千年時序濱海耕地土壤有機碳的演變特征分析

摘要"海岸帶是海-陸界面有機碳固定和儲存的關鍵區域，濱海耕地土壤長時間尺度發育下有機碳形成了顯著的時空演變特征與規律.本研究的目的是分析南黃海粉砂-淤泥質海岸帶剖面土壤有機碳千年以來的垂直分布特征和時間演變規律.依據歷史海岸線位置在研究區內北部射陽和中部東臺兩個地區共采集20個1ρ_m 深的土壤剖面，分析了土壤有機碳質量分數（SOCC）、密度（SOCD）和儲量（SOCS）的時空分布特征及其與土壤理化屬性的相關性.結果表明：1）千年以來濱海耕地土壤剖面有機碳質量分數在 內變化，有機碳密度在 0.13～2.78g?m^-2 內變化，兩地區內有機碳質量分數和密度均隨深度增加而降低；2）土壤有機碳儲量的時間累積函數在兩地區內有所差異，射陽地區有機碳儲量隨成土年齡表現為線性函數，而東臺地區有機碳儲量隨成土年齡表現為對數函數，成土母質的差異是造成兩地區碳儲量不同時間演變函數的主要原因之一;3）濱海耕地土壤有機碳與土壤理化屬性顯著相關.兩個采樣地區相比，射陽地區的土壤有機碳與容重、全鹽量的相關系數更高，而東臺地區的有機碳與土壤質地的相關系數更高.該研究可為理解濱海耕地土壤碳庫的動態特征和長期儲存機制提供重要參考.

關鍵詞"土壤序列；濱海土壤；有機碳質量分數；有機碳儲量；時空演變

中圖分類號S159.2文獻標志碼A

0 引言

土壤有機碳（SOC）是評價土壤質量的正向指標之一，對于維持土壤生態功能和養分循環十分關鍵[1].土壤碳庫是大氣 CO₂ 的重要碳匯，對氣候變化敏感，在全球碳循環中具有重要作用[2-3].近年來，在全球氣候變暖的背景下，增加土壤碳庫儲量有助于減緩溫室效應[4]，因此土壤碳儲存的動態變化研究引起了國內外學者的廣泛關注.

海岸帶是土壤和沉積物中有機碳快速輸入、遷移、轉化的關鍵區域，濱海土壤有機碳庫是海岸帶生態系統藍色碳匯的重要組成部分，能夠儲存并埋藏大量有機碳，具有較高的固碳潛力[5-6].近年來，人們對濱海耕地土壤有機碳的變化規律展開了不少研究，這些研究主要集中在有機碳的垂直分布格局、區域范圍內有機碳儲量的估算及影響有機碳動態變化的自然和人為因素等方面[7-8].然而，當前大部分研究都集中在 30cm 深的表層土壤有機碳上，這對理解長時間尺度下陸地土壤碳庫的演變規律具有深度上的局限性[9].越來越多的研究指出，底土中的碳對土壤碳庫也有重要影響，尤其是在百年至千年的年代際時間尺度上，促進底土碳封存會使得土壤成為化石燃料碳排放的大型碳匯[10-11].這些發現對當今土壤剖面有機碳研究提出了新的要求，即在更深層次、更長時間尺度上對有機碳的變化特征進行研究，這對準確理解土壤碳庫的碳封存作用和固碳潛力至關重要.

土壤有機碳質量分數及儲量的時空變異性強，尤其是在濱海濕地等水文條件和生態過程復雜的地區[12].不同的地理環境、植被類型以及土地利用方式下，土壤剖面有機碳的儲量和固存速率差異很大，并且隨著時間推移土壤剖面的儲碳特征也會發生變化[13-14].濱海地區陸地沉積物和海洋泥沙的碳源豐富，加之近岸人類耕作活動頻繁，因而濱海耕地土壤碳庫的演變是在自然環境和人類活動的共同作用下形成的[15].許多因素影響著土壤碳儲存過程，如土壤理化屬性、植被狀況、成土母質等[16]，理解不同因素對土壤碳儲存的影響能夠更好地評估其固碳能力，并為耕地的有機碳動態變化的模擬提供依據.

南黃海粉砂-淤泥質海岸帶是千年以來由廢黃河、長江等陸源泥沙及近海泥沙交互作用下沉積形成的，其海岸線變遷活躍[17-18].南黃海粉砂淤泥質潮灘寬闊、南北跨度大，對于全球濱海土壤碳庫具有重要的科學價值.當前針對該地區濱海土壤有機碳的研究多聚焦于重要河口地區或者近現代灘涂圍墾區，而對于千年時間尺度下耕地土壤有機碳的時空演變規律研究還較少.因此，本研究沿著江蘇海岸帶北部和中部兩地區各采集10個 1m 深的土壤剖面，結合歷史海岸線確定各剖面的成土年齡，并分析各地區內有機碳質量分數、密度及儲量的垂直分布特征和時間演變規律，理解不同地區內有機碳時空變化差異的影響因素.以期豐富對濱海土壤碳庫的認識，為濱海土壤碳循環和碳匯功能評估與管理提供科學依據

1數據和方法

1.1 研究區概況

研究區位于南黃海寬闊的粉砂-淤泥質海岸帶，在 116^°21^′～121^°56^′E 和 30^°45^′～35^°08^′N 之間（圖1a）.地處亞熱帶向暖溫帶過渡的季風氣候區，氣候溫和濕潤，年均溫度在 13.6～16.1^qC ，年均降水量為 704～1250mm ，年均降水量由北向南逐漸增加.本研究在江蘇省東部粉砂-淤泥質海岸共設計兩個采樣區，北部地區位于射陽縣，它主要由廢黃河泥沙沖積發育形成，以河流搬運作用為主，南部地區位于東臺市，它主要由廢黃河、長江及輻射沙洲的泥沙搬運發育形成，其沿岸的海洋動力作用較強，因此這兩個地區的成土母質存在差異.研究區內歷史岸線變遷[18-19]如圖1b所示，依據各階段海岸線的年代能夠確定每個采樣剖面的成土年齡.經過長期的圍墾、脫鹽過程，這些土地上大多種植了水稻、小麥、玉米等農作物.

1.2 剖面樣品采集

選取江蘇海岸帶北部射陽、中部東臺兩個地區采集土壤剖面樣品，通過實地考察和居民探訪選擇土地利用狀況相似且具有長期耕作歷史的農田作為采樣點.兩個地區的土壤剖面均發育了近千年，成土年齡由海向陸（剖面編號1～10）不斷增加，其中，射陽地區成土母質為濱海沉積物，而東臺地區成土母質為濱海沉積物和石灰性沖積物（表1）.每個土壤剖面的采樣深度為 1m ，采樣間隔為[0，5）、[5，10）、[10，15）、[15，20）、[20，30）、[30，40）、[40，50）、[50，60）、[60，80）、[80，100）cm.單個樣品的質量為100～200g ，共收集了200個樣品，每個樣品同時采集環刀樣用于土壤體積質量測定.所有樣品均低溫冷藏.在實驗室中，根據各指標的測試要求對樣品進行預處理和測試.

1.3土壤理化屬性測定

所有樣品經過室內自然風干，共測定了土壤容重、粒度、全鹽量、有機碳等重要土壤屬性.它們的測試和計算方法如下：

圖1研究區地理位置（a）及土壤剖面分布概況（b）

Fig.1Geographical location（a），and soil profilesdistribution（b）of the study area

表1各采樣剖面的編號、成土年齡及成土母質信息Table1Serial numbers，pedogenic ages and soil parentmaterials of each soil samplingprofile

1）環刀樣取下頂蓋后放入烘箱內，在 105±2°C的烘箱中干燥 ^48h ，冷卻后稱干質量.土壤容重（BD）計算公式如下：

式中： 分別為干燥后環刀樣品質量和空環刀質量 Ξ（Λ_g）：V 是環刀的容積（ cm³. 》

2）粒度測定前需要進行預處理，用以去除樣品中的膠結物質.具體處理步驟如下：取約 樣品加入 30mL 清水浸泡，分別加入適量體積分數為 30% 的 H₂O₂ 和 5mL 稀鹽酸去除有機質、碳酸鈣等雜質.樣品酸洗后加入 0.5mol/L 的 （NaPO₃）₆ ，待樣品分散完全后上機測定.粒度測試使用Mastersizer2000激光粒度儀，其測試范圍是 0.02～2 000μm ，單個樣品多次測定保證其相對誤差小于 3%

3）土壤全鹽量采用質量法進行測定，具體步驟是：稱取一定量的樣品以1：5的土水比充分混合，提取樣品浸提液.然后吸取一定量的待測液，經水浴蒸干后用少量體積分數為 10%～15%H₂O₂ 試劑去除有機質，在 105‰ 烘箱中烘干、稱重（質量），獲得樣品全鹽量.

4）風干樣品經研磨、過100 目篩[20]，利用重鉻酸鉀外加熱法測定有機碳質量分數[21].單位面積內有機碳密度和有機碳儲量參考Jiao等[17]的方法，計算公式如下：

每 1cm 的土壤有機碳儲量為有機碳密度（SOC-D_i ） （g?m^-2） ，計算公式如下：

SOCD_i=SOCC_i×BD_i×（1-C_i）÷ 10.

各采樣深度的土壤有機碳儲量（ socs_i ）（ Mg hm^-2 ）為土壤有機碳密度與土層深度的乘積，計算公式如下：

SOCS_i=SOCD_i×D_i.

一定深度范圍內的剖面土壤有機碳儲量為各層有機碳儲量之和（SOCS）（ Mg?hm^-2 ），計算公式如下：

其中： socc_i 為第 i 層有機碳質量分數（ g?kg^-1 ）； BD_i 為樣品容重 （g?cm^-3 ）； C_i 為大于 2mm 沉積顆粒的體積分數， D_i 為土層厚度.

2 結果與分析

2.1土壤理化屬性的統計特征

如表2所示，研究區內射陽地區和東臺地區土壤理化屬性存在顯著差異.兩個地區內SOCC和SOCD的標準差均較大，表明研究區內有機碳質量分數和密度的空間變異性強.射陽地區的SOCC、SOCD、 socs_i 和SOCS均高于東臺地區，且在兩個地區之間表現出顯著性差異.射陽地區土壤體積質量顯著大于東臺地區，而土壤全鹽量在兩個地區相差不大.兩地區的土壤質地也存在顯著差異，射陽地區的黏粒含量顯著高于東臺地區，砂粒含量顯著低于東臺地區，而粉粒含量在兩個地區內差異不大.

2.2有機碳質量分數與密度的垂向變化

研究區SOCC在 1.00～24.44g?kg^-1 變化，不同的采樣地區有所差異（圖2）.射陽地區SOCC在 1.14～ 24.44g?kg^-1 變化，平均為 5.73g?kg^-1 .東臺地區SOCC 在 1.00～17.03g?kg^-1 變化，平均為 4.41g kg^-1 .從空間上來看，射陽地區平均SOCC較東臺地區高.垂直方向上，兩地區的SOCC隨深度增加而降低.其中，射陽地區的SOCC垂向變化特征為在[0，40）cm大幅減少，而在[40，100） cm 減少的幅度變緩且保持較低水平.東臺地區的SOCC垂向變化特征則有所不同，表現為在[0，60） cm 大幅減少，而在[60，100）cm內SOCC保持在較低水平且減少的特征不明顯.

表2研究區內土壤理化屬性的描述性統計特征Table 2 Descriptive statistical characteristics of soilphysicochemical propertiesinthestudyarea

注：同行數據不同小寫字母表示兩個地區的差異顯著 （Plt;0.05）

不同采樣地區SOCD也有所差異.整體上SOCD在 0.13～2.78g?m^-2 范圍變化.其中：射陽地區SOCD在 0. 18～2. 78g?m^-2 變化，平均為 0.78g?m^-2 ;東臺地區 SOCD 在 0.13～1.86g?m^-2 變化，平均為 0.60g m^-2 .從空間上來看，平均SOCD也表現為射陽地區高于東臺地區.兩地區內SOCD的垂向變化特征與它們的SOCC大致相似.射陽地區SOCD在[0，40）cm連續減小，而在[40，100） cm 減小的幅度變緩，這與SOCC的變化特征是一致的.而在東臺地區，SOCD在[0，15） cm 內緩慢減小，在[15，60） cm 快速減小，在[60，100）cm保持在較低水平且減少的特征不明顯，這與SOCC的變化特征稍有差別.

此外，射陽地區的SOCC 和SOCD在[O，30）cm標準差值較大，說明不同采樣點之間差異較大，空間分布及變化復雜.而[30，100） cmSOCC 和 SOCD的變化幅度、標準差值相對較小，說明該深度內不同采樣點之間差異性降低.東臺地區與射陽地區有所不同，其SOCC和 SOCD在[0，50）cm變化幅度大，不同采樣點之間的差異性大，在[50，100） cm 變化幅度小，不同采樣點之間差異性較小.

2.3有機碳儲量的時間變化

2.3.1不同深度碳儲量的變化特征

不同土壤深度內 socs_i 隨時間的變化趨勢如圖3所示.射陽地區（SY）不同土壤深度的 socs_i 隨著時間增加均表現為增加的趨勢，增加速率在 0.002～ 0.009Mg?hm^-2?a^-1 （以C計，下同）.其中，[0，5）cm和[5，10） cmSOCS_i 的增加速率最大，分別達到0.008和 0.009Mg?hm^-2?a^-1 .[10，30） cmSOCS_i 的增加速率有所減緩，增加速率在 0.003～0.006Mghm^-2?a^-1 .[30，100） cmSOCS_i 的增加速率則較小，基本穩定在 0.002～0.003Mg?hm^-2?a^-1 范圍內.在東臺地區（DT），[0，50） cm 深度內 socs_i 隨時間的增加趨勢均較為明顯，增加速率在 0.004～0.007Mg? （hm^-2?a^-1 ，其中， socs_i 的最大增加速率出現在［30，40） cm ，為 0.007Mg?hm^-2?a^-1 ，而[50，80）cmsocs_i 的時間增加趨勢明顯減弱，甚至在[80，100）cm表現為減小的趨勢.

通過比較不難發現，兩個采樣區內 socs_i 的時間演變規律在不同深度也有所不同.在[0，15） cm ，射陽地區的 socs_i 高于東臺地區，且隨時間的增加速率也高于東臺地區，說明射陽地區表層土壤有機碳的儲存強于東臺.在[15，30） cm ，射陽地區與東臺地區 socs_i 的時間變化趨勢較為一致，說明該深度內兩個地區土壤有機碳的儲存特征相似.在[30，50）cm，東臺地區 socs_i 的增加速率高于射陽地區，其增加速率在千年的成土年齡下約為射陽地區土壤的兩倍.而[50，100） cm ，射陽地區的SOCS隨時間增加仍保持著 0.003Mg?hm^-2?a^-1 ，但東臺地區的 socs_i 隨時間的增加趨勢微弱，這說明射陽地區深層土壤有機碳的儲存強于東臺地區.

2.3.2剖面碳儲量的時間演變規律

研究區剖面 1m 深度土壤有機碳儲量的時間累積函數在兩個采樣地區有所差異（圖4）.射陽地區（SY）SOCS 的變化范圍為 45.50～87.36Mg?hm^-2 ，平均為 58.59Mg?hm^-2 .在射陽地區，SOCS隨著成土年齡表現出明顯的線性增加規律（ R²=0.79 ），即千年以來SOCS以固定速率增加，其固碳速率為0.0456Mg?hm^-2?a^-1 .東臺地區（DT）SOCS的變化范圍為 22.69～59.47Mg?hm^-2 ，平均為 43.97Mg ：hm^-2 ，與射陽地區相比較低.東臺地區SOCS隨時間則表現出明顯的對數增加規律（ R²=0.74 ），說明千年以來其SOCS的增加速率特征為先快后慢.

2.4有機碳質量分數、密度及儲量與土壤理化因子的關系

土壤有機碳是土壤養分的重要組分之一，土壤的系列理化屬性對土壤有機碳都會產生直接或間接影響.本研究統計分析了5個土壤理化因子與土壤有機碳質量分數、密度及儲量的相關性，兩個地區的結果分別如表3、表4所示.在射陽地區，土壤容重與SOCC、SOCD和 socs_i 均表現為極顯著負相關（ Plt; 0.01）.全鹽量與SOCC、SOCD表現為顯著正相關（ Plt;0.05） ，與 socs_i 表現為極顯著正相關（ Plt; 0.01）.黏粒含量與SOCC、SOCD和 socs_i 均表現為極顯著正相關（ Plt;0.01 ）.粉粒含量與SOCC、SOCD表現為顯著負相關（ Plt;0.05） ，與 socs_i 表現為極顯著負相關（ Plt;0.01 ）.砂粒含量與SOCC、SOCD、socs_i 表現為負相關.可見，濱海耕地有機碳是土壤理化屬性的關鍵因子，在改善土壤理化性質方面起著關鍵作用.

圖4射陽和東臺地區SOCS隨時間的演變規律及擬合曲線 Fig.4Evolutions of SOCS with time and their fiing curves in Sheyang and Dongtai

東臺地區的有機碳質量分數、密度及儲量與土壤理化因子的關系與射陽地區有所差異.土壤容重與SOCC、SOCD表現為極顯著負相關（ Plt;0.01 ，但與 socs_i 未表現為顯著的負相關.全鹽量與土壤有機碳表現為正相關，但不具有顯著性.黏粒含量與SOCC、SOCD和 socs_i 表現為極顯著正相關（ Plt; 0.01），這與射陽地區的結論是一致的.而SOCC、SOCD、 socs_i 與粉粒含量表現為正相關，與砂粒含量表現為極顯著負相關（ Plt;0.01 ），這與射陽地區的結果差異很大.通過比較能夠發現，射陽地區的SOCC、SOCD和 socs_i 與土壤容重、全鹽量的相關系數更高，相關性較好，而東臺地區的SOCC、SOCD和socs_i 與土壤質地的相關系數更高，相關性更好.

3討論

3.1有機碳質量分數和密度垂向變化及其影響因素

不少學者已經對土壤有機碳質量分數與密度的垂向變化特征進行了研究，有機碳質量分數與密度通常隨深度增加而降低，即表現為較明顯的“表聚性\"特征[22]，與本研究的結論一致.這是因為在土壤形成、發育過程中，表層的土壤會更容易接受和積累來自植被、落葉等有機物質的輸入，而深層土壤植物根系分布稀疏，植物碳輸入減少導致有機碳質量分數相對較低，土壤容重相應增大.此外，耕作措施能夠改善耕作層的土壤結構、增加土壤水分，進而有效地提高土壤有機碳質量分數和密度[23].Minasny[24]依據土壤屬性的垂向變化特征確定了7種土壤深度函數類型，分別為均勻型、漸變型、指數型、濕潤鋒型、突變型、峰值型和極大極小值型，通過比較發現射陽地區和東臺地區的SOCC、SOCD垂向變化分別為指數型和濕潤鋒型.盡管這兩種函數都表現為淺層土壤有機碳快速減少、深層土壤有機碳較為平緩的基本特征，但兩個地區有機碳快速減少的深度范圍有所不同，分別為 [0，40）cm 和 [0，60）cm ，且射陽地區平均SOCC和SOCD高于東臺地區.一般而言，成土母質、土壤質地和氣候條件是決定土壤性質的關鍵因素[25]，本研究中射陽、東臺地區的氣候條件較為相似，但兩地區成土母質的差異較顯著，這可能是兩個地區有機碳質量分數和密度存在差異的主要因素之一.射陽地區的成土母質主要來源于廢黃河，經過長距離運輸后泥沙顆粒較細，而東臺地區地處蘇北沿岸潮流作用強烈，其成土母質除了有來自廢黃河和長江的細顆粒物質，還包括來源于輻射沙洲、沿岸泥沙等海相較粗顆粒，因此成土母質較粗.AkaSagliker等[26]的研究指出，成土母質主要通過影響土壤質地而影響有機碳的分布.黏粒含量與土壤有機碳質量分數和密度為正相關，且土壤黏粒含量越高、土層越深則體積質量越大，會阻礙植物根系的垂向生長，進而影響有機碳向下流失[27].本研究中在[40，60）cm土層深度內SOCC和SOCD的變化表現為東臺地區明顯減小而射陽地區幾乎不變，這可能是由于東臺地區較射陽地區土壤的砂粒含量高而黏粒含量低，砂粒越多則土壤孔隙度越高，因此東臺地區更好的土壤滲透性影響了有機碳的向下遷移.

表3射陽地區土壤有機碳質量分數、密度和儲量與土壤理化因子的相關系數Table 3Correlation coefficients of SOCC，SOCD and SOCS with soil physicochemical factors in Sheyang

注： ** 表示在 Plt;0.01 水平顯著相關；*表示在 Plt;0.05 水平顯著相關： n=100

表4東臺地區土壤有機碳質量分數、密度和儲量與土壤理化因子的相關系數

注： ** 表示在 Plt;0.01 水平顯著相關； * 表示在 Plt;0.05 水平顯著相關； n=100

除了顆粒組分、土壤容重等土壤物理屬性與有機碳存在較強相關性，土壤化學屬性也與有機碳存在一定相關性.王進欣等[28]的研究結果指出，可溶性鹽含量是影響鹽沼土壤有機質時空變化的重要因素，且兩者表現為正相關.本研究也得到了一致的結論，即兩地區的全鹽量與有機碳都表現為正相關.此外，本研究中射陽和東臺地區內土壤全鹽量平均值相近且不存在顯著差異（表2），但兩地區內全鹽量與有機碳的相關性差異明顯（表3、表4），這表明兩地區內土壤全鹽量對有機碳的影響程度不同.一般認為土壤中鹽分含量增加會導致有機物的分解速率降低，進而提高碳固持能力，但也有研究發現土壤鹽度升高可以促進土壤有機碳的礦化速率[29]，因此土壤鹽分含量與有機碳之間存在較為復雜的關系.然而，當前對鹽分影響土壤有機碳礦化與儲存的具體臨界值還未能確定，其中潛在的影響機制有待進一步研究[30].

3.2有機碳儲量的時間演變規律與土壤固碳潛力

在相似母質、氣候等條件下發育的土壤剖面是一種用以構建土壤時間序列的常用方法[31]，將土壤剖面之間的空間差異轉變為時間差異，并探究各土壤理化指標的時間演變進程對于理解并準確評估土壤固碳潛力具有重要意義[32].本研究中，不同深度土層的有機碳儲量隨時間的演變特征各不相同，這說明土壤有機碳儲量的時間演變特征與土壤深度密切相關.研究區內土壤有機碳隨時間的積累速率在表層較高而深層較低，表明有機碳的積累主要發生于表層，這與有機碳質量分數和密度的垂向分布特征是一致的.然而值得關注的是，Crowther等[33]的研究表明氣候變暖下大氣中土壤碳源主要來源于上層土壤，Sierra等[1]指出深層土壤的有機碳儲存在土壤碳庫中也發揮著至關重要的作用，它們分解過程緩慢、儲碳空間充足.本研究中， [0，15）cm 內射陽地區有機碳儲量隨時間的增加速率較東臺地區快，這說明在表土層中質地較細的土壤顆粒固碳能力更強，這與前人的研究結論是一致的，因為細顆粒意味著更大的比表面積和更強的吸附作用[34-35].隨著土層深度增加，在 [30，50）cm 內東臺地區有機碳儲量隨時間的增加速率大于射陽地區，這說明深層土壤植物根系分布減少有機碳儲量降低，而有機碳是改變土壤孔隙結構的重要聚合體且與土壤容重存在顯著負相關，因而深層土壤的孔隙度變小土壤容重增加[36].此外，隨著土層深度增加，在重力的作用下壓實作用變強，這也是導致深層土壤容重增加的重要原因[37].[50，100）cm內射陽地區表現出穩定的有機碳增加速率約為 0.003Mg?hm^-2?a^-1 ，而東臺地區的有機碳隨成土年齡的增加趨勢微弱，表明射陽地區深層土壤有機碳的儲存能力更強.

土壤剖面有機碳積累是一個長期的過程，王壤有機碳儲量的時間演變規律研究是準確估算和全面認識土壤碳庫積累速率和演變特征的重要內容[38-39].本研究中， 1m 深度剖面土壤有機碳儲量的時間累積函數表現為兩種類型，分別是線性增加和對數增加.這說明近千年來江蘇濱海土壤有機碳儲量隨時間的變化特征為均勻增加或先快速增加后增速變慢.然而，有機碳儲量的時間累積對數函數與線性函數指示了研究區內兩個地區可能表現為不同的固碳潛力.前人研究結果指出，土壤有機碳可分為穩定性有機碳和營養性有機碳，前者指封存于土壤顆粒尤其是土壤黏粒中的有機碳，不易被微生物礦化和分解，而后者是土壤有機碳中易于轉化的活躍組分[40-41].射陽地區內，碳儲量的時間累積線性函數說明在千年時段內，該地區剖面有機碳的積累速率始終保持在較高水平，這可能是由于射陽地區土壤黏粒含量高，因此盡管土壤剖面發育了千年的時間，其土壤有機碳儲存仍然表現出穩定的固碳能力.而東臺地區內，碳儲量的時間累積對數函數說明千年以來其剖面有機碳的積累速率先快后慢，這也與該地區成土母質有關.東臺地區的土壤砂粒含量高，加之該地區人類圍墾活動頻繁，在土壤發育初期為了提高土壤肥力通過翻耕、秸稈還田、施用有機肥等措施增加了土壤剖面中外源有機碳的輸入[42-43]，這使得在土壤剖面發育的前400年時間里固定了較多營養性有機碳.然而隨著成土年齡增加土壤剖面繼續發育，營養性有機碳易于轉化、流失，且較粗的土壤顆粒儲存穩定性有機碳的能力有限，使得 400～1000 年的時間里土壤剖面儲存有機碳的速率減慢

4結論

本研究基于千年時序的濱海耕地土壤剖面數據探究了土壤有機碳質量分數、密度及儲量的時空演變規律及其影響因素，結果表明：千年以來濱海耕地土壤剖面有機碳質量分數在 1.00～24.44g?kg^-1 內變化，有機碳密度在 0.13～2.78g?m^-2 范圍內變化，兩個地區內有機碳質量分數和密度均隨深度增加而降低.土壤有機碳儲量的千年時間累積函數在兩個地區有所差異，射陽地區內有機碳儲量隨著成土年齡表現出線性函數，而東臺地區有機碳儲量隨時間則表現為對數函數，成土母質的差異是造成兩地區碳儲量不同變化趨勢的主要原因之一.此外，濱海耕地土壤有機碳與土壤理化屬性顯著相關.兩個采樣地區相比，射陽地區的土壤有機碳與容重、全鹽量的相關系數更高，相關性較好，而東臺地區的有機碳與土壤質地的相關系數更高，相關性更好.本研究為進一步認知濱海土壤碳庫的動態特征和碳儲存機制提供了依據.

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AbstractThe coastal zone serves as a critical interface for the sequestration and storage of organic carbon at the land-seaboundary，exhibiting significant spatiotemporal characteristicsand paterns inorganiccarbon formationover long-term soil development scales.This study focused on analyzing the vertical distributioncharacteristics and temporal evolution paterns of Soil Organic Carbon （SOC） in silty-muddy coastal zones of the South Yellow Sea，spanning overmillennia.Twentysoil profiles，each one-meter-deep，werecollected from locationscorresponding tohistorical coastline positions in Sheyang（north）and Dongtai （middle）within the study area.The spatiotemporal distribution characteristics of SOC mass fraction （SOCC），density（SOCD），and stock （SOCS）were analyzed，along with their correlation with soil physicochemical properties.The results indicated the following，1） Over millennia，SOCC in coastal cultivated soil profiles ranged from 1.00g?kg^-1 to 24.44g?kg^-1 ，and SOCD varied between 0.13g?m^-2 and （204號 2.78g?m^-2 ，both decreasing with depth in the two regions.2） The temporal accumulation functions of SOCS diered between the two regions;in Sheyang，SOCS showed a linear relationship with pedogenic age，while in Dongtai，it exhibited alogarithmic function，primarilydue tovariations in soil parent materials.3）Significant corelations wereobservedbetween SOC and soil physicochemical properties in coastal cultivated land;in Sheyang，higher correlations were found between SOC and bulk densityaswellas total saltcontent，while in Dongtai，higher corelations wereobserved with soil texture.This study provides important insights into the dynamic characteristics and long-term storage mechanisms of soil carbon pools in coastal cultivated land.

Key wordssoil chronosequence;coastal soil; organic carbon massfraction;organic carbon storage;spatiotemporal evolution