東北黑土區(qū)農(nóng)田土壤剖面碳分布研究獲進(jìn)展
東北黑土區(qū)為世界四大黑土帶之一，是維護(hù)國家糧食安全的“壓艙石”。黑土有機(jī)質(zhì)含量高，其不僅對維持農(nóng)田土壤肥力具有重要貢獻(xiàn)，對全球氣候變化也具有重要影響。然而，多年來高強(qiáng)度的開墾、不合理的耕作、嚴(yán)重的土壤侵蝕以及氣候變化等共同因素造成了土壤有機(jī)質(zhì)的下降和土壤質(zhì)量的退化。因此，摸清土壤碳儲量分布現(xiàn)狀及其影響因素對于黑土農(nóng)田土壤固碳具有重要意義。
黑土區(qū)農(nóng)田土壤土層深厚，不僅土壤表層碳含量高，土壤下層同樣具有較高的碳儲量。因此，下層土壤碳對土壤肥力以及氣候變化的影響也不容忽視。基于黑龍江省林甸、海倫和寶清三個典型市縣78個土壤剖面，東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所土壤物質(zhì)循環(huán)學(xué)科組開展了SOC(土壤有機(jī)碳)剖面分布規(guī)律及其影響因素的研究。研究發(fā)現(xiàn)，SOC含量及其變異大小隨土壤深度的增加而顯著降低。0-100 cm深度SOC儲量為52.3-323.1 Mg ha-1，平均為163.6 Mg ha-1，其中表層20 cm的SOC儲量占土壤剖面（0-100cm）SOC儲量的32.8%，0-20 cm SOC儲量可被用來估算0-100 cm SOC的儲量。而且SOC含量及其在土壤剖面的分布與土層深度、容重、pH值、粘土含量和海拔高度相關(guān)。
有關(guān)土壤碳儲量估算的研究多數(shù)集中在SOC，但是土壤無機(jī)碳（SIC）對土壤總碳儲量的貢獻(xiàn)不容忽視，特別是在干旱和半干旱地區(qū)。研究選取以黑鈣土為主要土壤類型的林甸縣作為研究對象，基于25個農(nóng)田土壤剖面（0-150cm），揭示了SIC儲量的剖面分布規(guī)律及其影響因素。研究發(fā)現(xiàn)，在0-150cm層次，SIC儲量為109.0-331.7 Mg ha-1，平均為259.0 Mg ha-1，約占土壤總碳儲量的68%；其中100-150cm土層的SIC儲量占剖面SIC總儲量的1/3以上。土壤無機(jī)碳與有機(jī)碳的比值（SIC/SOC）介于0.1和8，其中，在0-40 cm，比值小于1；在40-150cm，比值大于1。說明在40cm土層以上，土壤碳的形態(tài)以SOC為主；而在40cm土層以下，SIC是土壤總碳儲量的主要來源。在整個剖面（0-150cm）中，SIC/SOC與土壤全氮、有效磷和速效鉀呈負(fù)相關(guān)。研究認(rèn)為，在估算土壤碳儲量時，深層土壤無機(jī)碳不可忽視，另外，土壤層次與土壤理化性質(zhì)共同影響不同土壤碳形態(tài)（SIC，SOC）在剖面的分布。
該研究得到了國家自然科學(xué)基金和中科院青促會項目等項目的共同資助。
論文信息如下：
You Mengyang, Han Xiaozeng, Hu Ning, Du Shuli, Doane Timothy A, Li Lu-Jun*, 2020. Profile storage and vertical distribution (0-150 cm) of soil inorganic carbon in croplands in northeast China. Catena 185, https://doi.org/10.1016/j.catena.2019.104302
Li Meng, Han Xiaozeng, Du Shuli, Li Lu-Jun*, 2019. Profile stock of soil organic carbon and distribution in croplands of Northeast China. Catena 174, 285–292.
圖1土壤碳不同形態(tài)（A）和土壤無機(jī)碳（B）在土壤剖面的分布
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