宁夏罗山地区土壤碳库特征

海 龙

（宁夏回族自治区国土资源调查监测院，宁夏 银川 750002）

1 土壤碳库现状及计算

1.1 土壤碳库研究现状

碳储库包括大气、海洋及陆地碳储库等是地球系统碳循环研究的基础。粗略估算全球碳总量约38005～41880Pg，其中全球陆地土壤中碳总量约1200～2500Pg，是大气碳库的2 倍。土壤具有吸收和排放碳的双重功能，据估计土壤有机碳库变化0.1%将导致大气圈CO2浓度1mg/L 的变化。土壤碳储量还直接影响土壤肥力和农作物产量。因此精确计算土壤碳储量已成为全球碳循环研究的核心问题。

（2）多目标土壤碳库计算方法。按中国地质调查局《全国土壤碳储量及各类元素（氧化物）储量实测计算暂行要求》，多目标区域地球化学调查采用双层网格化土壤测量方法，系统采集土壤及沉积物表层（0～20cm）和深层（150cm 以下，丘陵山区和西部高原等土壤层较薄地区由土壤平均厚度确定采样深度）样品。土壤测量采样密度分别为：表层样品为1～2 个点/km2，深层样品为1 个点/4km2。样品分析密度，土壤测量表层样品按照1 个点/4km2组合分析，深层样品按照1 个点/16km2组合分析。对有机碳、全碳分别采用重铬酸钾容量法和X2射线荧光光谱法或酸碱容量法分析。要求分析准确度（ΔlgC）控制在0110～0112，精密度（RSD）控制在10%～20%，报出率达到98%以上。对分析质量采用全国质量监控制度进行控制。由于多目标区域地球化学调查采用统一的采样方法、分析方法及质量监控制度，取得土壤有机碳、全碳等54 种元素和氧化物高精度数据信息可以进行全国对比，为精确估算我国土壤碳储量及其他元素（氧化物）储量奠定了可靠基础。

以多目标区域地球化学调查土壤表层样品碳含量及其对应的深层样碳含量，分别计算单位表层土壤碳含量与深层土壤碳含量，依据其含量分布模式计算得到单位土壤碳量，对单位土壤碳量进行加和计算取得土壤碳储量。

2 土壤碳储量总量及特征

罗山地区土壤碳储量统计见表1。

表1 罗山地区不同深度碳库统计表

根据统计做罗山地区不同深度土壤碳库空间分布图，如图1 所示。

图1 不同深度土壤碳库空间分布图

宁夏罗山地区各碳储量及其均值均随土壤深度的增加而增大，增大幅度全碳>无机碳>有机碳。不论深度，碳含量特征大体为全碳含量>无机碳含量≥有机碳含量。

3 土壤碳储量分类统计及特征

本文分别按土壤母源、土壤类型、地貌单元及生态系统的划分方式，统计计算了罗山地区土壤中的TOC、TIC 及TC 的储量。

罗山地区主要土壤母源为更新统源、中生界-新近系源和清水河源，对不同土壤母源碳储量进行统计分析，做不同土壤母源碳密度柱状对比图，如图2 所示；主要土壤类型有风砂土、红粘土、黄绵土、灰钙土和新积土，将其平均碳储量数据做比较，如图3 所示；主要地貌单元有红土丘陵、河谷平原、冲积平原、洪积平原、黄土丘陵、沙地和山地，将其平均碳储量数据做比较，如图4 所示；主要生态系统有草原生态系统、城市生态系统、林地生态系统、农田生态系统以及森林生态系统，将其平均碳储量数据做比较，如图5 所示：

图2 不同土壤母源碳密度柱状对比图

图3 不同土壤类型碳密度柱状对比图

图4 不同地貌单元碳密度柱状对比图

图5 不同生态系统碳密度柱状对比图

3 结 论

（1）宁夏罗山地区不同土壤母源中，不论深度变化，有机碳密度特征为清水河源＞更新统源＞中生界-新近系源；无机碳密度特征为更新统源＞中生界-新近系源＞清水河源；全碳密度特征为更新统源＞清水河源＞中生界-新近系源。宁夏罗山地区不同土壤类型中，不论深度变化，有机碳密度特征为黄绵土＞灰钙土＞新积土＞红粘土＞风砂土；无机碳密度特征为黄绵土＞灰钙土＞红粘土＞新积土＞风砂土；全碳密度特征为黄绵土＞灰钙土＞红粘土＞新积土＞风砂土。从深度来看，有机碳、无机碳和全碳均遵从深层＞中层＞表层。

（2）宁夏罗山地区不同地貌单元中，不论深度变化，有机碳密度特征为山地＞洪积平原＞黄土丘陵＞冲洪积平原＞红土丘陵＞冲积平原；无机碳密度特征为洪积平原＞山地＞黄土丘陵＞红土丘陵＞冲积平原＞冲洪积平原；全碳密度与无机碳密度特征大致相同：洪积平原＞山地＞黄土丘陵＞红土丘陵＞冲洪积平原＞冲积平原。宁夏罗山地区不同生态系统中，不论深度变化，有机碳密度特征为森林生态系统＞草原生态系统＞农田生态系统＞林地生态系统＞城市生态系统；无机碳密度特征为草原生态系统＞农田生态系统＞城市生态系统＞林地生态系统＞森林生态系统；全碳密度与无机碳密度特征接近森林生态系统＞草原生态系统＞农田生态系统＞城市生态系统＞林地生态系统。