土壤有机碳密度公式
大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响
大兴安岭不同森林群落植被多样性对土壤有机碳密度的影响刘林馨;王健;杨晓杰;刘传照;王秀文【摘要】区域碳循环是全球变化研究中的核心内容,大兴安岭森林生态系统是对全球温度变化最敏感的植被类型之一,其植被多样性对土壤有机碳密度和碳循环具有重要影响,深入理解该区土壤有机碳密度分布特征对于未来区域生态环境的可持续发展具有重要的科学意义.采用野外调查和室内测试分析相结合的手段,研究了大兴安岭4种主要森林类型(针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林)的植被多样性和土壤有机碳密度分布特征,并采用多因素方差分析确定植被类型和土层深度对土壤有机碳密度的交叉影响.结果表明,大兴安岭4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数和Mclntosh均匀度指数表现为落叶林>针阔混交林>阔叶混交林>针叶混交林;Simpson优势度指数则表现为针叶混交林>阔叶混交林>针阔混交林>落叶林;Cody指数表现为落叶林>针阔混交林>针阔混交林>针叶混交林;Sorenson指数表现为针叶混交林>阔叶混交林>针阔混交林>落叶林.土壤有机碳含量和有机碳密度均呈一致的变化规律,其中以表层土壤最高,随土壤深度的增加逐渐降低;随剖面深度的增加,土壤有机碳密度逐渐降低,以表层土壤(0～20 cm)有机碳密度最高,针叶混交林、针阔混交林、阔叶混交林、落叶林土壤有机碳密度分别占土壤剖面总有机碳密度的35.24％、31.61％、31.70％、32.39％.相关性分析表明,4种林型Margalef丰富度指数、Shannon-Wiener多样性指数、Cody指数和Sorenson指数与有机碳含量和有机碳密度呈显著或极显著的正相关;从相关系数绝对值来看,多样性指数与有机碳含量的相关系数高于有机碳密度的相关系数.双因素分析表明,林型对有机碳含量和有机碳密度具有显著的影响(P<0.05),林型×深度的交互作用对有机碳含量具有显著的影响(P<0.05);林型和林型×深度的交互作用对Margalef丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数具有显著的影响(P<0.05);林型对Cody指数和Sorenson指数具有显著的影响(P<0.05).综合分析表明,大兴安岭林型和土壤深度对土壤有机碳密度的影响存在一定的交互作用.【期刊名称】《生态环境学报》【年(卷),期】2018(027)009【总页数】7页(P1610-1616)【关键词】大兴安岭;森林群落;植被多样性;有机碳密度【作者】刘林馨;王健;杨晓杰;刘传照;王秀文【作者单位】齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006;东北林业大学,黑龙江哈尔滨 150040;齐齐哈尔大学生命科学与农林学院,抗性基因工程与寒地植物生物多样性保护黑龙江省重点实验室,黑龙江齐齐哈尔 161006【正文语种】中文【中图分类】S714;X171.1生物多样性是维持生态系统持续生产力的基础，也是人类赖以生存的条件。
云南省主要森林土壤有机碳密度估测的初步研究
云南省主要森林土壤有机碳密度估测的初步研究秋新选;邓喜庆【摘要】根据全国林业碳汇计量监测体系建设2012年云南省试点项目及云南省第四次森林资源规划设计调查采集的169个森林土壤剖面资料,采用土壤类型法,对云南省9个主要森林土壤类型的有机碳密度进行研究分析.结果表明:不同土壤类型的土壤有机碳密度差异较大,从高到低依次为黄棕壤、棕壤、黄壤、暗棕壤、石灰土、红壤、赤红壤、砖红壤、紫色土,除紫色土与暗棕壤发生倒退变化外,排序与有机质含量一致.从纵向上比较,高海拔地区的林下土壤有机碳密度较高;从橫向上比较,云南森林土壤有机碳密度除暗棕壤外,其余均高于全国水平.【期刊名称】《林业调查规划》【年(卷),期】2018(043)004【总页数】4页(P7-9,15)【关键词】森林土壤;有机碳密度;土壤类型;土壤容重;有机质含量;云南省【作者】秋新选;邓喜庆【作者单位】云南省林业调查规划院,云南昆明 650051;云南省林业调查规划院,云南昆明 650051【正文语种】中文【中图分类】S714.5;S718.557森林土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库。
土壤碳库的变化对大气中CO2的影响较大，土地利用会引起土壤CO2释放，是影响全球气候变化的重要因素之一。
调查研究土壤碳储量对于全面评估森林生态系统的碳储量和碳汇功能，科学认识森林的功能价值具有重要意义。
土壤有机碳密度则是估算土壤碳库的重要参数，因此，开展森林土壤有机碳密度研究是估算土壤碳库储量的基础研究工作，作用十分重大。
云南省森林资源十分丰富，森林面积、蓄积大，森林覆盖率达59.30%，具有树木种类复杂、森林类型多样的特点。
森林土壤类型多样，涉及6个土纲、13个亚纲，有17个土类和35个亚类。
由于云南地形复杂多变，森林植被丰富多样，要对云南省森林土壤碳库进行估算，就要对森林土壤做大量的调查研究。
本文选择云南省分布较多的9个森林土壤类型，2012—2016年，通过对169个土壤剖面的调查，分析整理了砖红壤、赤红壤、红壤、黄壤、黄棕壤、棕壤、暗棕壤、紫色土和石灰土的土壤有机碳密度，为云南省森林土壤碳储量的估算提供基础研究成果。
4种典型地带性森林生态系统碳含量与碳密度比较
4种典型地带性森林生态系统碳含量与碳密度比较王斌;杨校生【摘要】以中国生态系统研究网络长期定位观测的热带、亚热带和温带地区4种地带性顶级森林群落类型,即西双版纳热带季节雨林、鼎湖山亚热带常绿阔叶林、哀牢山中山湿性常绿阔叶林和长白山阔叶红松林为基础,分析比较4种森林类型的碳含量和碳密度及其空间分布格局.结果表明,哀牢山和长白山植被碳含量略高于西双版纳和鼎湖山,植被碳含量从大到小依次为乔木层、灌木层和草本层;西双版纳总碳密度为250.78 t/hm2,鼎湖山为248.72 t/hm2,哀牢山为530.13 t/hm2,长白山为254.67 t/hm2,其中西双版纳、鼎湖山和长白山植被层碳密度高于土壤层碳密度,而哀牢山土壤层碳密度要高于植被层碳密度.【期刊名称】《湖南农业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(036)004【总页数】7页(P464-469,473)【关键词】地带性森林;碳含量;碳密度【作者】王斌;杨校生【作者单位】中国林业科学研究院,亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400;中国林业科学研究院,亚热带林业研究所,浙江,富阳,311400【正文语种】中文【中图分类】Q948.1随着全球气候问题日益严峻，陆地生态系统在全球碳循环动力学中的作用受到越来越多的重视．森林维持的植被碳库约占全球植被碳库的86%[1]，维持的土壤碳库约占全球土壤碳库的73%[2]．同时，森林生态系统具有较高的生产力，每年固定的碳约占整个陆地生态系统的2/3[3-4]，因此，森林状况很大程度上决定了陆地生物圈是碳源还是碳汇[5]．近年来，很多学者采用不同方法对森林生态系统碳含量与碳密度及其空间差异进行研究，并取得了一系列研究成果[6-13]．已有研究表明，中国森林植被碳库主要集中在东北和西南地区，平均碳密度以西南、东北以及西北地区较高[14-15]．中国土壤碳密度大致是东部地区随纬度的增加而递增，北部地区随经度减小而递减，西部地区随纬度减小而增加，最高土壤碳密度出现在寒冷的东北地区和青藏高原东南缘[16-17]．由于采用的方法不同，加上森林生态系统碳密度和碳储量的空间异质性以及随时间变化的复杂性，对中国森林植被和土壤碳库的估算还存在较大的差异[15-19]．相对于区域尺度的研究而言，目前还很少利用样地资料研究不同气候带森林生态系统碳含量与碳密度及其空间差异，因此，采用实测数据及能够定量确定陆地生态系统碳循环的通用方法，研究不同森林类型的碳含量和碳密度，对于提高中国森林生态系统碳循环研究水平具有重要意义．近几年，中国生态系统研究网络（CERN）在单站水平上取得了很大的进展，但单站的长期定位监测、试验和研究具有明显的局限性，而多站按照统一规范开展的联网监测、试验和研究，可以揭示出更具普遍性的规律，解决地学和生物学等领域中更具复杂性的问题[20]．笔者利用CERN长期定位观测的热带、亚热带和温带地区4种地带性顶级森林群落类型，即西双版纳热带季节雨林、鼎湖山亚热带常绿阔叶林、哀牢山中山湿性常绿阔叶林和长白山阔叶红松林资料，分析比较4种森林类型的碳含量和碳密度分配特征及其差异，以期进一步了解中国不同气候区森林生态系统的碳循环及其对气候变化的响应．1 样地自然条件概况4个样地均是CERN长期定位观测样地，分别属于西双版纳热带雨林生态系统研究站、鼎湖山森林生态系统研究站、哀牢山森林生态系统研究站和长白山森林生态系统研究站，样地保护完好，无放牧及森林砍伐，人为干扰活动较少．热带季节雨林样地位于西双版纳勐仑自然保护区北片的核心地带，是热带北缘的顶级群落类型，以绒毛番龙眼（Pometia tomentosa）、千果榄仁（Terminalia myriocarpa Huerch）为标志种；灌木层主要由乔木的幼树组成，较常见的灌木种类有染木（Saprosma ternatum）、包疮叶（Measa indica）、锈毛杜茎山（Measa permollis）等；草本层主要由乔木的幼苗和蕨类植物组成，较常见的草本种类有楼梯草（Elatostema parvum）、山壳骨（Pseudoranthemum malaccense）、莠竹（Microstegium ciliatum）等；凋落物厚度0～3 cm．亚热带季风常绿阔叶林样地位于鼎湖山自然保护区内，植被保护良好，属群落演替顶级阶段，乔木层优势种为锥栗（Castanopsis chinensis）、荷木（Schima superba）、云南银柴（Aporosa yunnensis）等；林下灌木以光叶山黄皮（Randia canthioides）、柏拉木（Blastus cochinchinensis）、黄果厚壳桂（Cryptocarya concinna）为主；草本以沙皮蕨（Hemigramma decurrins）为主，层间植物比较丰富；凋落物厚度0～3 cm．中山湿性常绿阔叶林样地位于哀牢山徐家坝中心地带，属亚热带山地气候，干雨季分明，群落演替稳定，乔木树种主要由壳斗科（Fagaceae）、茶科（Theaceae）、樟科（Lauraceae）及木兰科（Magnoliaceae）组成；灌木层主要以禾本科的箭竹（Fargesia spathacea）为优势种并组成显著层片；草本以滇西瘤足蕨（Plagiogyria communis）、钝叶楼梯草（Elatostema obtusum）为主；凋落物厚度0～5 cm．阔叶红松林样地位于吉林省安图县二道白河镇，为原始森林干扰后自然演替的顶级群落，乔木层优势种为红松（Pinus koraiensis）、紫椴（Tilia amurensis）、假色槭（Acer pseudosieboldianum）等；林下灌木以东北山梅花（Philadelphus schrenkii）和光萼溲疏（Deutzia glabrata）为主；草本以毛缘苔草（Carex pilosa）、丝引苔草（Carex remotiuscula）为主；枯枝落叶及腐殖质层厚度0～11 cm．各样地的具体地理环境条件见表1．表 1 样地的基本情况Table 1 Description of study plots样地森林类型平均林龄/年面积/ m2海拔高度/ m 地理位置坡度/（°）年均气温/℃＞10 ℃年积温/℃年均降水量/mm年均相对湿度/%西双版纳季节雨林150****073021°57′39.4″N，101°12′00.4″E 22 21.8 4 387.9 1 506.3 86鼎湖山常绿阔叶400 2 500 300 23°10′9.9″N，112°32′22.64″E 30 21.0 7 495.7 1 996.0 80哀牢山中山湿性130 10 000 2 488 24 °32′53″N，101°01′41″E 15 11.0 3 420.0 1 931.1 86长白山阔叶红松140 1 600 784 42°24′11″N，128°05′44″E 2 3.50 2 335.0 750.0 712 研究方法2.1 生物量估算及碳含量测定研究数据来自CERN所属西双版纳站、鼎湖山站、哀牢山站和长白山站提交的2004—2005年的定位观测数据，所有数据调查均按照CERN长期定位观测技术标准执行．由于4个台站已经按照要求统一建立了对应样地各树种的生物量估算模型（约60个树种、240个方程），本研究借用这些已建立的模型计算4种森林类型的生物量．哀牢山的凋落物现存量每隔4月调查1次，西双版纳每隔3月调查1次，鼎湖山每年12月调查1次，长白山每年8月调查1次．植被层碳含量测定是在永久样地的外围按照每层的优势种，每种选择2～3株，乔木分树干、枝、叶、根；灌木分茎、叶、根；草本分地上、地下部分层采样．在凋落物现存量调查的样地内，凋落枝、叶各取约 200 g样品．将土壤层划分为 5个层次（0～10 cm、＞10～20 cm、＞20～40 cm、＞40～60 cm、＞60～100 cm）分层采样．对土壤样品按粒级分类，计算粒径＞2 mm的石砾含量．所有样品烘干至恒重，测定含水量，磨碎后，用K2Cr2O7容量法测定碳含量；同时按10 cm一个等级测定0～100 cm各土层容重[21-22]．2.2 土壤有机碳密度计算土壤有机碳密度是由土壤有机碳含量、土壤容重以及土体中粒径＞2 mm石砾的体积分数共同确定的，其计算公式参见文献[23]．2.3 碳密度估算生态系统总的碳密度由3部分组成，即植被层、凋落物层和土壤层，其中植被层主要由乔木、灌木和草本组成，凋落物层主要由枯枝落叶层和半分解层组成，土壤层则主要由腐殖质层和矿质土层组成．根据测定的不同层次的碳含量和生物量（或土壤容重），估算森林生态系统总的碳密度．3 结果与分析3.1 生物量组成不同森林类型各层生物量结果见表2．表 2 不同森林类型各层生物量Table 2 Biomass composition in different layers of four forest type t/hm2样地干枝叶根枝叶根地上部地下部枯枝枯叶乔木层生物量灌木层生物量草本层生物量凋落物层生物量西双版纳 222.76 35.28 4.20 63.10 1.18 0.21 0.40 0.60 0.49 0.51 1.62鼎湖山 164.99 87.99 6.53 57.54 0.29 0.17 0.21 0.66 0.37 0.84 1.84哀牢山 310.66 62.34 3.18 89.94 3.19 0.50 0.96 0.48 0.36 4.56 3.25长白山 164.94 29.22 4.11 58.80 3.50 0.49 1.79 0.10 0.15 4.55 10.10从表2可以看出，4种森林类型植被层生物量从大到小依次为哀牢山、西双版纳、鼎湖山和长白山，热带亚热带森林植被层生物量高于温带森林，但不同层次之间有所区别，乔木层和草本层的变化规律基本一致，灌木层则相反．4种森林类型凋落物现存量从大到小依次为长白山、哀牢山、鼎湖山和西双版纳，温带森林凋落枝叶现存量明显高于热带亚热带森林，与已有研究结论[24]基本一致．全球热带雨林平均生物量约为450 t/hm2，热带季雨林和常绿林约为 350 t/hm2，温带落叶针阔混交林约为280 t/hm2[25]．本研究中，西双版纳、鼎湖山和长白山的生物量稍低于全球平均水平，而哀牢山中山湿性常绿阔叶林生物量则高于全球平均水平．3.2 植被层碳含量和碳密度不同森林类型植被层碳含量和碳密度计算结果列于表3和表4．从表3可以看出，4种森林类型植被层碳含量在不同器官和不同层次中的分配不同，西双版纳和鼎湖山乔木层树干的碳含量最高，灌木层根的碳含量最高，而哀牢山和长白山乔木层叶的碳含量最高，灌木层茎的碳含量最高；除鼎湖山草本层叶的碳含量大于根的外，其他3种森林类型均是根的碳含量大于叶的．碳含量在不同层次植被的分布有较明显的规律，从大到小依次为乔木层、灌木层和草本层．目前通过植被碳含量实测值来估算碳密度的例子不多，学者们通常采用碳转换系数（0.45或0.50）来估算[5-6]．本研究结果表明，由于树种组成以及种群结构的不同，不同气候区植被的碳转换系数略有不同，4种森林类型中哀牢山和长白山的碳转换系数略高于西双版纳和鼎湖山．表 3 不同森林类型植被层碳含量Table 3 Carbon content of plant in different forest types g/kg长白山站乔木层采样时未区分干和枝；全林加权平均碳含量=总碳密度/总生物量．样地乔木层碳含量灌木层碳含量草本层碳含量全林加权平均干枝叶根茎叶根叶根西双版纳 472.50 467.10 462.82 470.48 463.61 458.12 466.51 424.15 449.69 471.24鼎湖山 478.07 463.15 434.29 456.01 449.49 448.40 452.83 428.12 410.14 468.86哀牢山 508.61 508.67 529.01 503.63 504.21 469.19 501.07 471.67 471.83 507.62长白山 490.85 529.26487.78 493.36 433.81 464.53 407.11 428.38 490.42表 4 不同森林类型植被层碳密度Table 4 Carbon density of plant in different forest types t/hm2样地干枝叶根茎叶根叶根全林合计乔木层碳密度灌木层碳密度草本层碳密度西双版纳 105.25 16.48 1.94 29.69 0.55 0.10 0.19 0.25 0.22 154.67鼎湖山 78.88 40.75 2.84 26.24 0.13 0.08 0.10 0.28 0.15 149.45哀牢山 158.00 31.71 1.68 45.30 1.61 0.23 0.48 0.22 0.17 239.40长白山 95.31 2.17 28.68 1.73 0.21 0.83 0.04 0.06 129.03从表4可以看出，4种森林类型中，哀牢山碳密度最高，其次是西双版纳和鼎湖山，长白山碳密度最低．碳密度从大到小依次为乔木层、灌木层和草本层．赵敏[19]利用中国第4次（1989—1993年）森林资源调查资料，估算中国森林植被的平均碳密度为41.321 t/hm2；周玉荣[5]应用相同的森林资源调查资料，估算植被的平均碳密度为57.07 t/hm2；本研究4种森林类型的平均碳密度为168.137 t/hm2，从中可以看出，随着植被的保护和演替发育，中国森林将发挥巨大的碳汇作用．王绍强等[26]通过对中国陆地自然植被碳含量空间分布特征的研究，认为中国陆地总体上表现出东部地区植被碳密度和碳含量随纬度增加而降低的趋势；李海涛等[27]对赣中亚热带森林植被碳密度的空间变化规律研究结果也表明，植被的碳密度与纬度存在显著的相关关系，随着纬度增加植被碳密度递减．从本研究结果来看，除哀牢山乔木层碳密度较高、鼎湖山灌木层碳密度较低之外，4种森林类型不同层次碳密度地带性变化的总趋势是乔木层和草本层的碳密度随纬度增加而降低，灌木层的碳密度随纬度增加而增加．3.3 凋落物层碳含量和碳密度不同森林类型凋落物层碳含量和碳密度计算结果如表5所示．表 5 不同森林类型凋落物层的碳含量和碳密度Table 5 Carbon content and carbon density of litterfall in different forest types碳含量/（g·kg－1）碳密度/（t·hm－2）样地凋落枝凋落叶加权平均凋落枝凋落叶合计西双版纳458.33 467.17 465.05 0.23 0.76 0.99鼎湖山 471.44 528.00 507.46 0.39 0.97 1.36哀牢山 526.44 546.25 533.93 2.40 1.77 4.17长白山 471.94 512.16 499.66 2.15 5.17 7.32从表5可以看出，4种森林类型凋落叶的碳含量均高于凋落枝，哀牢山凋落枝和凋落叶的碳含量最高，西双版纳凋落枝和凋落叶的碳含量最低．和植被乔木层、灌木层枝叶碳含量的平均值相比，叶凋落物的碳含量增加，而枝在凋落后的变化情况不同，鼎湖山和哀牢山的碳含量增加，西双版纳和长白山的碳含量降低．从4种森林类型分布的纬度梯度来看，凋落物层碳密度随纬度增加而增加的趋势明显，温带针阔混交林凋落物碳密度明显高于热带亚热带阔叶林．吕晓涛[28]采用森林年凋落量计算西双版纳热带季节雨林凋落物层的碳密度为4.835 t/hm2，远高于本研究结论．考虑到热带季节雨林凋落物分解迅速，笔者认为采用凋落物现存量表示凋落物层的碳密度更合理．3.4 土壤层的碳含量和碳密度不同森林类型土壤层的碳含量和碳密度计算结果列于表6和表7．表 6 不同森林类型土壤层的碳含量Table 6 Carbon content of soil in different forest types样地 0～10 cm ＞10～20 cm ＞20～30 cm ＞30～40 cm ＞40～50 cm ＞50～60 cm＞60～70 cm ＞70～80 cm ＞80～90 cm ＞90～100 cm 碳含量/ （g·kg－1）西双版纳 17.34 10.31 7.17 7.17 4.78 4.78 4.43 4.43 4.43 4.43鼎湖山 31.40 11.89 10.21 10.21 5.18 5.18 5.15 5.15哀牢山 122.05 82.34 58.94 58.94 40.87 40.87 29.62 29.62 29.62 29.62长白山 104.70 17.70 4.95 3.87 3.87 3.43 3.43 3.60 3.60 3.60表 7 不同森林类型土壤层的碳密度Table 7 Carbon density of soil in different forest types t/hm2样地 0～10 cm ＞10～20 cm ＞20～30 cm ＞30～40 cm＞40～50 cm＞50～60 cm＞60～70 cm＞70～80 cm＞80～90 cm ＞90～100 cm 合计碳密度西双版纳 21.10 13.62 10.38 10.63 6.74 7.07 6.56 6.28 6.28 6.45 95.11鼎湖山 28.79 14.86 12.69 12.69 7.94 7.94 6.50 6.50 97.91哀牢山51.60 40.90 32.48 31.23 25.15 26.92 19.61 19.22 19.69 19.76 286.56长白山47.81 22.66 7.97 6.48 6.17 5.42 5.33 5.57 5.49 5.42 118.324种森林类型中，哀牢山中山湿性常绿阔叶林和长白山阔叶红松林具有较明显的腐殖质层，0～10 cm土层内的碳含量主要反映的是土壤腐殖质层的碳含量情况．从表6可以看出，4种森林类型0～100 cm（鼎湖山80 cm）土层的平均碳含量从大到小依次为哀牢山、鼎湖山、长白山和西双版纳．随着采样深度增加，土壤层碳含量逐渐降低，其中长白山腐殖质层（0～10 cm）到矿质土层（＞10～20 cm）的碳含量降低最明显，相差6倍左右．从20 cm开始，不同采样深度土壤层的碳含量从大到小依次是哀牢山、鼎湖山、西双版纳和长白山，并且长白山矿质土层的碳含量要明显小于其他3种森林类型．中国土壤有机碳库的分布格局存在由热带雨林到北方针叶林之间土壤碳密度随纬度升高而增加的趋势[16]．从表7可以看出，除哀牢山外，本研究支持这一结论．形成这种格局主要是由于热带亚热带地区高温多湿，使得土壤微生物活动加剧，土壤中有机质易于分解，而温带阔叶红松林全年平均气温较低，凋落物C/N比值高，不易分解，土壤表层的腐殖质积累过程明显，从而使得土壤有机碳积累多．全球土壤平均碳密度约为 104.00～107.70 t/hm2[29-30]．王绍强等[16]应用中国第1次土壤普查资料估算中国陆地生态系统土壤有机碳平均密度为108.30t/hm2．从表7可以看出，西双版纳和鼎湖山土壤碳密度低于全国平均值，而哀牢山和长白山高于全国平均值．4种森林类型总的土壤碳密度平均值为149.473 t/hm2，是全球以及中国土壤碳密度平均值的1.4倍左右．从森林演替角度来看，中国森林土壤具有一定碳汇能力．3.5 总碳密度比较不同森林类型总碳密度计算结果如表 8所示.从大到小依次为哀牢山、长白山、西双版纳和鼎湖山，哀牢山中山湿性常绿阔叶林的碳密度最高，其他3种森林类型总的碳密度相差不大．西双版纳、鼎湖山和长白山植被层的碳密度高于土壤层的碳密度，而哀牢山土壤层的碳密度要高于植被层的碳密度．表 8 4种森林类型不同层次的碳密度Table 8 Carbon density of different layers in four forest types t/hm2碳密度样地植被层凋落物层土壤层合计西双版纳 154.67 1.00 95.11 250.78鼎湖山 149.45 1.36 97.91 248.72哀牢山239.40 4.17 286.56 530.13长白山 129.03 7.32 118.32 254.674 小结不同森林生态系统碳含量和碳密度通常存在较大差异．受研究条件限制，已有关于森林生态系统碳密度地带性分布规律研究中[16,26-27]，很少从样地角度研究这种差异，这主要是因为在某一区域范围内，森林生态系统的碳密度受林分和立地因子的影响，各森林类型的主要林分因子（如林分年龄）和立地因子（如海拔、坡度）存在较大差异，使结果不存在可比性．本研究所选的4种森林类型，均属于地带性顶级森林群落类型，碳密度可认为是相同气候条件下森林生态系统可蓄积的最大碳量，因此，4种森林类型碳含量和碳密度的差异，对于研究森林生态系统碳密度的地带性分布规律具有一定指导意义．同时，通过将这些森林生态系统的观测数据与当地干扰程度不同的森林生态系统进行比较，可用于指导区域森林的保护、经营和管理，使其蓄积更多的碳，这对减缓全球大气CO2浓度升高也有着重要意义．通过与已有研究结论的比较可以看出，无论是从植被层的碳密度还是从土壤层的碳密度来看，中国森林植被都具有巨大的碳汇潜力，因此，合理经营与管理现有森林植被意义重大．衷心感谢中国生态网络研究中心提供数据支持．英文编辑：胡东平【相关文献】[1] Woodwell G M，Whittaker R H，Reiners W A，et al． The biota and the world carbon budget[J]．Science，1978，199：141-146． [2] Post W M，Emanuel W R，Zinke P J，et al．Soil carbon pools and 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区域土壤有机碳密度及碳储量计算方法探讨
土壤类型法就是选择每种土壤类型的一些样点进 行有机碳的测定 ,由于同种土壤类型所处的气候等自 然条件以及土壤发生过程比较一致 ,可以由点及面进 行外推 ,进行区域或全球范围碳储量的计算 。与此法 类似的还有植被类型法或者生态类型法等 [ 7, 8, 9, 13, 14 ] 。
(3)
R2 = 0. 5408
据此 ,对实测数据和拟合数据进行配对样品 t检
验 ,结果表明二者在 95%的置信水平下 ,无显著性差
异 ,可以认为拟合数据对实测数据的模拟效果非常好 。
根据积分中值定理 ,得到
∫ ∫ 100
100
( - 116627 ln ( x) + 101137) dx = Cdx (4)
1 数据来源与研究方法
1. 1 研究区概况 本文的研究区选在河北省曲周县四疃乡 ,位于邯
郸市东北部 ,总面积 84. 2km2 ,属华北平原典型的半湿 润大陆性季风气候 ,土壤类型为潮土 ,土壤均发育在近 代河流冲积母质之上 ,土壤剖面的不同质地的层次分 异明显 。 1. 2 数据来源与研究方法
于 1999年 5 月进行样品采集 ,挖取土壤剖面 30 个 ,按发生层进行土层划分 ,共计采集到 119个土壤样 品 。土壤有机碳测定方法为重铬酸钾 —外热源法 。
本研究将 1m 土壤剖面等间距的划分为 5 层 ,每 层深度为 20cm。对于土壤剖面深度超过 1m 的部分 可以直接不予计算 ,不足 1m 的部分则需要进行拟合 。 对原有的土壤剖面层次的土壤有机碳含量按照深度进 行加权处理 。
Ca - b
=
∑C
东江源区森林系统碳汇计量
东江源区森林系统碳汇计量冷清波;周早弘【摘要】在阐述森林碳汇概念及碳汇计量方法的基础上,运用材积源生物量法(Volume-biomass method)对东江源区森林系统碳储量进行估算.结果表明:总碳储量为45.11×106 tC,其中森林植被层碳储量为9.17×106 tC、森林植被枯落物层碳储量为0.94×106 tC、森林土壤层碳储量为35.0×106 tC.运用蓄积、面积估算结果是:总碳储量为40.89×106 tC,其中林分生物量碳储量4.13×106 tC,竹林生物量碳储量0.21×106 tC,经济林碳储量0.61×106 tC,枯落物层和土壤层碳储量不变.最后得出东江源区森林系统总碳储量值43×106 tC,东江源区森林系统碳交易潜在价值约合28亿美元.以此,提出了建立东江源区绿色基金会的构想.【期刊名称】《西北林学院学报》【年(卷),期】2013(028)005【总页数】5页(P254-258)【关键词】森林碳汇;碳汇计量方法;东江源区【作者】冷清波;周早弘【作者单位】江西财经大学旅游与城市管理学院,江西南昌330032;江西财经大学旅游与城市管理学院,江西南昌330032【正文语种】中文【中图分类】S718.557东江发源于江西省寻乌县，流域总面积35 340 km2。
东江源区在江西境内主要是指寻乌、安远、定南3县，江西省境内流域面积3 502km2［1］。
东江水源区是东莞、惠州、深圳和香港的主要水源地，江西省境内年径流量约32亿m3，源区每年输入广东省境内约29.21亿m3。
东江承担着深圳、东莞、广州、惠州和香港的供水重任，加强东江源区生态保护和建设，保持其优良的水质和充足的水量，关系到沿江居民，以及香港特别行政区居民饮用水的安全。
为保护好东江源区水源，源区政府和居民作出了巨大牺牲：据史晓燕［2］等（2012）研究，东江源区寻乌县、安远县和定南县2006—2009年生态建设和环境保护的直接投入成本分别为20 168.60、21 607.75、125 234.54万元；加上限制发展的机会成本，3县供给成本总投入分别为247 683.6万元、334 876.36万元和231 563.7万元，合计供给总成本为814 123.65万元。
土壤指标测定
1、土壤含水率---烘干法土壤含水率是植物生长发育必不可少的因素，是干旱矿区生态修复的重要影响因子。
提高土壤的含水率可以很好的改善干旱矿区植物的生长状况，提高植株的存活率。
首先，将已经编号的坩埚放入105℃的烘箱中烘干至恒重，记录质量为m0，称取待测土样2~5g，精确到0.001g，放人坩埚中，并记录待测土样的质量为m1。
然后将坩埚放入烘箱中，在105℃烘干至恒重，记录烘干后铝盒和土样的质量为m2，按下面的计算公式计算土壤含水率。
土壤含水率（%）=m0+m1−m2*100%m2−mo2、土壤有机质----水合热重铬酸钾氧化比色法土壤有机质是指存在于土壤中的所含碳的有机物质，是土壤中N、P、K 等营养元素的重要来源。
土壤有机质具有胶体结构，能够吸附土壤中的阳离子，增强土壤的保肥力和缓冲性能。
土壤有机质中含有的胡敏酸能够刺激植物的生长，在植物根系的作用下使土壤变得疏松，改善土壤的结构和物理性质。
此外，土壤有机质还含有土壤微生物生长和繁殖所需的碳源和氮源。
所以，土壤有机质是反映土壤肥力高低的一个重要的指标①准确称取1g 过0.149mm 孔径土壤筛的风干土壤样品，精确到0.001g。
②将称取的土壤样品放入200ml 的三角瓶中，用移液枪准确吸取3.0ml 去离子水加入三角瓶中，轻轻摇动三角瓶使土壤样品充分摇散。
用量筒准确量取100ml 事先配置好的重铬酸钾溶液，浓度为0.8mol/L，倒入三角瓶中。
然后用移液枪准确吸取10.0ml 浓硫酸溶液加入三角瓶中并不断摇动，将三角瓶置于桌面静置20min 后，用移液枪准确吸取并加入10.0ml 去离子水，充分摇匀并静置过夜；③吸取15.0ml 静置过夜后的土壤上清液，加入到50ml 具塞玻璃比色管中，加去离子水定容到刻度线处，盖紧玻璃塞，并上下颠倒摇匀；④使用10mm 玻璃比色皿，并以去离子水作参比，在可见分光光度计上，于590nm 波长处测定吸光度；⑤根据测定的吸光度从标准曲线上查出有机碳含量，然后根据计算公式，计算出土样中有机质含量；⑥绘制标准曲线。
广西红树林湿地土壤有机碳储量估算
广西红树林湿地土壤有机碳储量估算莫莉萍;周慧杰;刘云东;李其艳;梁秀华【摘要】以典型区域茅尾海红树林自然保护区为样区,采样估算广西红树林湿地沉积层有机碳储量.结果表明,红树林土壤有机碳含量平均值从大到小排列顺序为混交林＞桐花＞光滩,0～50 cm土层分别为2.797％、1.218％和0.870％;红树林湿地土壤有机碳储量由大到小依次为混交林＞桐花＞光滩,混交林、桐花和光滩0 ～ 50 cm土层土壤有机碳储量分别为142.79、47.25和47.21 t/hm2.与周边红树林地区相比,钦州湾混交林的各层土壤碳储量与深圳湾红树林和海口的白骨壤接近,但远低于深圳福田的秋茄林和海口的桐花,而钦州湾桐花、光滩的各层土壤碳储量与深圳湾光滩较接近.【期刊名称】《安徽农业科学》【年(卷),期】2015(000)015【总页数】4页(P81-84)【关键词】土壤有机碳储量;土壤有机碳;红树林湿地;广西【作者】莫莉萍;周慧杰;刘云东;李其艳;梁秀华【作者单位】广西红树林保护重点实验室,广西红树林研究中心,广西北海536000;广西师范学院环境与生命科学学院,广西南宁530001;北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,广西南宁530001;中山大学地球科学与地质工程学院,广东广州510275;北部湾环境演变与资源利用教育部重点实验室,广西南宁530001;广西师范学院地理科学与规划学院,广西南宁530001;广西师范学院地理科学与规划学院,广西南宁530001;广西师范学院环境与生命科学学院,广西南宁530001;广西师范学院环境与生命科学学院,广西南宁530001【正文语种】中文【中图分类】S714.5随着全球气候变化与环境问题的日益突出，碳循环问题普遍受到科学界和国际社会的关注，日益成为全球变化与地球科学研究领域的学术前沿与热点问题［1－2］。
如何利用陆地生态系统进行固碳活动也成为全球所关心的话题。
研究表明，湿地生态系统是一个巨大的碳汇。
云南土壤有机碳储量估算及空间分布
第３４卷第６期２０１４年１２月水土保持通报Ｂｕｌｌｅｔｉｎ ｏｆ Ｓｏｉｌ ａｎｄ Ｗａｔｅｒ ＣｏｎｓｅｒｖａｔｉｏｎＶｏｌ．３４，Ｎｏ．６Ｄｅｃ．，２０１４ 收稿日期：２０１３－１０－３１ 修回日期：２０１３－１２－１０ 资助项目：国家自然科学基金项目“富铝土—有机污染物相互作用中自由基的产生、稳定及迁移”（４１２７３１３８）；国家自然科学基金优秀青年项目（４１２２２０２５） 作者简介：包承宇（１９８８—），男（汉族），云南省昆明市人，硕士研究生，研究方向为土壤资源和地理信息系统。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｖｉｐｂｃｙ１２２６＠ｑｑ．ｃｏｍ。
通信作者：潘波（１９７６—），男（汉族），湖北省枝江市人，博士，教授，主要从事土壤环境中污染物行为研究。
Ｅ－ｍａｉｌ：ｐａｎｂｏｃａｉ＠ｇｍａｉｌ．ｃｏｍ。
云南省土壤有机碳储量估算及空间分布包承宇，曾和平，张梦妍，李浩，潘波（昆明理工大学环境科学与工程学院，云南昆明６５０５００）摘 要：根据云南省第二次土壤普查资料，采用土壤类型法估算了云南省主要土壤类型的有机碳（ＳＯＣ）密度和储量，并对云南省土壤有机碳密度的空间分布差异和影响土壤有机碳储量的主要因子进行了分析。
结果表明，云南省０—２０ｃｍ土层平均ＳＯＣ密度为５９．７７ｔ／ｈｍ２，ＳＯＣ储量为２．３０×１０９ ｔ；０—１００ｃｍ土层平均ＳＯＣ密度为１５９．９５ｔ／ｈｍ２，ＳＯＣ储量为６．１５×１０９ ｔ，占全国储量的７．２８％，占全球陆地生态系统ＳＯＣ储量的０．４１％；其中ＳＯＣ储量占前４位的土壤类型为红壤、黄棕壤、赤红壤、棕壤，不同深度下４者之和约占云南省总储量的６０％。
在土壤有机碳密度空间分布上，ＳＯＣ密度分布最高的区域为云南省西北部和东北部地区，其次是西部的横断山脉和东部的云南高原地区，而以紫色土为主的中北部地区ＳＯＣ密度则最低。
由于降雨量、温度、海拔和土地利用类型的共同影响，导致了区域内的ＳＯＣ密度分布不均，其中降雨量、温度和海拔等自然因素是影响ＳＯＣ密度分布的主要因子。
黄土台塬不同土地利用方式下土壤有机碳分解特性
黄土台塬不同土地利用方式下土壤有机碳分解特性李媛媛;齐璐;刘梦云;刘丽雯;张瑜英【摘要】In order to explore effects of land use on decomposition of soil organic carbon in the Loess Plateau, soil sam⁃ples were collected from lands different in land use, woodlot, shrubland, natural grassland and farmland for analysis of soil organic carbon and its mineralization characteristics. Results show that no matter whether in soil organic carbon content, organic carbon density, mineralizable carbon content and organic carbon mineralization rate, natural grassland, shrubland and forestland are all higher than farmland;while in soil organic carbon mineralization rate and soil respiration rate, farm⁃land and arbor⁃shrub land are higher than natural grassland and shrubland. During the 1 575 h of soil incubation, soil min⁃eralization, regardless of land use,can be divided into four phases: 0.5-5 h (first phase), 5-111 h (second phase), 111-399 h ( third phase) , 399-1 575 ( fourth phase) . The first 399 h is the main period when minerlizable carbon is e⁃mitted;during the first 111 h, soil mineralization carbon emission rate peaks and drops the fastest too;as a whole, cumu⁃lative soil mineralizable carbon emission increased and cumulative emissions rate gradually decreased with the incubation going on. Soil organic carbon mineralization rate is closely related to the content of total organic carbon, and soil respiration is not so related to the content of total organic carbon or total mineralized carbon.%为了探讨土地利用方式对土壤有机碳分解的影响，以黄土台塬的乔木林地、灌木林地、天然草地和耕地等不同植被类型土壤为研究对象，对土壤有机碳矿化分解特征进行分析。
土壤中的碳
土壤中的碳与环境质量
主要内容
土壤有机碳库
土壤碳的形态与活性 土壤有机碳的分解与转化 ★ 土壤碳库与甲烷 ★ 全球气候变化对土壤碳循环的影响
一 土壤有机碳库
土壤有机碳库(SOCP)是指全球土壤中有机碳的总量。 植物通过光合作用固定的大气中的碳素,一部分以有机质 的形式贮存于土壤中。 不同学者选用的数据和取的土层深度不同,对SOCP的 估算值不同,有的估算值为3000～5000Pg,有的估算值为 2500Pg或700～3000Pg、1200～1600Pg;有的对1m土层 内的估算值为1555Pg。但其范围可能是1200～1600Pg, 为陆地植物碳库的2～3倍、全球大气碳库的2倍。 陆地生态系统中的土壤碳库,以森林土壤中的碳为最 多,占全球土壤有机碳的73%;其次是草原土壤的碳,占全球 土壤有机碳的20%左右。粗略地估计我国的SOCP为 185.7Pg碳,约占全球土壤总碳量的12.5%。
4、 土壤质地
粘粒可以固定有机物质的微生物分解产物和催化腐殖质 的形成,因此土壤中粘粒矿物类型和粘粒含量都影响了有 机物质的分解。
田间试验结果表明,在粘粒含量分别为10.4%,26.5%和 41.8%的红壤中,随着粘粒(<0.002ｍｍ)含量的增加,14Ｃ-稻草分解速 率降低,1年后的残留14Ｃ量分别为18.0%,25.2%和28.1%;2年后的分别 为12.0%,19.7%和22.6%。
变性土
其他土壤 总计
3287
7644 135215
2.4
5.7
19
18 1576
1.2
1.1
2.土壤有机碳密度
土壤有机碳密度是指单位面积（1m2或1hm2）中一定 厚度的土层中有机碳数量。一般情况下，指的是上部1 米的土层，因此，有机碳密度的单位常用kg C/m2或 kg C/hm2表示 土壤的有机碳量是以植物残体形式进入土壤中有机物 质的量与通过异氧呼吸为主要途径的有机物质损失量 之间平衡的结果。 在一定地区，植物生物量和残落物量在很大程度上受 植被类型及其生产力的制约，土壤有机碳密度或浓度 大小与气候条件如温度和水分密切相关，而在全球尺 度上的土壤碳密度分布也应与各地区的气候特征密切 关联。
庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征
庐山不同海拔森林土壤有机碳密度及分布特征31 3 1 3 1 1 23 3杜有新吴从建周赛霞黄良韩世明徐雪峰丁园(1 江西省2中国科学院庐山植物园, 江西庐山332900; 2 南昌航空大学环境与化学工程学院, 南昌330063; 3 九江市林业局, 江西九江332000)摘要为阐明地处中亚热带北部的庐山森林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征, 2010 年7 —8月,分别在庐山的南、北坡按200 m 的高差选择 6 个和 5 个不同海拔采样点, 分层( 0～10、10 ～20、20 ～30、30～40和> 40 cm )采集土样,测定土壤容重、有机碳含量及有机碳密度.结果表明:海拔和坡向显著影响森林土壤有机碳密度.在北坡,随海拔升高, 土壤有机碳呈逐渐增加趋势,土壤有机碳含量与土壤容重和pH 值呈显著负相关关系;在南坡则没有明显规律. 随土层加深, 土壤有机碳逐渐下降. 北坡和南坡土壤有机碳密度分别为7107 ～10134 kg·m - 2和6103～12189 kg·m - 2. 南坡土壤有机碳密度随海拔梯度和土层深度变化的变异性较大,原始植被的破坏和人工林的建立可能是影响土壤有机碳空间分布的重要因素之一.关键词庐山海拔梯度森林土壤有机碳密度文章编号1001 - 9332 ( 2011 ) 07 - 1675 - 07 中图分类号S714 文献标识码AFore s t so il organ i c ca r bon den s i ty an d its d istr ibu t i on cha ra c ter ist i c s a lon g an a lt i tud i n a l gra 2d i en t i n L u shan M oun t a i n s of C h i na. DU Y ou2xi n1 , WU Cong2ji an3 , ZHOU Sa i2xi a1 , HUAN GL i ang3 , HAN Sh i2m i ng1 , XU Xue2feng1 , D I N G Yuan2 (1 L ushan B ota n ica l Ga rden, J ia ngx i P r ov2ince & C h in e se A cade m y o f S ciences, L u shan 332900, J i a n g x i, C h i n a; 2 C o llege of Envi o ro n m e n t a lC h e m i s try E n g i neeri ng, N anchang H an g K on g U n i v er sity, N a n chan g 330063, C h ina; 3 J i u j i a n gF o r estry B u r e a u, J i u j ian g 332000, J i a n g x i, C h i n a).2C h i n. J. A p pl.E co l., 2011 , 22 ( 7): 1675 -1681.A b stra c t: T o unde rstand the sp a t i a l d istri bu ti o n cha rac te risti c s of o rgan i c ca rbon i n no rt he r n sub2tr op i ca l f o re st so ils a l o ng an a ltitud i na l grad i en t i n L u shan Moun ta i n s of Ch i na, six and fi ve sa m2p li ng p l o ts w ith a 200 - m i n te rva l of e l eva ti o n and cove red by d iffe ren t vege ta ti o n typ e s we r e i n2sta ll ed on the sou the rn and no rthe rn sl o p e s, re sp ec ti ve l y i n J u l y - A ugu st i n 2010 t o co ll ec t s o i l p r o2fil e s, w ith the so i l th i ckne s s, bu l k den s ity, o r gan i c ca rbon con t en t, and o rgan i c ca rbon den s ity of0 - 10 cm , 10 - 20 cm , 20 - 30 cm , 30 - 40 cm ,and > 40 cm l aye rs m e a s u r ed. The so i l o rgan i cca r bon den s ity wa s si gn i fi can t l y affec t ed by a l titude and sl o p e. O n no r the r n sl o p e, so i l o r gan i c ca r2bon con t en t i nc r ea s ed w ith i nc rea s i ng a ltitude, and had si gn i fi can t nega t i ve co r re l a t i o n s w ith so i lbu l k den s ity and pH va l ue. O n sou t he r n sl o p e, so i l o r gan i c ca r bon con t en t had no obvi o u s va r i a t i o np a t te r n a l o ng the a l titud i na l grad i en t and had l e s s co r re l a t i o n w i th so i l bu lk den s ity and pH va l ue,bu t so i l o rgan i c ca r bon den s ity dec r ea s ed w ith i nc r ea s i ng so i l dep th. The so i l o rgan i c ca rbon den s ityon no r the r n and sou t he r n sl o p e s wa s w ith i n the range of 7107 - 10134 kg ·m - 2 and 6103 -12189 kg ·m - 2 , re s p e c t i ve l y. The l a rge r va r i a t i o n of so i l o rgan i c ca r bon den s ity a l o ng a ltitud i na lgrad i en t and so il dep th on sou the rn sl o p e sugge s ted tha t the de s truc ti o n of o ri gi na l vege ta ti o n and t hee stab lishm en t of f o re st p l an ta ti o n cou l d be one of the i m po rtan t fac t o rs affec ti ng the sp a ti a l d i stri b u2ti o n of so i l o rgan i c ca r bon.Key word s: L u s han; a l titud i na l grad i en t; f o re s t so i l; o r gan i c ca rbon den s ity.3 江西省自然科学基金项目(2009 G Z N0084 )资助.3 3 通讯作者. E2m ail: luck_d i ng@ sina. c om2011 201 205 收稿, 2011 204 217 接受.森林生态系统作为陆地生态系统的主体,虽然其面积仅占全球非冰表面的40 % ,但其生物量约占陆地生物量的85 %[ 1 ] , 并且维持着巨大的土壤碳库.森林土壤有机碳储量的变化影响着陆地生态系统碳收支平衡和碳循环过程[ 2 ] . 森林土壤有机碳主要分布于 1 m 深度的土壤内,对气候变化和人类活动干扰较敏感. 由于受到植被覆盖类型、土地利用方式与环境条件等生物和非生物因素的综合影响,森林土壤有机碳储量的分布存在着地区不均匀性[ 2 ] . 在森林土壤碳储量的估算方面,由于不同学者所采用的方法不同,以及森林土壤的空间异质性和时间变化的复杂性,对不同地区和不同森林植被类型土壤有机碳储量的估算存在较大的差异性和不确定性[ 3 - 4 ] .庐山地处我国亚热带北缘,山地气候特征明显, 从低海拔到高海拔分布着不同的植被类型和土壤类型[ 5 ] . 由于长期受到人类活动干扰, 地带性常绿阔叶林破坏严重,山体主要为人工针叶林和次生阔叶林及灌丛覆盖[ 6 ] . 随着海拔的变化, 山地生态系统的环境条件、植被类型和土壤性质等发生着显著变化,植被输入土壤的枯落物和根系分泌物以及土壤碳积累状况存在较大差异,因此研究不同海拔和坡向森林土壤有机碳密度及其分布格局对估算本地区森林植被碳收支状况非常重要.虽然近年来对我国东部不同海拔森林土壤活性有机碳分布[ 7 ] 、土壤呼吸[ 8 ] 、不同植被类型[ 9 - 10 ]及不同土地利用方式下土壤有机碳变化[ 11 ]的研究较多,但关于庐山地区森林土壤有机碳的报道较少[ 12 ] . 本研究调查和分析了庐山地区不同海拔森林土壤有机碳的空间分布特征, 旨在为深入认识我国东部地区森林生态系统的碳汇功能,估算我国东部亚热带山地森林土壤有机碳库的储量提供参考. 年均相对湿度80 %.由于人类对森林植被的高强度利用和植树造林, 地带性植被垂直带谱已经不明显. 在低海拔( 100 ～600 m ) 地带, 以香樟( C innam o m um cam pho2 ra)和青冈栎(C yclob a lanopsis g la u ca)为主的地带性常绿阔叶林已经被马尾松( P inus m asson iana )、杉木( C unn ingham ia lanceola ta ) 或油茶( C am ellia o le i f2 e r a)等人工林取代,只是在村前屋后作为风水林被小面积保存下来;中海拔地带( 600 ～1000 m ) ,以小叶青冈( C yc l oba lan op sis m y rsin a e f o l i a ) 、黑壳楠(L i n2 der a m eg a ph y lla)和黄檀(D a lberg ia hu pea n a)为优势的地带性常绿和落叶阔叶混交林受到破坏以后,发育成以山鸡椒(L itsea cubeba ) 为主的次生落叶阔叶林或毛竹( Phy llostachys edu lis )林; 中高海拔地带( 1100～1400 m )主要分布着以化香( P la tyca r ya str o2 b i lacea ) 、小叶白辛( P terosty rax co r ym bosus)或黄山松( P in u s t a i w a n ens is) 等为优势的天然阔叶林或针叶林, 或者柳杉( C ryp t om eria fo rtu n ei) 、日本扁柏( C h am aecypa ris obtusa ) 和日本花柏( C h am aecypa ris p is ifera)等人工针叶林; 较高海拔( 1300 ～1474 m )分布有高山灌丛等植被类型.112 样地设臵及采样选择具有一定代表性并能反映庐山植被覆盖状况的南北两条样带(表1 ),于2010 年7 —8 月,在南坡和北坡两条样带上,按高差200 m 左右分别选择6个和 5 个不同海拔高度的代表性植被类型. 在每个海拔高度选择典型地段随机设臵 1 个 5 m ×5 m 的样地,共11 个,采用 E ijke lkamp 土钻调查土层厚度并记录海拔高度. 每个样地随机挖掘3 个土壤剖面,按土壤深度在0～10 cm、10～20 cm、20 ～30 cm、30 ～40 cm 和> 40 cm 分层各采集200 g左右的土壤样品. 同时调查植被群落高度、乔木树种胸径和植被覆盖度等.113 测定方法采集的土样经风干、去除植物根系和石砾后过60目筛备用,同时用排水法测算石砾体积. 土壤容重采用环刀法测定,土壤pH 值采用电极电位法测定,土水质量比为1 ∶215 ,土壤有机碳用浓硫酸2重铬酸钾外加热法测定[ 14 ] .114 数据处理有机碳密度指单位面积的有机碳储量. 某一土壤剖面的有机碳密度为该剖面所有土层有机碳密度之和,某一海拔点的有机碳密度为 3 个剖面的平均值, 如果某一剖面由k层组成, 该剖面有机碳密度1 研究地区与研究方法111 研究区概况庐山( 29 °26 ′—29 °41 ′N , 115 °52 ′—116 °08 ′E )地处长江中下游鄱阳湖平原西北部,属断块山构造地貌、冰蚀地貌、流水地貌等三位一体的复合型地貌景观,土地面积302 km2 ,海拔跨度为40 ～1474 m ,其主峰———汉阳峰海拔1474 m. 该地区属亚热带北部山地湿润性季风气候[ 13 ] ,年均气温1114 ℃,极端最高气温3218 ℃,极端最低气温- 1618 ℃,年均降水量192912 mm ,比同纬度平原地区高500 mm 左右,降雨集中于4 —7 月, 约占全年降水量的70 % ,表 1 采样点植被群落与土壤基本特征T a b l e 1 Vege t a t i o n cha r a c t er i sti c s an d so i l co n d it i o n a m on g sam p l i n g p l o t s( m e an ±SD ) 地理位臵Ge ogra p h ica l location海拔A ltitude (m ) 植被类型V ege ta tion typ e群落高度 Comm un i ty he igh t (m ) 土壤类型So il typ e0 ～20 c m 土层 pHpH in 0 - 20 c mso il laye r 土壤厚度So il th ickne ss( c m ) 北坡No rthe r n slop e 270 470 670 870 1070270 470 670 870 1070 1170香樟和油茶常绿阔叶林次生青冈栎和山鸡椒阔叶林 次生青冈栎和黄檀阔叶林 人工柳杉林 天然黄山松林 人工马尾松和杉木混交林 次生黑壳楠和黄檀阔叶林 人工杉木和毛竹混交林 次生小叶青冈林 人工杉木林 天然黄山松林12 5 6 1215 6 11 4 12 8 13 8红壤 R ed so il 红壤 R ed so il黄壤 Y e llow so il 黄壤 Y e llow so il黄棕壤 Y e llow b r own so il 红壤 R ed so il 红壤 R ed so il 红壤 R ed so il黄壤 Yellow so il黄棕壤 Y e llow b r own so il 棕壤 B r own so il4143 ±0125 a 4112 ±0121 a 4117 ±0116 a 4108 ±0133 a 4110 ±0126 a 4171 ±0109 b 5111 ±0116 a 5102 ±0112 a 5101 ±0122 a 5100 ±0117 a 4143 ±0113 c7012 ±1112 a 4915 ±1318 ab 5819 ±1714 ab 5217 ±1516 ab 2613 ±1119 b 6718 ±718 a 3218 ±1312 b 3617 ±1519 b 7112 ±1217 a 3613 ±1218 b 2912 ±2417 b南坡Sou the r n slop e同列不同小写字母表示同一坡向不同海拔之间差异显著 ( P < 0105 ) D iff e ren t lowe r ca se le tte rs m ean t sign ifican t d if f e r ence a mong d if f e r en t a ltitud i 2 na l p lo ts on the sa m e slop e a sp ec t a t 0105 leve l . 下同 The sa m e below .( S OC , kg ·m - 2 )计算公式如下 :kkSO C =∑SO Ci=∑C iQ iD i( 1 - V i) / 100i = 1i = 1- 1式中 : C i 为第 i 层土壤有机碳含量 ( g ·kg ) ; Q i 为第i 层土壤容重 ( g ·cm - 3) ; D 为第 i 层土壤厚度 ( cm ) ;i V i 为第 i 层直径大于 2 mm 的石砾所占的体积比例( % ) .采用多因素方差分析 (ANOV A ) 和多重比较判 断差异水平 . 方差分析结束后 ,采用 Tukey ( H SD )标 准进行显著性检验. 统计分析在 Exce l 2003 和 SPSS1310软件上完成 . 2 结果与分析211 不同海拔梯度森林土壤有机碳含量变化因土层厚度随海拔梯度变异较大 ,本文只分析 庐山北坡 0～30 cm 和南坡 0～40 cm 深度的土壤有 机碳分布状况 . 总体来说 ,土壤有机碳含量随土层加 深而逐渐降低 ,但沿海拔梯度的变异较大 (图 1 ) . 其 中 ,北坡土壤有机碳含量沿海拔上升呈逐渐增加的 趋势 ,而南坡没有明 显 规律 , 如 土壤 有机 碳 在海 拔670 m 处最低 ,而且在海拔 670 m 以下变异增大. 这可能是由 于 低 海 拔 地 区 人 类 干 扰 活 动 (如 毁 林 开 荒 、放牧 、取薪等 )较强 ,导致森林植被发生变化 ,从 而影响了土壤有机碳水平 .212 不同海拔梯度森林土壤有机碳密度及其分布由表 2可以看出 , 0～20 cm 土层土壤有机碳密 度总体表现出随海拔上升逐渐增加的趋势 ,北坡土 壤有机碳密度的峰值出现在海拔 470 m 处 ,至 670 m 再度下降 ,然后随海拔上升又逐渐增加 . 南坡土壤有 机 碳密度随海拔上升没有明显规律 , 0 ～20 cm 土图 1 庐山北坡 (A )和南坡 (B )土壤有机碳沿海拔和土壤深度的变化F ig . 1 V a r ia t i o n of so i l o r g an i c ca r b on con t en t a l ong a l titud i na l grad i en t and so i l dep th on no r the r n ( A ) and s ou t he r n slop e s (B ) of L u s han Mo un t a i n s (m e an ±S D ) .不同小写字母表示同一海拔不同土层间差异显著 ( P < 0105 ) D if fe r 2 en t lowe r ca se le tte rs m ean t sign ifican t d iff e rence a mong d i f f e r en t so il lay 2 ers a t the sa m e a ltitude a t 0105 leve l .层土壤有机碳密度的峰值出现在海拔 870 m 处 ,最 小值出现于 海 拔 670 m 处 . 在 相 同 海 拔 表 层 ( 0 ～20 cm )土壤内 ,南坡土壤有机碳密度约高于北坡 ,如北坡表层土壤有机碳密度为 3112～5177 kg ·m - 2,南 坡为 3123 ～6182 kg ·m - 2 1就整个土层而言 ,北坡 、表 2 土壤有机碳密度沿海拔梯度的分布特征T a b l e 2 D istr ibu t i o n cha r a c t er ist i c s of so il organ ic ca r bon den s i ty a lo n g a lt i t ud i n a l gra d i e n t i n L u s han M oun ta i n s ( kg·m - 2 , m ean ±SD )地理位臵Ge ogra p h ica l location海拔A ltitude(m )土层So il laye r ( c m )0 ～20 20 ～40 > 40 合计To ta l北坡No rthe r n slop e2704706708701070270470670870107011703157 ±0162 b4195 ±1100 a3163 ±0186 a b4141 ±0117 a b4116 ±0171 a b5113 ±1148 a5124 ±1101 a3148 ±0136 b5170 ±0169 a5151 ±0117 a5153 ±0178 a2196 ±0143 a3141 ±0171 a2162 ±0134 a3137 ±0112 a2186 ±0130 a2188 ±0142 b2190 ±1176 b2155 ±0135 b3138 ±0164 a b4164 ±0149 a2137 ±0150 b3192 ±0188 a1153 ±0128 a2173 ±1120 a1138 ±0105 a0100 ±0100 b3136 ±0163 ab1167 ±1100 bc0120 ±0136 c3180 ±1133 a0126 ±0141 c0105 ±0110 c10114 ±1181 a10134 ±2106 a8198 ±1183 ab9116 ±0134 a7107 ±1101 b11137 ±2161 ab9181 ±2137 ab6103 ±0174 c12189 ±2114 a10115 ±0176 a7190 ±1128 bc南坡Sou t he r n slop e南坡土壤有机碳密度分别为7107 ～10134 kg·m - 2和6103～12189 kg·m - 2 .层深度的增加而递减,表层土壤有机碳密度较高的地方下降幅度也较大,但不同海拔表层土壤有机碳密度的变化大于深层土壤(图 2 ).其中, 北坡海拔270 m 处的10 ～20 cm 土层有机碳密度最高, 随后逐渐下降;在南坡海拔470和1070 m 处, 20～30 cm 土层的有机碳密度出现峰值,然后逐渐下降.当北坡土层下降到25 cm、南坡土层下降到35 cm 以下时,土壤有机碳密度的降幅和不同海拔点之间的差异逐渐缩小.3 讨论311 庐山森林土壤有机碳的分布特征森林土壤有机碳储量受到地表植被凋落物的矿化分解、转化累积与土壤呼吸释放过程的综合影响[ 15 ] . 不同海拔梯度植被类型的分布不同,导致输入土壤的枯落物数量和特性存在一定差异. 其中,温度和水分是土壤微生物活性的主要影响因子,影响着有机质分解和有机碳释放速率[ 16 ] . 土壤有机碳含量随海拔的上升呈递增趋势(图1 ),主要是因为海拔上升导致温度下降,使土壤有机碳释放速率显著降低[ 8 , 17 ] . 本研究选择的南、北两条样带涵盖了庐山地区沿海拔梯度分布的典型森林植被类型,但南坡森林土壤有机碳的变化没有明显规律.海拔470 m处0 ～10 cm 土层有机碳含量( 28136 ±1132 g·kg- 1 )和870 m 处0 ～30 cm 土层有机碳含量( 22161 ±5173 g·kg- 1 )与朱晓芳等[ 12 ] 研究结果相近,但海拔1200 m 处表层土壤( 0 ～30 cm ) 有机碳含量( 26133 ±10101 g ·kg- 1 ) 显著低于后者( 83109 g·kg- 1 ) . 庐山常绿阔叶林土壤有机碳含量水平高于湖南省会同常绿阔叶林[ 18 ] , 但庐山海拔470 m 处阔叶林0 ～10 cm 和10 ～20 cm 土层有机碳含量分别处于23188 ～39157 g ·kg- 1 和19112 ～35193 g·kg- 1 ,海拔1000 ～1200 m 的黄山松林0 ～10 cm 和10 ～20 cm 土层有机碳含量分别介于图 2 庐山北坡(A )和南坡(B )不同土壤深度有机碳密度垂直分布F ig. 2 V e rtica l d istribu ti o n of so il o rg an ic ca rb on den sity a l o ngs o il dep th on no rthe rn ( A ) and s ou the rn sl o p e s ( B ) of L u s han Mo un t a i n s(m e an ±S D ).- 1- 1 30189～42109 g·kg 和24144 ～33169 g·kg ,皆低于武夷山海拔500 m 处的常绿阔叶林和1200 m处的针叶林土壤有机碳含量[ 8 ] . 除了纬度不同导致的温度差异外,土地利用方式与强度的变化也可能是影响森林土壤有机碳的重要原因.随土层深度增加,土壤有机碳含量及其密度在剖面上的垂直分布呈递减趋势(图1 ,表2 ) ,主要因为地表植被枯枝落叶层是土壤有机碳的主要来源, 而且土壤环境条件(温度、水分和养分)和微生物活性随土层加深而逐渐下降[ 7 ] . 庐山地区森林表层土壤( 0～20 cm ) 有机碳密度( 3112 ～6182 kg·m - 2 )处于袁芳等[ 19 ]采用第 2 次土壤普查资料估算的江西全省土壤有机碳密度范围( 2166 ～6188 kg ·m - 2 )内,也处于亚热带常绿阔叶林( 4153 ±3119 kg·m - 2 )和常绿2落叶阔叶混交林( 6168 ±3176 kg·m - 2 )的波动范围内[ 16 , 20 ] . 表层土壤有机碳密度的变化较大,如北坡270 m 处10 ～20 cm 土层有机碳密度较高,南坡土壤有机碳密度的峰值出现于海拔470 m 处的20 ～30 cm 土层, 可能是受到外界干扰和土壤理化性质的综合影响,导致土壤紧实度提高、容重增大,从而提高了土壤有机碳储量.土壤容重可以反映土壤紧实度、土壤质地和有机质状况,而土壤pH 值是影响土壤理化性质的重要指标,影响着土壤微生物活性及各种元素的形态、有效性和迁移转化[ 14 ] . 方运霆等[ 11 ] 根据鼎湖山永久性森林样地土壤剖面的实测资料研究发现,土壤有机碳含量与土壤容重具有显著的负相关关系. 李忠等[ 21 ]研究表明, 随着土壤pH 值下降, 土壤有机碳储量增加. 本研究结果表明,不同坡向土壤有机碳含量与土壤容重和pH 值的关联特征不同, 北坡土壤有机碳与土壤容重和pH 值存在显著的负相关关系,南坡则没有相关关系(图3 ).由于植被类型分类和计算方法的不同,在估算我国森林土壤有机碳密度时存在较大差异[ 11 , 22 ] . 本研究根据实测数据计算的庐山地区北坡土壤有机碳密度在7107 ～10134 kg ·m - 2 , 南坡为6103 ～12189 kg·m - 2 ,其中杉木林( 6103 ～11137 kg·m - 2 )图 3 庐山北坡(A ) 和南坡(B ) 土壤有机碳含量与容重和pH 值的关系F ig. 3 R e la ti o n sh i p s of s o il o rg an ic ca rb on con ten t to so il b u l k den sity and pH va lue a long a ltitud ina l grad ien t on no rthe rn (A ) and so u t he r n slop e s(B )of L u s han Mo un t a i n s.变化特征.312 庐山森林土壤有机碳密度的变异森林生态系统土壤有机碳库的变化主要取决于植被凋落物归还量和土壤有机碳的积累与释放过程[ 22 ] . 对森林土壤有机碳变异源的分析表明,坡向和海拔明显影响着森林土壤有机碳密度(表3 ).一般来说,海拔与土壤有机碳密度呈正相关关系[ 16 ] ,[ 7 ]土壤有机碳密度表现出一定的垂直地带性,低海拔土壤有机碳密度较小,主要是因为低海拔温度较[ 8 ]高,导致土壤有机质的分解速率加快, 促进了有机碳的释放过程.南坡土壤( 0～40 cm )有机碳密度高于北坡,说明南坡土壤有机碳的积累速率大于北坡,可能是南坡植被系统生物量较高,返还土壤的凋落物量和土壤腐殖化速率比土壤有机碳释放造成的[ 23 ]损失更大,从而有利于碳的积累. 其机理性问题尚需进一步研究.海拔和坡向可以综合体现环境变量,一方面通过植被类型和植被生产力的变化影响着输入土壤的有机物质的质和量,另一方面又通过温度和水分等生态因子的变化影响着土壤有机质的于纬度相近的浙江玲珑山杉木林( 12157 ±±6185 kg·m - 3 )和阔叶林土壤( 1514210180 kg·m - 3 ) ,而且黄山松林土壤有机碳密度( 7107～7190 kg·m - 3 )显著低于河南鸡公山黄山松林土壤( 30112 ±22176 kg·m - 3 ) [ 10 ] . 虽然实测资料的样本数不足以完全涵盖土壤有机碳的空间异质性,但基本反映了本地区森林土壤有机碳沿海拔梯度的[ 17 ]分解转化和腐殖化过程. 森林土壤地表枯落物腐殖质化过程和有机碳释放过程受到多种因素的综合影响.这也是现阶段研究土壤碳库动态变化的热点[ 2 ]之一.( 5 ) : 497 - 508 ( in Ch i ne s e )Xu X 2L (徐新良 ) , Cao M 2K (曹明奎 ) , L i K 2R (李克让 ) . Tempo ra l 2s p a tia l dynam ic s of ca rb on sto rag e of fo re st veg e ta tion in Ch ina . P r og ress in Geog raphy (地理科学进展 ) , 2007, 26 ( 6 ) : 1 - 10 ( in Ch i ne s e ) X ie G 2W (谢国文 ) , L iu Y 2X (刘月秀 ) . D ive rsity of w ild o r nam e n t a l p lan t re s ou r ce on L u s han Moun t a i n . J ou rna l of S ou th A g ricu ltu ra l U n i versity (华南农业大学学报 ) , 2004 , 25 ( 3) : 39 - 42 ( in Ch i ne s e )Zhao G 2C (赵桂丛 ) , Cheng Y (程 岩 ) . V e g e t a t ion and s o i l in L u shan Moun t a i n . J o u rna l of D andong Teachers Co llege (丹东师专学报 ) , 1997, 19 ( 3 ) : 53- 55 ( in Ch i ne s e ) Xu X (徐 侠 ) , Chen Y 2Q (陈月琴 ) , W ang J 2S (汪家 社 ) , et a l . V a r ia t ion s of so i l lab i le o r g an i c ca r b ona l ong an a l titude grad i en t in W uyi Moun t a i n . Ch inese J o u rna l of A p p lied Ecology (应用生态学报 ) , 2008 , 19( 3 ) : 539 - 544 ( in Ch i ne s e )S h i Z (施 政 ) , W ang J 2S (汪家社 ) , H e R (何容 ) , et a l . S o il re sp ira tion and its regu la ting fac t o ra l ong an e l eva t ion grad ien t in W uyi Mo un t a i n of S ou t h 2ea s t Ch i na . C h i nese J o u r na l of Eco logy (生态学杂志 ) , 2008, 27 ( 4) : 563 - 568 ( in Ch i ne s e )O u yan g X 2J (欧阳学军 ) , Zhou G 2Y (周国逸 ) , W e i S 2G (魏识广 ) , et a l . S o il o rgan ic ca rb on and n itr o g enm ine r a l iza t i o n a l ong a succe ssi o na l grad i en t in S ou t he r n Ch ina . C h inese J ou rna l of A p p lied Eco logy (应 用 生 态学报 ) , 2007 , 18 ( 8) : 1688 - 1694 ( in Ch i ne s e )Zhang C (张 城 ) , W ang S 2Q (王 绍 强 ) , Yu G 2R(于贵瑞 ) , et a l . S o il o rg an ic ca rb on sto rag e in ty p ica lfo re stland in Ea st Ch ina . R esou rces S ci e nce (资 源 科学 ) , 2006 , 28 ( 2 ) : 97 - 103 ( in Ch i ne s e )Fang Y 2T (方运霆 ) , Mo J 2M (莫江明 ) , B rown S, eta l . Sto r ag e and d i stribu t ion of s o i l o r g an i c ca rb on inD in g hu shan B io s p h e r e R e s e r ve . A cta Ecolog i ca S in i ca(生态学报 ) , 2004 , 24 ( 1 ) : 135 - 142 ( in Ch i ne s e ) Zhu X 2F (朱 晓 芳 ) , Guan X 2Q (关 雪 晴 ) , Fu J 2Y(付晶莹 ) . R e s ea r ch on the fact o r affec t ing the con t en t of t o t a l n i trog en in s o i l . J ou r na l of A nhu i A g r icu ltu re S ci 2 ences (安徽农业科学 ) , 2008, 36 ( 16 ) : 6868 - 6869( in Ch i ne s e )D u Y 2X (杜有新 ) , Zhang Q 2S (张青松 ) , Pang H 2D(庞宏 东 ) , et a l . Ea r ly adap tab i lity of Ea s te r n A sian and No r the r n Am e r ican d i sjunc t i o n d i stribu t ion s p e c i e s . Eco logy and Envir on m en ta l S c iences (生态环境学报 ) ,2009, 18 ( 3) : 990 - 995 ( in Ch i ne s e )L u R 2K (鲁如坤 ) . S o il and A gr o 2Chem ica l A na lytica l M e thod s. B e ijing: Ch ina A gricu ltu ra l Sc ience and Tech 2no l og y P r e s s, 2000 ( in Ch i ne s e )Q u i deau S A , Chadw ick OA , Tru m b o r e SE, et a l . V e g e 2表 3 森林土壤有机碳密度的变异分析T a b l e 3 Ana ly s i s of v a r i a n c e s of organ ic ca r bon from fore s t so ils i n L u s han M oun t a i n den s i t y [ 4 ] 项目I te m平方和Sum ofsqua re s df均 方M ean square F P41607101240 51757 37102141607 21048 21878131076 61730 81378< 01001 < 01001 < 01001[ 5 ]坡向 Slop e a sp ect海拔 A ltitude 土层 So i l lay e r 合计To ta l 1 5 4 93[ 6 ]在影响森林土壤地表枯落物的腐殖质化过程和 土壤碳转化和积累过程的诸多因素中[ 24 ],除自然环境因素 (如温度和水分 )与生物因素 (如植被类型和土壤生物学特性 )外 ,人类对森林资源的开发模式 , 以及土地利用方式的改变均对土壤有机碳库有较大 影响 [ 2 , 10 , 19 ],如自然森林被破坏后所形成的次生林 的固碳能 力 降 低 [ 25 ] . 庐 山 地 区 森 林 土 壤 土 层 较 薄( 2613～7112 cm ) , 表层积累的有机 碳比 重 较高 且变异 较 大 , 如 庐 山 地 区 森 林 土 壤 0 ～ 10 cm 和 0 ～20 cm 土层有机碳密度分别占土壤有机碳密度平 均 值 的 2716 % ( 1516 % ～ 4111 % ) 和 5015 %( 3512 % ～7010 % ) ,高于鼎湖山保护区森林土壤相[ 7 ][ 8 ][ 11 ] . [ 9 ]应土层的碳贡献率 (分别为 2611 %和 4517 % )这说明人类不合理的干扰活动不仅容易造成庐山地 区水土流失 ,也加速了土壤有机碳的释放 [ 2 ].与我国东部亚热带地区相同森林植被类型的土 壤有机碳水平相比 ,庐山森林土壤有机碳密度总体 偏低. 海拔和坡向是影响土壤有机碳储量的重要因 素 ,北坡森林土壤有机碳密度随海拔升高呈逐渐增 加趋势 ,而南坡土壤有机碳密度并未随海拔的变化 呈明显的地带性分布规律 ,而且在土壤剖面垂直分 布的变异也较大. 今后的研究中 ,应对土地利用强度 进行量化 ,探讨植被类型转换和凋落物质量对土壤 有机碳的影响 .[ 10 ][ 11 ] [ 12 ] 参考文献[ 1 ] Fang J 2Y (方 精 云 ) , Chen A 2P (陈 安 平 ) . D y nam icfo r e s t b i o m a s s ca r b on poo l s in Ch i na an d the i r sig n i fi 2 cance . A cta B otan ica S in i ca (植 物 学 报 ) , 2001, 43( 9 ) : 967 - 973 ( in Ch i ne s e )[ 2 ] W e i H 2D (蔚海东 ) , M a X 2Q (马祥庆 ) , L iu A 2Q (刘爱琴 ) , et a l . R eview on ca rb on cyc le of fo re st eco s ys 2 tem. Ch i nese J ou rna l of Eco 2A g ricu ltu re (中 国 生 态 农 业学报 ) , 2007, 15 ( 2) : 188 - 192 ( in Ch i ne s e ) [ 3 ] Fang J 2Y (方精云 ) , L iu G 2H (刘国华 ) , Xu S 2L (徐嵩龄 ) . B iom a ss and ne t p roduc ti o n of f o re st veg e ta t i o nin Ch i na . 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Ch i nese J o u r 2 [ 23 ] na l of A p p lied Eco logy (应 用 生 态 学 报 ) , ( 3 ) : 518 - 524 ( in Ch i ne s e )W ang Q 2K (王清奎 ) , W ang S 2L (汪思龙 ) , Feng Z 2W (冯宗炜 ) . C omp a rison of ac tive s o il o rg an ic ca rb on poo l be tween Ch ine se f ir p lan ta t ion s and eve rgreen b r oa 2 d l eaved fo r e s ts . J o u r na l of B eijing For estry U n i versity2009, 20[ 18 ] [ 24 ] (北京林业大学学报 ) , ne s e )2006, 28 ( 5 ) : 1 - 6 ( in Ch i 2 [ 25 ]Yuan F (袁 芳 ) , Zhao X 2M (赵小敏 ) , L e L 2H (乐[ 19 ]丽红 ) , et a l . O rg an i c ca r b on re s e r ve s of top s o i l andsp a t ia l d i stribu t i o n in J ian g xi p r ovince . Eco l o gy and En 2viron m en t (生态环境 ) , 2008, 17 ( 1 ) : 268 - 272 ( in Ch i ne s e )L i K 2R (李 克 让 ) , W ang S 2Q (王 绍 强 ) , Cao M 2K (曹明奎 ) . V e g e t a t i o n and s o i l ca r b on sto r ag e in Ch i na . S c ience i n Ch ina S e ries D (中国科学 ·D 辑 ) , 2003, 33 ( 1 ) : 72 - 80 ( in Ch i ne s e )作者简介 杜有新 ,男 , 1965 年生 ,博士 ,研究员 . 主要从事植被恢复与植物 引种驯化 研 究 , 发 表 论 文 20 余 篇 . E 2m a i l:yxdu2005 @ yahoo . com. cn责任编辑 李凤琴 [ 20 ]。
广州市典型森林土壤有机碳密度及储量生态特征
ｅ ｔ ｏ ｅ ｅ ｅｇ ｅ ｎ ｂ ｏ ｄ ｌ ａ ｅ ｒｍｉ ｖ ｏ ｅ ｔ ＯＣ ｄ ｎ ｉ ｎ ＯＣ ｒ ｓ ｒ ｅ ｒ ． ｓ ．Ｆ ｒｔ ｖ ｒ ｒ ｅ ｒ ａ —ｅ ｖ ｄ ｐ ｈ ｉ ｔ ｅ ｆ ｒ ｓ ．Ｓ ｅ ｓｔ ａ ｄ Ｓ ｅ ｖ ｓｗｅｅ １ ９—３ １ ｋ ｉ ｙ ｅ ． ｇ・ｍ～ ａ ｄ ２ ． ｎ ２ ４～ ２ ８ ｔ・ｈ ７． ｍ～ ｈ ｇ ｅ ｈ ｌ ｅ ｏ ｅ ｂ ｍｂ ｏ ｆ ｒ ｓ ｎ ｉ ｈ ｏ ｅ ｔ ｎ ． ～５ ３ ｋ ・ｍ＿ ｎ ９ １～５ ． ｉｈ ｒ ｔ ａ ｔ ｎ ｍｓ ｆｔ ａ ｏ ｏ ｅ ｔａ ｄ ｌ ｃ ｉ ｒ ｓ ．ａ ｄ ５ ０ ｈ ｔ ｆ ． ｇ ａ ｄ ４ ． ０ ９ ｔ・ｈ ｍ ｈｇ ｅ ａ ｏ ｅｏ ｅ ｐ ｒ ｕ ａｙ ｔ ｓａ ｄ ａ ａ ｉ ｒ ｓ ．Ｓ ｅ ｓｔ ａ ｄ ｒ ｓ ｒ ｅ ｆ ｈ ｕ ｅ ｅ ｅ ｌｐ ｕ ｎ ｃ ｃ ａｆｒ ｉｈ ｒｔ ｎｔ ｓ ｆ ｈ ｕ ｅ ｃ ｅ ｌｐ ｕ ｎ ｃ ｃ ａｆ ｅ ｔ ｈ ｈ ｔ ｏ ｓ ＯＣ ｄ ｎ ｉ ｎ ｅ ｅ ｓｏ ｅｐ ｒ ｕ ａｙ ｔ ｓａ ｄ ａ ａ ｉ ． ｙ ｖ ｔ ｏ
础性工作 。本研究 主要探讨不 同植被类 型土壤有机碳含量 和 碳 密度差异 及其 与土壤养 分元 素相关 关系 ， 将有助 于进一 步 研究森林 生态系统的生态 功能 ， 森 林 的可持续经 营和改造 对 有很好 的科 学指 导意法
广 州 位于 珠江 三角 洲 北 缘 ， 经 １２ ５ １。３， 纬 ２ 。 东 １。７ ～１４０ 北 ２ ２ ２￣６。地 处南 亚 热 带 ， ６ ～ ３５ 属南 亚热 带季 风 海 洋 性 气 候 ， 风 台 影 响频 繁 ， 热 资源优 越 、 充 沛 ， 均 温度 ２ 水 雨量 年 ２℃ 、 均 降 雨 年平 量 １ ２． ｌ， 集 中在 ４＿ ５７Ｉｎ相对 ７ ｎ ＿Ｊ ， 雨 量 占全 年 的 ８．％ ， ９月 降 ２ １ 年
不同林分土壤有机碳密度研究
pseudoacacia)林和侧柏、油松(Pinus tabulaeformis)混 交林四种人工林为研究对象，研究了不同林分下土壤 有机碳含量及碳密度，分析了不同林分下土壤碳密度 的垂直变化，它将对合理评测森林土壤碳储量在剖面 的分布有着重要意义。
刺槐(Robinia pseudoacacia)
245
槲树(Quercus dentata)
侧柏(Platycladus orientalis)
侧柏(Platycladus orientalis)
160 油松(Pinus tabulaeformis)
构树(Broussonetia papyrifera)
(Robinia pseudoacacia)林、栓皮栎(Quercus variabilis)林和侧柏、油松(Pinus tabulaeformis)混交林内，分别随机选取 3 个位
置挖土壤剖面，然后根据土壤发生层次性特点，把各剖面划分为四个土层（0～10 cm, 10～20 cm, 20～40 cm 和 40～60 cm），
摘要：在全球气候变化背景下，森林土壤有机碳作为土壤碳库的重要组成部分，已成为森林生态系统碳循环研究的重点之
一；而森林土壤有机碳在剖面上具有明显的垂直分布差异，根据土壤发生层次特点，分别研究各层土壤有机碳含量分布规
律，对于准确确定森林土壤碳储量具有重要意义。2008 年 7 月在北京西山妙峰山林区侧柏(Platycladus orientalis)林、刺槐
由于它以土体体积为基础作计算，排除了面积和土
树种类型和潮滩高程对广东湛江高桥红树林碳储量的影响
doi: 10.11978/2023074 树种类型和潮滩高程对广东湛江高桥红树林碳储量的影响周治刚, 岳文, 李辉权, 林阳阳广东省土地调查规划院, 广东广州 510075摘要: 红树林位于海洋与陆地的交界处, 其高效的碳汇能力易受多方面因素的影响。
文章通过分析植物生长指标、生物量、植被碳储量和土壤碳储量以及土壤容重等参数, 研究了树种类型和潮滩高程对广东湛江高桥区红树林群落碳汇功能的单独作用和耦合效应。
结果表明, 高桥红树林的固碳总量为4.98×1010g, 碳密度为107.76×106g·hm−2, 土壤碳积累是该红树林固碳的重要贡献。
不同潮滩红树林的碳储量受树种差异的影响显著, 且低潮滩的红树林碳储量显著高于高潮滩和中潮滩, 而潮滩高程仅对无瓣海桑群落的碳储量具有显著影响。
无论是植物碳库还是土壤碳库, 中潮滩红海榄群落和低潮滩无瓣海桑群落的碳密度最高。
红树群落的土壤有机碳含量在垂直方向分布均匀, 各土层间无显著差异。
在高潮滩和中潮滩, 土壤有机碳含量的垂直分布受树种影响, 大部分桐花树群落的土壤有机碳含量显著高于同土层的秋茄群落、白骨壤群落和无瓣海桑群落, 而树种对低潮滩各土层有机碳含量无显著影响。
虽然树种类型和潮滩高程可影响土壤容重与土壤有机碳含量间的作用关系, 但线性拟合结果以负相关关系为主。
关键词: 红树林树种; 潮滩高程; 碳储量; 容重; 广东湛江中图分类号: P735.52 文献标识码: A 文章编号: 1009-5470(2024)02-0108-13Influence of tree species and intertidal elevations on the carbon storage of the Gaoqiao mangrove area in Zhanjiang, Guangdong ProvinceZHOU Zhigang, YUE Wen, LI Huiquan, LIN YangyangGuangdong Provincial Institute of Land Survey and Planning, Guangzhou 510075, ChinaAbstract: Mangroves are located at the junction between marine and land, and their carbon storage capacity depends on a variety of factors. In this study, the plant growth, biomass, soil organic carbon content and soil bulk density as well as the carbon storage in both vegetation and soil were compared in the mangrove communities in the Gaoqiao District, Zhanjiang, Guangdong, to study the individual and coupled effects of tree species and intertidal elevation factors on carbon storage. The results showed that carbon storage of mangrove communities was 4.98×1010 g and carbon density was 107.76×106 g·hm−2, and the carbon storage was mainly concentrated in soil. The carbon density of mangrove in different intertidal elevations were significantly affected by tree species, and the carbon storages of mangrove at low intertidal elevation was higher than those at middle and high intertidal elevation. The carbon storag e of Sonneratia apetala communities was significantly affected by intertidal elevation. The carbon storage of Rhizophora stylosa communities at middle intertidal elevation and S. apetala communities at low intertidal elevation was greatest in this mangrove area, regardless of the perspective of vegetation carbon pool or soil carbon pool. In all mangrove communities, the vertical distribution of soil organic carbon content was homogeneous with no significant difference among soil layers. The vertical distribution of soil organic carbon contents at the high and middle intertidal elevation was influenced by tree species. Among them, the soil organic carbon content in the majority of Aegiceras corniculatum communities was significantly higher than those at the same soil layer of Kandelia obovata, Avicennia marina and S. apetala communities. However, tree species had no significant effect on the soil organic carbon content at the low intertidal 收稿日期：2023-06-05; 修订日期：2023-08-28。
青海省森林土壤有机碳氮储量及其垂直分布特征
青海省森林土壤有机碳氮储量及其垂直分布特征王艳丽;字洪标;程瑞希;唐立涛;所尔阿芝;罗雪萍;李洁;王长庭【摘要】森林土壤在调节森林生态系统碳、氮循环和减缓全球气候变化中起着关键的作用.但是,由于林型、林龄以及环境因子(海拔)的差异,至今对于森林土壤碳、氮储量的估算依然存在极大的不确定性.因此,利用森林土壤实测数据估算了青海森林土壤有机碳、氮密度和碳、氮储量,分析了土壤有机碳、氮密度的垂直分布格局.结果表明:1)土壤有机碳密度随海拔的增加呈单峰曲线变化,在海拔3100-3400 m 达到最大34.33 kg/m2;氮密度随海拔的增加而增加,范围为1.39-2.93 kg/m2.2)在0-30 cm土层,土壤有机碳、氮密度均随土层的增加而降低,范围分别为3.84-4.63 kg/m2、0.22-0.27 kg/m2.3)青海省森林土壤碳储量为1098.70 Tg,氮储量为61.78Tg.4)海拔与氮含量和密度之间存在极显著正相关关系(P＜0.01,P＜0.01).土层深度与有机碳含量存在极显著负相关关系(P＜0.01);与有机碳密度、氮密度存在极显著正相关关系(P＜0.01,P＜0.01).说明海拔和土层是影响青海省森林土壤有机碳、氮分布的关键因子.【期刊名称】《生态学报》【年(卷),期】2019(039)011【总页数】10页(P4096-4105)【关键词】土壤碳储量;土壤氮储量;森林生态系统;有机碳密度;海拔梯度【作者】王艳丽;字洪标;程瑞希;唐立涛;所尔阿芝;罗雪萍;李洁;王长庭【作者单位】西南民族大学生命科学与技术学院,成都610041;西南民族大学青藏高原研究院,成都610041;西南民族大学生命科学与技术学院,成都610041;西南民族大学青藏高原研究院,成都610041;西南民族大学生命科学与技术学院,成都610041;西南民族大学青藏高原研究院,成都610041;西南民族大学生命科学与技术学院,成都610041;西南民族大学青藏高原研究院,成都610041【正文语种】中文土壤有机碳、氮是土壤碳、氮储量的重要组成部分,全球约有1500 Gt碳、95 Gt 氮是以有机质形态储存于地球土壤中[1-2],其积累和分解的速率决定着土壤碳、氮储量。
室内测土壤碳密度方法
试剂：0.4N重铬酸钾—硫酸溶液（称取化学纯重铬酸钾20.00克，溶于500毫升蒸馏水中（必要时可加热溶解），冷却后，缓缓加入化学纯浓硫酸500毫升于重铬酸钾溶液中，并不断搅动，冷却后定容至1000毫升，贮于棕色试剂瓶中备用。
）、0.2N硫酸亚铁溶液（称取硫酸亚铁（FeSO4·7H2O）56克，溶于500毫升蒸馏水中，加浓硫酸5ml，然后再加蒸馏水稀释至1升，贮于棕色瓶中，用时需标定）、邻菲啰啉指示剂（称取此指示剂1.49g与FeSO4·7H2O 0.695g溶于含100ml水溶液中。
此指示剂易变质，应密闭保存于棕色瓶中。
）、0.1N重铬酸钾标准溶液（称取经130℃烘1.5h的优级纯重铬酸钾（4.1）9.807g，先用少量水溶解，然后移入1L容量瓶内，加水定容。
）操作步骤：准确称取通过0.25毫米筛孔的土样0.1000～0.5000克，土样数量视有机质含量多少而定。
有机质含量大于5%的称土样0.2克以下，4～5%的称0.3～0.2克，3～4%的称0.4～0.3克，2～3%的称0.5～0.4克，小于2%则称0.5以上。
由于土样数量少，为了减少称样误差，好最用减量法。
将土样放入干燥的硬性试管中，用移液管准确加入0.4N的重铬酸钾—硫酸溶液10毫升（先加入3毫升，摇动试管，使溶液与土混匀，然后再加其余的7毫升），在试管上套一小漏斗，以冷凝蒸出的水汽，把试管放入铁丝笼中。
将装有试管的铁丝笼（每笼应有1～2个试管做空白试验，用灼烧过的土壤代替土样，其他手续均相同）放入温度为185～190℃的油浴锅中，要求放入后油浴锅温度下降至170～180℃左右，以后必须控制温度在170～180℃，当试管内液体开始沸腾（溶液表面开始翻动，有较大的气泡发生）时记时，缓缓煮沸5分钟，取出铁丝笼，稍冷，用纸擦净试管外部的油液。
等试管冷却后，将试管内溶液倒入250毫升三角瓶中，用蒸馏水冼净试管内部及小漏斗的内部，洗涤液均冲洗至三角瓶中，最后总的体积约60～70毫升。
六盘山林区土壤有机碳分布特征
六盘山林区土壤有机碳分布特征向业凤;罗承德;黄琳奇;高海龙;张兴昌;程积民【摘要】以六盘山林区针叶林和阔叶林为研究对象,测定其土壤和团聚体有机碳含量并计算有机碳密度,分析了有机碳含量和有机碳密度与林型、海拔关系以及总有机碳与团聚体有机碳之间的关系.结果表明:六盘山林区土壤有机碳含量和有机碳密度均随土层深度的增加而减少,且土壤有机碳主要储存于大团聚体中.研究区土壤有机碳分布不受林型影响,但与海拔有关.这些结果表明研究区林地土壤有机碳估算需要考虑大团聚体有机碳和海拔因子.【期刊名称】《陕西农业科学》【年(卷),期】2014(060)005【总页数】5页(P61-65)【关键词】土壤有机碳;有机碳密度;土壤团聚体;林型;海拔【作者】向业凤;罗承德;黄琳奇;高海龙;张兴昌;程积民【作者单位】四川农业大学林学院,四川雅安625014;重庆水利电力职业技术学院,重庆永川 402160;四川农业大学林学院,四川雅安625014;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100;西北农林科技大学水土保持研究所,陕西杨凌712100【正文语种】中文森林生态系统作为陆地生物圈的主体，其土壤碳库约占全球土壤碳库的73%[1］，在全球陆地生态系统碳循环和区域碳平衡估算中起重要作用。
已有研究结果表明林地开垦为农地后土壤有机碳显著下降[2］，而退耕地植树造林后土壤有机碳显著提高[3］;而且不同土地利用方式下林地土壤有机碳含量和储量较高[4，5］，因此需要深入认识林地土壤有机碳的分布与变化及其对环境变化的响应。
团聚体在土壤有机碳保持方面具有重要作用，它不但能够结合和保护土壤原有有机碳，而且可以富集新输入到土壤中的有机碳，从而增强土壤有机碳的积累[6～8］，如 Jastrow 等[9］的研究结果表明，表层土壤中近90%的有机碳结合在团聚体内，而且有机碳含量随团聚体粒径的增大而增加。
土壤有机质的计算方法
一、目的要求土壤有机质含量是衡量土壤肥力的重要指标，对了解土壤肥力状况，进行培肥、改土有一定的指导意义。
通过实验了解土壤有机质测定原理，初步掌握测定有机质含量的方法既注意事项。
能比较准确地测出土壤有机质含量。
二、方法原理在加热条件下，用稍过量得标准重铬酸钾—硫酸溶液，氧化土壤有机碳，剩余的重铬酸钾用标准硫酸亚铁（或硫酸亚铁铵）滴定，由所消耗标准硫酸亚铁的量计算出有机碳量，从而推算出有机质的含量，其反应式如下：2K2Cr2O7+3C+8H2SO4→K2SO4+2Cr2(SO4)3+3CO2+8H2OK2Cr2O7+6FeSO4+7H2SO4→K2SO4+ Cr2(SO4)3+3Fe2(SO4)3+8H2O 用Fe2+滴定剩余的K2Cr2O72-时，以邻啡罗啉（C2H8N2）为氧化还原指示剂，在滴定过程中指示剂的变色过程如下：开始时溶液以重铬酸钾的橙色为主，此时指示剂在氧化条件下，呈淡蓝色，被重铬酸钾的橙色掩盖，滴定时溶液逐渐呈绿色（Cr3+），至接近终点时变为灰绿色。
当Fe2+溶液过量半滴时，溶液则变成棕红色，表示颜色已到终点。
三、仪器试剂1. 仪器用具硬质试管（18mm×180mm）、油浴锅、铁丝笼、电炉、温度计（0~200℃）、分析天平（感量0.0001g）、滴定管（25ml）、移液管（5ml）、漏斗（3~4cm），三角瓶（250ml）、量筒（10ml，100ml）、草纸或卫生纸。
2. 试剂配制1.0.1333mol/L重铬酸钾标准溶液称取经过130℃烘烧3~4h的分析纯重铬酸钾39.216g,溶解于400ml蒸馏水中，必要时可加热溶解，冷却后架蒸馏水定容到1000ml，摇匀备用。
2.0.2mol/L硫酸亚铁（FeSO4.7H2O）或硫酸亚铁铵溶液称取化学纯硫酸亚铁55.60g或硫酸亚铁铵78.43g，溶于蒸馏水中，加6mol/L H2SO41.5ml，再加蒸馏水定容到1000ml备用。
利用农田表层(0～20cm)有机碳估算1m土体有机碳的可靠性
利用农田表层(0～20cm)有机碳估算1m土体有机碳的可靠性马渝欣;李德成;李徐生;张甘霖;韩志勇;李贤胜;杨平;何小卫;赵燕洲【期刊名称】《土壤学报》【年(卷),期】2014(051)001【总页数】5页(P189-193)【关键词】农田土壤;表层(0～20 cm)有机碳密度(SOCD0.2m);1m土体有机碳密度(SOCD1m)【作者】马渝欣;李德成;李徐生;张甘霖;韩志勇;李贤胜;杨平;何小卫;赵燕洲【作者单位】南京大学地理与海洋科学学院,南京210093;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008;南京大学地理与海洋科学学院,南京210093;土壤与农业可持续发展国家重点实验室(中国科学院南京土壤研究所),南京210008;南京大学地理与海洋科学学院,南京210093;宣城市土壤肥料工作站,安徽宣城242000;宣城市土壤肥料工作站,安徽宣城242000;宣城市土壤肥料工作站,安徽宣城242000;宣州区土壤肥料工作站,安徽宣城242000【正文语种】中文【中图分类】S153.6土壤有机碳(SOC)是近年来全球变化研究的热点之一，表层(0～20cm)和1m 土体的SOC 是评估农田SOC 的两个重要指标［1］。
很多研究利用第二次土壤普查资料来估算农田SOC［2-6］，一些研究已表明近20 年来我国耕作土壤，尤其是表层(一般为0～20cm)的SOC 基本呈增加的趋势［5-8］，这与秸秆还田、有机肥与化肥合理施用以及少(免)耕技术推广有关［9-10］。
但由于农田SOC，至少是表层SOC，是处于变化状态，因此农田1m 土体的SOC 现状估算应采用最新获取的信息。
设想如果能够利用农田表层SOC 来估算对应的1m 土体SOC，无疑将大大降低研究成本和提高研究效率。
这一设想成立的前提应主要包括以下三点:(1)表层SOC 与1m 土体SOC 之间的关系或SOC 与深度之间的关系可用数学模型表达，这一点已得到很多研究结果的支持，如迟传德等［11］建立的安徽省升金湖湿地SOC含量与剖面深度(H)之间的模型(SOC=33.853H-0.4002，R2=0.91＊＊)以及孙维侠等［12］建立的东北地区暗棕壤、白浆土、风砂土、褐土、红黏土、火山灰土、栗钙土和棕壤等8 种土类SOC 含量(y)与剖面深度(t)之间的模型(y=a ×tb，R2=0.359 -0.790＊＊)。
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土壤有机碳密度公式
土壤有机碳密度是指单位体积土壤中所含有机碳的量，是衡量土壤肥力和碳循环的重要指标。
有机碳密度的计算公式为土壤中有机碳的质量除以土壤的体积。
土壤有机碳密度的研究对于了解土壤的肥力、碳储存和环境保护具有重要意义。
有机碳是土壤中的一种重要有机物质，它来源于植物残体的分解和微生物的代谢。
土壤中的有机碳可以提供养分供给植物生长，还可以增加土壤的保水保肥能力。
有机碳密度的测定可以通过采集土壤样品，将样品进行干燥和粉碎处理后，使用碳含量分析仪器测定土壤中的有机碳含量。
根据土壤样品的重量和体积，可以计算出土壤的有机碳密度。
土壤有机碳密度的大小受多种因素的影响，如土壤类型、植被类型、气候条件等。
一般来说，草地土壤的有机碳密度要高于农田土壤，而湿地土壤的有机碳密度则更高。
气候条件也会对土壤有机碳密度产生影响，温暖湿润的气候有利于有机碳的积累。
土壤有机碳密度的研究对于土壤肥力的评价和管理具有重要意义。
科学合理地管理土壤有机碳，可以增加土壤的肥力，改善土壤的物理性质和化学性质，提高农作物的产量和品质。
此外，土壤有机碳的积累还可以减缓全球气候变化，促进碳循环。
土壤有机碳密度是衡量土壤肥力和碳循环的重要指标，其计算公式
简单明了。
研究土壤有机碳密度对于了解土壤的肥力和环境保护具有重要意义。
科学合理地管理土壤有机碳可以提高土壤的肥力和农作物的产量，同时也有助于减缓全球气候变化。
我们应该重视土壤有机碳密度的研究，为土壤的保护和可持续利用做出贡献。