高寒山区地形序列土壤有机碳和无机碳垂直分布特征及其影响因素

地形、生物气候条件具有明显差异的青藏高原约占我国陆地面积的五分之一,开展该地区土壤有机碳和无机碳分布特征的研究对于理解青藏高原土壤碳循环过程与陆地碳库的精确预测以及应对全球气候变化具有重要意义.研究选取位于祁连山中段的阴、阳坡地形序列土壤,分析了不同坡向间以及同一坡向内随海拔高度变化土壤有机碳和无机碳的垂直分布特征及其影响因素.结果表明:阴、阳坡有机碳含量均随土壤深度增加而下降,但阳坡下降的速率(66％ ～ 91％)明显高于阴坡(31％～77％);阴坡土壤中碳酸钙基本淋失,通体无机碳含量较低(＜5.0 g kg-1),阳坡B层土壤无机碳含量是A层的2倍,表现为明显富集.阴坡和阳坡1 m土体总碳密度相当(分别为16.1～33.9 kg m-2和11.8～32.8 kg m-2),其中,阴坡以有机碳为主(占总碳密度的82％ ～ 99％),而阳坡有机碳和无机碳密度变化均较大(分别占总碳密度的27％～ 81％和19％～73％).因此,坡向是影响高寒山区土壤碳垂直分布和组成的重要因素.此外,降雨量和植被类型对地形序列土壤有机碳和无机碳含量的空间变异也具有重要影响:降雨量每增加1 mm,表层(0～20 cm)土壤有机碳含量增加0.4 g kg-1,而淀积层(40 ～ 80 cm)土壤无机碳含量下降0.2 g kg-1;植被类型在一定程度上影响了土壤有机碳的富集程度.本研究揭示了青藏高寒山区土壤碳循环及其碳库预测应充分考虑微地形对坡面尺度下土壤碳垂直分布、碳库组成和空间变异的影响.