報出率達(dá)到98%以上。對分析質(zhì)量采用全國質(zhì)量監(jiān)控制度進(jìn)行控制。由于多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查采用統(tǒng)一的采樣方法、分析方法及質(zhì)量監(jiān)控制度，取得土壤有機(jī)碳、全碳等54 種元素和氧化物高精度數(shù)據(jù)信息可以進(jìn)行全國對比，為精確估算我國土壤碳儲量及其他元素（氧化物）儲量奠定了可靠基礎(chǔ)。

以多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查土壤表層樣品碳含量及其對應(yīng)的深層樣碳含量，分別計算單位表層土壤碳含量與深層土壤碳含量，依據(jù)其含量分布模式計算得到單位土壤碳量，對單位土壤碳量進(jìn)行加和計算取得土壤碳儲量。

2 土壤碳儲量總量及特征

羅山地區(qū)土壤碳儲量統(tǒng)計見表1。

表1 羅山地區(qū)不同深度碳庫統(tǒng)計表

根據(jù)統(tǒng)計做羅山地區(qū)不同深度土壤碳庫空間分布圖，如圖1 所示。

圖1 不同深度土壤碳庫空間分布圖

寧夏羅山地區(qū)各碳儲量及其均值均隨土壤深度的增加而增大，增大幅度全碳>無機(jī)碳>有機(jī)碳。不論深度，碳含量特征大體為全碳含量>無機(jī)碳含量≥有機(jī)碳含量。

3 土壤碳儲量分類統(tǒng)計及特征

本文分別按土壤母源、土壤類型、地貌單元及生態(tài)系統(tǒng)的劃分方式，統(tǒng)計計算了羅山地區(qū)土壤中的TOC、TIC 及TC 的儲量。

羅山地區(qū)主要土壤母源為更新統(tǒng)源、中生界-新近系源和清水河源，對不同土壤母源碳儲量進(jìn)行統(tǒng)計分析，做不同土壤母源碳密度柱狀對比圖，如圖2 所示；主要土壤類型有風(fēng)砂土、紅粘土、黃綿土、灰鈣土和新積土，將其平均碳儲量數(shù)據(jù)做比較，如圖3 所示；主要地貌單元有紅土丘陵、河谷平原、沖積平原、洪積平原、黃土丘陵、沙地和山地，將其平均碳儲量數(shù)據(jù)做比較，如圖4 所示；主要生態(tài)系統(tǒng)有草原生態(tài)系統(tǒng)、城市生態(tài)系統(tǒng)、林地生態(tài)系統(tǒng)、農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)以及森林生態(tài)系統(tǒng)，將其平均碳儲量數(shù)據(jù)做比較，如圖5 所示：

圖2 不同土壤母源碳密度柱狀對比圖

圖3 不同土壤類型碳密度柱狀對比圖

圖4 不同地貌單元碳密度柱狀對比圖

圖5 不同生態(tài)系統(tǒng)碳密度柱狀對比圖

3 結(jié) 論

（1）寧夏羅山地區(qū)不同土壤母源中，不論深度變化，有機(jī)碳密度特征為清水河源＞更新統(tǒng)源＞中生界-新近系源；無機(jī)碳密度特征為更新統(tǒng)源＞中生界-新近系源＞清水河源；全碳密度特征為更新統(tǒng)源＞清水河源＞中生界-新近系源。寧夏羅山地區(qū)不同土壤類型中，不論深度變化，有機(jī)碳密度特征為黃綿土＞灰鈣土＞新積土＞紅粘土＞風(fēng)砂土；無機(jī)碳密度特征為黃綿土＞灰鈣土＞紅粘土＞新積土＞風(fēng)砂土；全碳密度特征為黃綿土＞灰鈣土＞紅粘土＞新積土＞風(fēng)砂土。從深度來看，有機(jī)碳、無機(jī)碳和全碳均遵從深層＞中層＞表層。

（2）寧夏羅山地區(qū)不同地貌單元中，不論深度變化，有機(jī)碳密度特征為山地＞洪積平原＞黃土丘陵＞沖洪積平原＞紅土丘陵＞沖積平原；無機(jī)碳密度特征為洪積平原＞山地＞黃土丘陵＞紅土丘陵＞沖積平原＞沖洪積平原；全碳密度與無機(jī)碳密度特征大致相同：洪積平原＞山地＞黃土丘陵＞紅土丘陵＞沖洪積平原＞沖積平原。寧夏羅山地區(qū)不同生態(tài)系統(tǒng)中，不論深度變化，有機(jī)碳密度特征為森林生態(tài)系統(tǒng)＞草原生態(tài)系統(tǒng)＞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)＞林地生態(tài)系統(tǒng)＞城市生態(tài)系統(tǒng)；無機(jī)碳密度特征為草原生態(tài)系統(tǒng)＞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)＞城市生態(tài)系統(tǒng)＞林地生態(tài)系統(tǒng)＞森林生態(tài)系統(tǒng)；全碳密度與無機(jī)碳密度特征接近森林生態(tài)系統(tǒng)＞草原生態(tài)系統(tǒng)＞農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)＞城市生態(tài)系統(tǒng)＞林地生態(tài)系統(tǒng)。