不同土地利用方式对土壤有机无机碳比例的影响

摘要

[目的]土壤有机碳(SOC)和无机碳(SIC)对全球碳循环和减缓气候变化具有重要作用,进一步明确二者之间相互转化关系,对准确估算土壤碳储量具有重要意义.现有研究对SOC和SIC相互关系缺乏系统量化,研究结果不一.因此,明确SOC和SIC之间相互关系,可为准确估算和模拟土壤碳的转化过程提供理论基础.[方法]本研究搜集了我国1990-2018年已发表的文献共41篇,从不同气候区、不同土地利用方式、不同土层深度探究了SOC和SIC比例的变化,进一步量化了二者之间的相互关系.[结果]不同气候区、不同土地利用方式下土壤SOC/SIC值在0-20 cm土层均大于20-100 cm土层.具体来说,在温带大陆性气候区,草地0-20 cm土壤SOC/SIC值最小(0.53),林地(0.90)和农田(0.80)土壤较高,且三种土地利用方式下SOC和SIC呈极显著正相关关系;而在温带季风性气候区,0-20 cm土壤SOC/SIC值表现为草地(0.82)≈农田(1.05)＞林地(0.29),且SOC和SIC在林地、农田土壤中呈正相关关系,但在草地土壤中二者为负相关关系.另外,温带大陆性气候区20-100 cm以林地土壤SOC/SIC值最高,草地和农田次之,而在温带季风性气候区三种土地利用方式下无显著差异;SOC和SIC在林地和农田土壤中呈正相关关系,然而在草地土壤中为负相关关系.温带大陆性气候区SOC/SIC值总体以林地较大,农田、草地次之.温带季风性气候区,0-20 cm土层SOC/SIC值以草地较大,农田和林地分别次之.这可能是因为植被覆盖不同,导致了作物碳的归还量不一.同时,不同的植被覆盖还影响了土壤中的各种生物化学进程,改变了碳在土壤中的循环转化过程,进而影响了SOC和SIC含量,使得SOC/SIC值产生较大差异.[结论]SOC和SIC之间存在循环转化关系,且不同气候条件、不同土地利用方式、不同土壤类型对SOC和SIC循环转化存在显著影响.不同条件下SOC/SIC值存在显著差异,且二者呈现不同的相关性.本研究结果可为明确土壤碳的循环积累机制,准确估算土壤有机和无机碳库提供理论依据.