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本文以青海湖流域土壤为研究对象,根据青海湖流域土壤类型图采集了六类土壤的表土(0-20cm)样品。对样品进行前处理后,运用元素分析仪测定了样品中的有机碳和氮,运用热光反射法测定了样品中的黑碳,分析了六类土壤总体的有机碳、氮和黑碳的含量特征及其各类土壤的有机碳、氮和黑碳的含量特征,估算了六类土壤总体的有机碳、氮和黑碳储量及各类土壤的有机碳、氮和黑碳储量。
主要结论如下:
(1)青海湖流域六类土壤表土有机碳总体平均值为32.65gkg-1,对比其他地区的表土有机碳含量,青海湖流域这六类土壤的有机碳含量是相对比较高的。就有机碳平均含量而言,这六类土壤的含量大小顺序为:沼泽土(51.71gkg-1)>草毡土(35.18gkg-1)>栗钙土(33.58gkg-1)>草甸土(31.41gkg-1)>黑毡土(20.69gkg-1)>风沙土(16.43gkg-1)。
青海湖流域六类土壤表土有机碳总储量为119.56×106t。各类土壤表土有机碳密度大小顺序为:栗钙土(8.45kg/m2)>草甸土(7.98kg/m2)>沼泽土(6.51kg/m2)>草毡土(6.26kg/m2)>风沙土(5.19kg/m2)>黑毡土(3.60kg/m2)。
(2)六类土壤的氮含量的总体平均值为3.54gkg-1,其氮含量也是相对较高的。六类土壤表土氮含量的平均值高低次序为:沼泽土(5.43gkg-1)>草毡土(4.05gkg-1)>栗钙土(3.63gkg-1)>草甸土(3.59gkg-1)>黑毡土(2.04gkg-1)>风沙土(1.88gkg-1)。
六类土壤总面积为18416.5km2,总氮储量为13.49×106t。六类土壤表土氮密度的高低顺序为:草甸土(0.91kg/m2)栗钙土(0.89kg/m2)>草毡土(0.72kg/m2)>沼泽土(0.68kg/m2)>风沙土(0.59kg/m2)>黑毡土(0.36kg/m2)。
(3)六类土壤表土黑碳含量的总体平均值为1.70gkg-1,对比其他地区,青海湖流域这六类土壤表土的黑碳含量显著低于一些城市地区。六类土壤表土黑碳含量的高低顺序为:沼泽土(3.27gkg-1)>草甸土(2.37gkg-1)栗钙土(1.31gkg-1)>草毡土(1.18gkg-1)>黑毡土(0.82gkg-1)>风沙土(0.54gkg-1)。
六类土壤表土有机碳和黑碳含量总体上的相关性很好,相关系数R达到0.77(P<0.0001),这说明黑碳对于青海湖流域这六类土壤表土有机碳的固定起着重要作用。
六类土壤表土黑碳和有机碳的比值(BC/SOC)的变化范围是0.82%-35.97%,平均值是5.78%。对比其他地区,青海湖流域这六类土壤表土BC/SOC是相当小的。
六类土壤表土的黑碳总储量为4.36×106t。各土类的黑碳密度大小顺序为:草甸土(0.60kg/m2)>沼泽土(0.41kg/m2)栗钙土(0.32kg/m2)>草毡土(0.21kg/m2)>风沙土(0.17kg/m2)>黑毡土(0.14kg/m2)。
(4)青海湖流域这六类土壤表土焦炭含量的变化范围在0.05gkg-1-10.83gkg-1,平均值为1.44gkg-1,相比较而言,六类土壤表土所含的焦炭是相当高的。六类土壤表土焦炭的平均含量高低顺序为:沼泽土(2.96gkg-1)>草甸土(2.12gkg-1)>栗钙土(1.07gkg-1)>草毡土(0.95gkg-1)>黑毡土(0.50gkg-1)>风沙土(0.34gkg-1)。
六类土壤表土烟炱的变化范围在0.10gkg-1-0.51gkg-1之间,平均值为0.26gkg-1,相对而言,六类土壤表土烟炱含量是较低的。六类土壤表土烟炱含量的高低顺序为:黑毡土(0.32gkg-1)>沼泽土(0.31gkg-1)>草甸土(0.25gkg-1)>栗钙土(0.24gkg-1)>草毡土(0.23gkg-1)>风沙土(0.20gkg-1)。
(5)六类土壤的焦炭和黑碳的相关性极高。说明焦炭是黑碳的主要组成部分,并且说明二者具有相同的来源。由于焦炭主要是由生物质燃烧生成的,故而这六类土壤的黑碳也多是由生物质燃烧生成的。