全 文 ：利用 1 颐 5 万土壤数据库估算浙江省土壤
有机碳密度及储量*
支俊俊1 摇 荆长伟1 摇 张摇 操1 摇 吴嘉平1**摇 倪治华2 摇 陈红金2 摇 徐摇 进2
( 1浙江大学环境与资源学院, 杭州 310058; 2浙江省土肥站, 杭州 310009)
摘摇 要摇 土壤有机碳库作为陆地生态系统中重要的碳库之一,对于温室效应和全球变化研究
具有重要意义.利用浙江省 1 颐 5 万土壤数据库,对浙江省 277 个土种 0 ~ 100 cm土层的有机
碳密度进行估算,分析了全省土壤有机碳密度和储量,以及各主要土壤类型有机碳密度和分
布.结果表明: 浙江省土壤有机碳密度值主要集中在 5 ~ 10 kg·m-2;山香灰土有机碳密度最
高,为 52. 80 kg·m-2,清水砂最低,为 1. 82 kg·m-2;红壤和水稻土土类土壤有机碳储量最大,
两者之和占浙江省土壤有机碳总储量的 63. 8% ;浙江省土壤总面积为 100784. 19 km2,土壤有
机碳储量为 875. 42伊106 t,土壤有机碳平均密度为 8. 69 kg·m-2 .通过叠加数字高程模型分
析,发现土壤有机碳密度随高程、坡度和坡向的变化均呈现明显的变化趋势.
关键词摇 有机碳密度摇 有机碳储量摇 大比例尺摇 土壤数据库摇 浙江
文章编号摇 1001-9332(2013)03-0683-07摇 中图分类号摇 S159. 2摇 文献标识码摇 A
Estimation of soil organic carbon density and storage in Zhejiang Province of East China by
using 1:50000 soil database. ZHI Jun鄄jun1, JING Chang鄄wei1, ZHANG Cao1, WU Jia鄄ping1, NI
Zhi鄄hua2, CHEN Hong鄄jin2, XU Jin2 ( 1College of Environmental and Resource Sciences, Zhejiang
University, Hangzhou 310058, China; 2Zhejiang Provincial Station of Soils and Fertilizers, Hang鄄
zhou 310009, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(3): 683-689.
Abstract: As an important component of the carbon pool of terrestrial ecosystem, soil carbon pool
plays a key role in the studies of greenhouse effect and global change. By using a 1:50000 soil da鄄
tabase, the organic carbon density in the 0-100 cm layer of 277 soil species in Zhejiang Province
was estimated, and the soil organic carbon (SOC) density and storage in the whole Province as well
as the spatial distribution of the SOC density and storage in the main soil types of the Province were
analyzed. In the whole Province, the SOC density ranged from 5 kg·m-2 to 10 kg·m-2 . Among
the main soil types in the Province, humic mountain yellow soil had the highest SOC density
(52郾 80 kg·m-2), whereas fluvio鄄sand ridge soil had the lowest one (1. 82 kg·m-2). Red soil
and paddy soil had the largest SOC storages, with the sum accounting for 63. 8% of the total SOC
storage in the Province. The total area of the soils in the Province was 100784. 19 km2, the esti鄄
mated SOC storage was 875. 42 伊 106 t, and the estimated SOC density was averagely 8郾 69
kg·m-2 . The analysis with the superposition digital elevation model showed that the SOC density
presented an obvious variation trend with the changes of elevation, slope gradient, and aspect.
Key words: organic carbon density; organic carbon storage; large scale; soil database; Zhejiang.
*浙江省科技厅重点项目(2006C22026)资助.
**通讯作者. E鄄mail: jw67@zju. edu. cn
2012鄄07鄄11 收稿,2012鄄12鄄27 接受.
摇 摇 土壤有机碳库(SOC pool)作为陆地生态系统中
重要的碳库之一,在全球碳循环中起着重要作
用[1] .世界各国都在积极开展土壤有机碳储量相关
的研究,并取得了一系列重要成果[2-6] .全球土壤有
机碳储量在 1500 ~ 2000 Pg(1 Pg = 1015 g) [7],约为
陆地植被碳库(500 ~ 600 Pg)的 3 倍,全球大气碳库
(750 Pg)的 2 倍多[8] .
目前,我国在土壤有机碳储量方面的研究取得
了很多成果,但全国土壤有机碳储量的计算结果范
围较大,在 50 Pg[9] ~ 180 Pg[10] . 土壤剖面数量不
一、估算方法的不同以及基础图件比例尺大小不一
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 3 月摇 第 24 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2013,24(3): 683-689
致是造成估算结果差异的主要原因[11-12] . 于东升
等[11]以中国 1 颐 100 万土壤数据库为基础,计算了
全国及各类型土壤的有机碳平均密度.结果表明,中
国土壤面积 928. 10伊104 km2,有机碳储量为 89郾 14
Pg,土壤平均碳密度为 9. 60 kg·m-2,是目前全国尺
度基础数据最详细的估算结果.
近年来,国内学者对省(区域)土壤有机碳进行
大量研究[13-19] .然而,我国省域尺度的土壤有机碳
研究多是基于中小比例尺土壤数据库(或土壤图),
基于大比例尺土壤数据库的省域尺度的有机碳估算
尚未见报道.本文借助新近建成的浙江省 1 颐 5 万土
壤数据库,分析了全省土壤有机碳密度和储量,以期
为生态环境保护、农业可持续利用以及全球变化研
究等领域提供宝贵的数据支持,并充实我国大比例
尺土壤数据库的应用研究.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 数据来源
浙江省于 1979 年开始了第二次土壤普查,历时
11郾 5 年,完成了全省县级土壤普查工作以及地(市)
级、省级土壤普查资料的整理和汇总工作,取得了大
量成果[20] .基于上述普查成果,建成了浙江省 1 颐 5
万土壤数据库[21]和浙江省中小比例尺土壤数据
库[22] .本研究在全面搜集浙江省第二次土壤普查成
果及地形图、遥感影像等数据资料的基础上,拟订了
土壤数据库构建的标准,采用自主发明的数字化技
术进行土壤图要素的提取,并根据土壤学和拓扑学
原理修正原始图件中存在的较多错误,开发了浙江
省大中比例尺数字土壤信息共享平台,实现了土壤
信息的高效管理与共享.浙江省 1 颐 5 万土壤数据库
充分体现了浙江省第二次土壤普查成果,通过与遥
感影像等其他数据相融合,信息更丰富、精度更高,
在一定程度上奠定了浙江省“数字土壤冶的基础.作
为一个基础性成果,可为土壤相关生产实践、科学研
究、政府决策等提供数据支持.
该数据库采用土壤普查分类体系,全省共分为
10 个土类 21 个亚类 99 个土属和 277 个土种,由空
间数据库和属性数据库两部分组成. 空间数据库由
各市县 1 颐 5 万土壤图经扫描、配准、矢量化、拼接等
处理而成.基本制图单元为土种,共划分土壤类型图
斑 156581 个.属性数据库中的基础数据主要来自于
《浙江土种志》 [23]、《浙江土壤》 [20]以及各市县土壤
志等,并按统计剖面属性数据、典型剖面属性数据、
表耕层理化性状统计数据进行分类.其中,统计剖面
属性数据包括各土壤类型的石砾含量、土层厚度、容
重、有机质含量、全氮、全磷、全钾、pH 值等 91 种属
性数据;典型剖面共 2677 个(其中,1553 个参与了
本研究的计算),其属性类型大致与统计剖面相当;
表耕层理化性状统计数据包括全省全部土壤类型的
14 种属性数据,如土壤有机质含量、全氮含量、速效
磷含量等.
本研究主要依据统计剖面属性数据(>2 mm 石
砾含量、土壤容重、土层厚度、有机质含量等)进行
土壤有机碳的计算. 由于《浙江土种志》 [23]中只有
161 个土种的统计剖面数据,空缺的 116 个土种统
计数据由各市县该土种典型剖面的属性数据按土层
分别求平均获得.对统计剖面中缺少的属性数据,由
该土种所有典型剖面求平均;若典型剖面中该属性
数据缺失,则采用同一土属内相似土种的属性值或
其所属土属的该属性数据的平均值替代.
土壤数据库中空间数据与属性数据的连接采用
“土壤类型 GIS(地理信息系统)连接法冶 [11] .即基于
ArcGIS平台,根据土壤图斑所属土种类型将空间数
据库中每一个图斑与属性数据库中的统计剖面属性
数据进行连接,建立起土壤图斑与其所属统计剖面
属性数据之间的连接关系.
1郾 2摇 研究方法
目前,国内外有关土壤有机碳储量的研究方法
主要为土壤类型法、植被类型法、生命带类型和模型
法[1] .其中,土壤类型法是土壤碳储量估算国际上
较通用的方法[24] .本文采用土壤类型法估算土壤碳
储量.由于土壤有机碳主要分布于 0 ~ 100 cm土层,
且国内外大多数研究以该深度为计算参照标准[25] .
本文以 0 ~ 100 cm土层内的有机碳密度和储量作为
计算对象,以利于研究结果之间的比较.
土壤有机碳密度指单位面积一定深度土层中的
土壤有机碳储量.剖面有机碳密度的计算公式[26]:
SOC=移
n
i = 1
(1 -兹i% )piC iTi / 100
式中:SOC为土壤剖面有机碳密度(kg·m-2);兹i为
第 i层>2 mm 石砾含量(% );pi为第 i 层土壤容重
(g·cm-3);C i为第 i 层土壤有机碳含量(g·kg-1),
由有机质含量伊0. 58 换算得到;Ti为第 i层土层厚度
(cm);n为参与计算的土壤层次总数;100 用于单位
换算.
土壤剖面有机碳密度的计算:对于深度为 100
cm的剖面,直接进行土壤有机碳密度的计算;对于
深度不足 100 cm 的剖面,需分析该剖面的实际深
486 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
度,若土层以下为母岩,采用现有深度进行估算,母
岩部分的土壤有机碳计零;若实际深度逸100 cm,但
记录深度不足 100 cm的剖面,需要根据土壤剖面深
度和采样分析数据都逸100 cm 的剖面拟合出土壤
有机碳含量随土壤剖面深度变化的曲线,并以曲线
为依据来估算不足 100 cm 部分的土壤有机碳密
度[27];对于深度大于 100 cm 的剖面,取 0 ~ 100 cm
内土体作为计算对象,超出 100 cm 部分不参与
计算.
土壤有机碳储量指区域内一定深度的土壤中包
含土壤有机碳的总量. 由该区域内所有土壤图斑与
剖面有机碳密度值进行连接后,通过求和计算.
在土壤属性数据库中,选取上述相关指标,对全
省 277 个土种的土壤有机碳密度进行计算,并按照
土壤图斑与其土种统计剖面的对应关系,形成浙江
省土壤有机碳密度分布图. 通过图斑面积加权求得
浙江省土壤有机碳储量,并按照土壤类型对土壤有
机碳密度及储量进行统计分析. 某土壤类型有机碳
平均密度由该类型土壤有机碳储量除以该类型土壤
图斑总面积计算得到.
基于全省数字高程模型(DEM)数据(25 m 分
辨率),采用 GIS 空间分析技术,生成全省海拔、坡
度分级及坡向分区图.其中,选取典型研究区(天目
山区域)研究土壤有机碳密度随高程的变化;坡度
划分为 13 个等级,以分析各等级土壤有机碳密度均
值的变化;为消除近水平地区坡向杂乱的影响,在去
除坡度小于 2. 5毅地区后,按坡向划分为 12 个区域,
以分析各区域土壤有机碳密度均值的变化.此外,本
文利用 ArcGIS的空间分析技术分析了不同地貌区
土壤有机碳密度之间的差异.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 土类土壤有机碳密度及储量
在浙江省 10 个土类中,山地草甸土主要分布在
中低山的顶部或山岙中的局部凹地,海拔在 700 ~
1200 m,由于较多的草甸植物残体矿化过程缓慢,其
土体内聚积了大量有机质,土壤有机碳密度最高,达
到 43. 06 kg·m-2 .黄壤均分布在中低山的中上部,
浙南的海拔在 700 m以上,浙北在 600 m以上,由于
海拔高、气温低,其土体内土壤有机质分解慢、含量
高,是有机碳密度第二高的土类,为 15郾 42 kg·m-2,
其土地利用方式主要为林地. 粗骨土主要分布在中
低山、丘陵、河谷等地,大部分处于植被覆盖度很低,
且坡度较陡的地段,土壤侵蚀严重、土层较薄,土体
中有机质含量较低且>2 mm 石砾含量较高,是有机
碳密度最低的土类,为 5. 41 kg·m-2 .红壤几乎遍布
全省海拔 500 ~ 700 m 的丘陵山地,受坡向影响,南
坡光热条件好,红壤分布的海拔上限较北坡高,有机
碳密度为 7. 88 kg·m-2 . 水稻土是土壤经平整造田
和淹水种稻逐步形成,主要分布于杭嘉湖、宁绍、台
州和温州四大水网平原和滨海平原,在丘陵山区中
的河谷平原和山垅谷地等也有分布,海拔较低,其
中,44. 6%的面积分布在海拔 10 m 以下,其有机碳
密度为 9郾 83 kg·m-2 .土类面积大小在一定程度上
决定了其有机碳储量,红壤和水稻土作为浙江省土
壤有机碳储量最高的两个土类,其有机碳储量之和
占浙江省总储量的 63. 8% ;山地草甸土和红粘土由
于分布面积较小,其有机碳储量之和仅占浙江省总
储量的 0. 04% (表 1).
表 1摇 浙江省各土类土壤有机碳密度和储量
Table 1摇 Soil organic carbon density and storage of each soil group in Zhejiang Province
土类
Soil group
面积 Area
数量
Quantity (km2)
%
土壤有机碳储量 SOC storage
数量
Quantity (106 t)
%
土壤有机碳密度
SOC density
(kg·m-2)
红壤 Red soil 39704. 58 39. 4 313. 03 35. 8 7. 88
黄壤 Yellow soil 10034. 37 10. 0 154. 74 17. 7 15. 42
紫色土 Purple soil 3597. 69 3. 6 26. 13 3. 0 7. 26
石灰(岩)土 Limestone soil 1570. 97 1. 6 13. 53 1. 5 8. 61
粗骨土 Skel soil 13736. 76 13. 6 74. 28 8. 5 5. 41
红粘土 Basic rock soil 29. 05 0. 03 0. 16 0. 02 5. 47
山地草甸土 Mountain meadow soil 3. 31 0. 0 0. 14 0. 02 43. 06
潮土 Fluvio鄄aquic soil 4318. 31 4. 3 30. 48 3. 5 7. 06
滨海盐土 Coastal saline soil 2793. 34 2. 8 17. 17 2. 0 6. 15
水稻土 Paddy soil 24995. 81 24. 8 245. 76 28. 1 9. 83
合计 Total 100784. 19 100 875. 42 100 8. 69*
* 全省土壤有机碳平均密度,为全省1 颐 50000 图中所有土壤图斑的面积加权平均值 The mean SOC density was the area weighted average value of
all polygons in Zhejiang 1:50000 soil map.
5863 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 支俊俊等: 利用 1 颐 5 万土壤数据库估算浙江省土壤有机碳密度及储量摇 摇 摇 摇 摇
2郾 2摇 亚类土壤有机碳密度及储量
21 个亚类中,山地草甸土亚类土壤有机碳密度
最大,达 43. 06 kg·m-2;其次为潜育水稻土、脱潜水
稻土和黄壤, 分别为 15. 72、 15. 51 和 15郾 42
kg·m-2;酸性粗骨土和潮滩盐土有机碳平均密度最
小,分别为 5. 34 和 5. 45 kg·m-2 .
就各亚类的有机碳储量而言,黄红壤的土壤有
机碳平均密度(8. 06 kg·m-2)虽然低于全省平均水
平,但由于其分布面积最大(33260. 35 km2),是浙江
省土壤有机碳储量最大的亚类(268. 01伊106 t);其
次为黄壤(154. 74 伊106 t)和潴育水稻土(103. 93 伊
106 t);土壤有机碳密度最高的山地草甸土,由于其
面积百分比很低,是土壤有机碳储量最小的亚类
(0. 14伊106 t) .
2郾 3摇 土属土壤有机碳密度及储量
99 个土属中,15 个土属的土壤有机碳平均密度
<5 kg·m-2,59 个在 5 ~ 10 kg·m-2,16 个在 10 ~ 15
kg·m-2,7 个在 15 ~ 20 kg·m-2,山地草甸土和烂
浸田是仅有的两个土壤有机碳平均密度高于 20
kg·m-2的土属,分别为 43. 06 和 22. 26 kg·m-2,红
砂土有机碳密度最低,仅为 2. 00 kg·m-2 .黄泥土和
山黄泥土是土壤有机碳储量最大的两个土属,分别
为 226. 22伊106和 153. 51伊106 t;石砂土有机碳平均
密度(5. 37 kg·m-2)虽远低于浙江省的平均水平,
但由于分布面积(12477. 34 km2)为浙江省第二大,
其土壤有机碳储量达到 67. 07伊106 t;低于 0. 1伊106 t
的土属共有 10 个,其有机碳储量之和仅占浙江省土
壤有机碳总储量的 0. 04% ,其中砂岗砂土有机碳储
量最小,尚不足 0. 01伊106 t.
2郾 4摇 浙江省土壤有机碳储量及密度分布
浙江省 277 个土种间的土壤有机碳密度差异十
分突出,最大、最小值相差近 30 倍.其中,山香灰土
有机碳密度最大,达 52. 80 kg·m-2,是浙江省唯一
一个有机碳密度>50 kg·m-2的土种;清水砂和砾石
滩涂为有机碳密度最小的两个土种,分别为 1. 82 和
1. 92 kg·m-2,也是全省 277 个土种中仅有的有机
碳密度<2 kg·m-2的两个土种.
以浙江省 1 颐 5 万数字化土壤图为依据,测算浙
江省土壤总面积为 100784郾 19 km2(水域和城镇用
地除外).由表 2 可以看出,全省土壤有机碳储量为
875郾 42 伊 106 t, 土壤有机碳平均密度 为 8郾 69
kg·m-2 .土壤有机碳密度集中于 5 ~ 10 kg·m-2,占
全省土壤总面积的 54. 8%,占全省土壤有机碳总储
量的44 . 8% ;密度在1 ~ 5 kg·m-2的土壤面积为
表 2摇 不同等级土壤有机碳密度分布
Table 2摇 Distribution of different density levels of soil or鄄
ganic carbon (SOC)
土壤有
机碳密度
Density
of SOC
(kg·m-2)
面积
Area
数量
Quantity
(km2)
%
土壤有机碳储量
SOC storage
数量
Quantity
(106 t)
%
土种数量
Number
of soil
species
1 ~ 5 17753. 36 17. 6 74. 19 8. 5 53
5 ~ 10 55260. 20 54. 8 392. 26 44. 8 155
10 ~ 15 21510. 32 21. 3 280. 16 32. 0 49
15 ~ 20 4160. 76 4. 1 70. 23 8. 0 12
20 ~ 30 1620. 61 1. 6 36. 29 4. 2 4
>30 478. 94 0. 5 22. 29 2. 6 4
合计 Total 100784. 19 100 875. 42 100 277
图 1摇 浙江省土壤有机碳密度(0 ~ 100 cm土层)分布
Fig. 1摇 Distribution of soil organic carbon density (SOC, 0-100
cm) in Zhejiang Province.
玉: 浙北平原区 Plain area in northern Zhejiang; 域:浙西北低山丘陵
区 Hilly area in northwestern Zhejiang; 芋:金华鄄衢州盆地 Jinhua鄄
Quzhou basin; 郁: 浙东鄄浙南中低山区 Medium鄄low mountain area in
southern and eastern Zhejiang.
17753. 36 km2,占全省土壤总面积的 17. 6% ;密度
在 10 ~ 15 kg·m-2的土壤面积为 21510. 32 km2,占
全省土壤总面积 21. 3% ;密度高于 15 kg·m-2的土
壤面积仅占全省土壤总面积的 6. 2% .
2郾 5摇 不同地貌区土壤有机碳密度分布
根据地貌特征,浙江省分为四大地貌区,即浙北
平原区( I)、浙西北低山丘陵区(域)、金华鄄衢州盆
地(芋)和浙东鄄浙南中低山区(郁,图 1).对四大地
貌区的土壤有机碳密度进行统计(表 3),由于不同
地貌区分布的土壤类型差异较大,土壤类型的变化
决定了不同地貌区的土壤有机碳密度. 浙北平原区
主要分布着有机碳含量较高的水稻土 (面积占
57郾 8%),其土壤有机碳密度最大,为 10. 29 kg·m-2;
686 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
表 3摇 浙江省不同地貌区土壤有机碳密度
Table 3 摇 Soil organic cardon (SOC) density in different
landforms of Zhejiang Province
地貌区
Landform
面积
Area (km2)
土壤有机碳密度
SOC density (kg·m-2)
玉 11778. 31 10. 29
域 22314. 19 8. 51
芋 5769. 05 7. 32
郁 60922. 64 8. 57
玉:浙北平原区 Plain area in northern Zhejiang; 域:浙西北低山丘陵
区 Hilly area in northwestern Zhejiang; 芋:金华鄄衢州盆地 Jinhua鄄
Quzhou basin; 郁:浙东鄄浙南中低山区 Medium鄄low mountain area in
southern and eastern Zhejiang.
浙东鄄浙南中低山区和浙西北低山丘陵区的土壤有
机碳密度较接近,分别为 8. 57 和 8郾 51 kg·m-2;金
华鄄衢州盆地主要分布着有机碳含量较低的红壤和
粗骨土(面积分别占 40. 6%和 18. 7% ),其土壤有
机碳密度最小,为 7. 32 kg·m-2 .
2郾 6摇 地形因素与土壤有机碳密度的关系
2郾 6郾 1 不同海拔的土壤有机碳密度摇 以浙江省西北
部的天目山区域(图 2,面积 1156. 51 km2 )为研究
区,按高程划分为 10 个等级,并计算各等级土壤有
机碳平均密度.随高程增大,研究区土壤有机碳密度
呈先缓慢减小后迅速增大的趋势. 这与该区域土壤
类型垂直分布规律密切相关.高程 600 m以下,随高
程增大,地形逐渐由平原向丘陵、山地过渡,有机碳
含量较高的水稻土分布面积逐渐减少,有机碳含量
较低的红壤分布面积逐渐增加.在 400 ~ 600 m高程
范围内,红壤分布面积达最大(占 80. 3% ),该高程
范围内土壤有机碳密度最低,仅为 7郾 61 kg·m-2 .高
程 600 m大体为该区域红壤和黄壤分界线,在高程
600 m以上,随高程增大,气温降低、雨量增加、湿度
增大,土壤类型逐渐由红壤向黄壤过渡,高有机碳含
量的黄壤分布面积逐渐增多,土壤有机碳密度也迅
图 2摇 不同海拔高程下土壤有机碳密度的变化(浙江天目山
区域)
Fig. 2摇 Change of soil organic carbon (SOC) density under dif鄄
ferent elevations (Tianmu Mountain region, Zhejiang).
速增大;高程 1400 m以上,土壤全部由黄壤占据,土
壤有机碳密度也达到最大,为 14. 75 kg·m-2 .
2郾 6郾 2 不同坡度的土壤有机碳密度 摇 对 13 个坡度
等级的土壤有机碳密度统计分析发现,土壤有机碳
密度随坡度增大呈规律性变化(图 3). 0 ~ 2. 5毅坡度
范围内基本为平原区,分布着较多的水稻土(面积
占 65. 1% ),土壤有机碳密度达 9. 16 kg·m-2 .随坡
度增大,土壤类型发生明显变化. 2. 5毅 ~ 5毅坡度范围
内,由于水稻土分布面积大量减少,有机碳含量较低
的红壤分布增多,造成该坡度范围内土壤有机碳密
度明显下降,仅为 8郾 06 kg·m-2 .随坡度增大,黄壤
分布面积逐渐增加,至 40毅 ~ 45毅坡度范围内,黄壤
分布比例达到最大(面积占 41. 3% ),土壤有机碳密
度也达到一个峰值,为 9. 08 kg·m-2 .坡度 45毅以上,
由于坡度很陡,不利于植物生长,植被覆盖度低,水
土保持能力差,土壤侵蚀严重,土壤类型的变化表现
为黄壤分布面积减少,>2 mm 石砾含量较高、土壤
有机质含量较低,且土层较薄的粗骨土分布面积迅
速增多,土壤有机碳密度急剧下降.
2郾 6郾 3 不同坡向的土壤有机碳密度摇 为消除近水平
地区坡向杂乱的影响,在去除坡度小于 2. 5毅地区
后,将浙江省地形按坡向划分为 12 个区域. 由图 4
可以看出,不同坡向范围内土壤有机碳密度最大值
出现在 75毅 ~ 105毅(正东),为 8. 60 kg·m-2,最小值
出现在 165毅 ~ 195毅(正南),为 8. 43 kg·m-2 . 就总
体趋势而言,东西两坡向的土壤有机碳密度稍高,南
北两坡向偏低,除光照、温度、降雨等因素的影响外,
也可能与浙江地势自西南向东北呈阶梯状倾斜有
关.具体的影响机制有待进一步研究.
2郾 7摇 与全国土壤有机碳密度的比较
以往未见浙江省省域尺度土壤有机碳估算的研
究报道.本研究以全国尺度土壤图为数据基础的主
要研究结果作为参照,分析浙江省土壤有机碳密度
图 3摇 不同坡度下土壤有机碳密度的变化
Fig. 3摇 Change of soil organic carbon (SOC) density under dif鄄
ferent slope gradients.
7863 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 支俊俊等: 利用 1 颐 5 万土壤数据库估算浙江省土壤有机碳密度及储量摇 摇 摇 摇 摇
表 4摇 浙江省土壤有机碳估算结果与其他研究的比较
Table 4摇 Comparison of estimated soil organic carbon (SOC) between Zhejiang Province and other studies
文献
Reference
基础数据 Data
土壤图比例尺
Soil map
scale
剖面数
Soil profile
number
面积
Area
(104 km2)
碳储量
SOC
storage
(Pg)
碳密度 SOC density (kg·m-2)
红壤
Red
soil
水稻土
Paddy
soil
粗骨土
Skel
soil
黄壤
Yellow
soil
全国平均
National
average
[28] 1 颐 4000000 2473 10. 18 10. 31 10. 53
[29] 1 颐 4000000 摇 923* 881. 81 77. 40* 8. 80*
[30] 1 颐 4000000 2456 924郾 00 84. 40 8. 25 9. 79 4. 93 10. 25 9. 14
[11] 1 颐 1000000 7292 928. 10 89. 14 9. 58 11. 14 5. 15 10. 51 9. 60
本研究 This study 1 颐 50000 摇 摇 161** 10. 08 0. 88 7. 88 9. 83 5. 41 15. 42 8. 69
* 非耕作条件下 Under non鄄cultivated condtions; ** 161 个土种的统计剖面和 1553 个典型剖面 Statistics from 161 soil species profiles and 1553
typical profiles.
图 4摇 不同坡向土壤有机碳密度
Fig. 4摇 Soil organic carbon (SOC) density vs slope aspect.
0毅或 360毅为正北,顺时针递增,去除坡度小于 2. 5毅区域 0毅 or 360毅
was the north, clockwise increasing, and area with slope gradient less
than 2. 5 毅 was not included.
与其他研究结果的差异. 浙江省土壤有机碳平均密
度为 8. 69 kg·m-2,低于全国土壤有机碳平均密
度[11,28-30] .红壤、水稻土、粗骨土和黄壤是浙江省分
布面积最大的 4 个土类,占浙江省土壤总面积的
86. 8% ,除粗骨土与其他研究结果较接近(表 4)外,
红壤、水稻土、黄壤均与其他研究结果存在较大差
异.造成这种差异的原因,除上述土类在全国不同地
区的性状存在一定差异外,也与用于土壤有机碳计
算的土壤图比例尺和剖面数量以及剖面类型不同有
关.若以基础数据最详细的于东升等[11]的研究结果
作为参照,浙江省土壤面积为 100784. 19 km2,占全
国土壤总面积(928. 10伊104 km2)的 1. 1% ;浙江省
土壤有机碳储量为 875. 42伊106 t,占全国土壤有机
碳总储量(89. 14 Pg)的 1. 0% .
3摇 结摇 摇 论
基于 1 颐 5 万土壤数据库,制作了浙江省土壤有
机碳密度分布图.受>2 mm 石砾含量、土壤容重、土
层厚度和有机质含量等因素的影响,各土壤类型间
的土壤有机碳密度差异较大,在 1. 82 ~ 52郾 80
kg·m-2,但主要集中在 5 ~ 10 kg·m-2;受分布面积
大小影响,各土壤类型有机碳储量之间的差异十分
突出.
除水域和城镇用地外,浙江省土壤总面积为
100784. 19 km2,土壤有机碳平均密度为 8郾 69
kg·m-2,土壤有机碳储量为 875. 42伊106 t.
浙江省不同地貌区的土壤有机碳密度差异明
显,浙北平原区土壤有机碳密度最大,为 10郾 29
kg·m-2,金华鄄衢州盆地最小,为 7. 32 kg·m-2 .
土壤有机碳密度与地形因素关系密切.随高程
和坡度增大,不同类型土壤的分布面积发生较大变
化,土壤有机碳密度呈明显的规律性变化;土壤有机
碳密度随坡向变化也呈较明显的变化趋势,东西两
坡向土壤有机碳密度稍高,南北两坡向偏低.
以浙江省 1 颐 5 万土壤数据库为基础估算的土
壤有机碳,反映了 20 世纪 80 年代初的土壤有机碳
分布情况.考虑到第二次土壤普查距今已有 30 年,
城市化快速扩张、土地利用的剧烈变化等使土壤数
据库信息更新的需求越来越迫切. 开展新一轮更大
比例尺的土壤调查,获取最新的、更加精细的基础数
据,是精确计算土壤有机碳密度、储量与分布的最直
接方式.此外,开展基于统计剖面与典型剖面、不同
估算方法,以及基于不同比例尺土壤数据库等的土
壤有机碳估算差异研究,对于明确上述因素对估算
结果的影响具有积极意义.
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作者简介摇 支俊俊,男,1987 年生,博士研究生.主要从事资
源与环境信息技术应用研究. E鄄mail: 273428017@ 163. com
责任编辑摇 杨摇 弘
9863 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 支俊俊等: 利用 1 颐 5 万土壤数据库估算浙江省土壤有机碳密度及储量摇 摇 摇 摇 摇