全 文 ：应 用 生 态 学 报 年 月 第 卷 第 期
》 〕 , , 一 一
广东土壤有机碳储量及空间分布特征 ‘
甘海华“ 吴顺辉 范秀丹
华南农业大学资源环境学院 , 广州
摘要 根据广东省第 次土壤普查资料 , 采用 技术估算广东省土壤有机碳储量及空间分布规律 , 结
果表明 , 广东省陆地土壤有机碳储量约为 砖红壤 、红壤和赤红壤的土壤有机碳密度分别为
、 和 巧 ’ 一 , 略低于全国的平均水平 , 三者占广东省土壤面积的 广东省黄壤和
水稻土的有机碳密度分别为 和
· 一 , 高于全国平均水平 广东省平均土壤碳密度为
’ 一 土壤有机碳密度总的分布规律是东南沿海地区高于粤北 山区 , 其中粤北和粤中土壤有机碳密度
为 一 ’ 一 , 粤东 的沿海地 区 土壤有机碳 密度 为 一 巧
· 一 , 二者合计 占全省土 壤面积的
土壤有机碳密度主要在 一 巧 ’ 一 范围内变动
关键词 广东 土壤有机碳库 土壤碳密度
文章编号 一 一 一 中图分类号 文献标识码
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引 言
全球约有 碳是 以有机质形态储存于
地球土壤中 ’ , 自然因素和人为因素都会影响土壤
有机碳储量 近代 以来 , 由于人类对 自然资源 , 尤其
是无节制地燃烧化石燃料 、 毁林开荒和改变土地利
用方式等活动 , 对碳在地球各圈层特别是气圈和土
壤圈之间的平衡有相当大的影响 , 造成大气 浓
度持续增高 ‘“ 〕, 而 作为温室气体的主要成分
之一 , 对全球温度的上升有直接的影响〔 〕 土壤是
陆地生态系统最大且周转时间最慢的碳库 , 由有机
碳库和无机碳库组成 , 且土壤无机碳库所 占比例较
小 , “ 土壤有机碳的积累和分解的速率决定着土
壤碳库的储量
, 土壤碳库储量 约是大气碳 库的两
倍 同时 , 土壤有机碳是 土壤肥力 的重要组成部
分 , 因此无论从研究地球各圈层 的物质循环 以保护
生态环境 , 还是保护珍贵的土壤资源 以维护农业经
济的可持续发展 , 都需对土壤有机碳的储量和分布
特征进行详细研究 土壤有机碳储量研究一般是按
植被 类 型 、 土 壤 类 型 、 生 命 带 或 模 型 法 来 作 统
计
, “ , 不同研究者所用 的各种统计方法并无本质
不同 , 但由于资料来源不同 , 所得结果存在一定的差
异 国内土壤有机碳的研究主要针对特别地 区和生
态群落 王绍强〔”〕和方精云〔‘ 分别计算了中国土壤
有机碳库约为 和 义 , 两者
计算数据差别较大 由于缺乏实测数据 , 对中国陆地
土壤有机碳库的估算有待进 一步研究 本文采用
技术 , 以广东省第 次土壤普查为基础 , 进一步
精确估算广东土壤有机碳储量及空间分布特征
, 国家 “ 九五 ” 科技攻关项 目 和 芭 田基 金 资助项 目
一
‘ , 通讯联系人
加 一 一 收稿 , 一 一 接受
应 用 生 态 学 报 卷
材料与方法
数据的采集
本研究采用 的基本资料是广东省第 次土壤普查资
料 土壤以土属为单位 , 选取典型的土壤剖面 , 按照土壤发
生层分别采集土壤有机质的含量 、土层厚度 、 容重等数据 , 共
采集 个土壤剖面数据 部分土壤容重采用平均值 「川 图
件采用 万广东省土壤图
, 为碳含量由有机质含量乘以 换算系数 ,
反 为第 种土壤类型的面积 , 乓 为第 种土壤的 层的土属
平均厚度 , 为第 种土壤的 层的土属平均有机质含量 ,
砚 为第 种土壤的 层的土属平均容重
·
根据广东省第 次土壤普查资料 , 扣除了水域
、 石质山
地 、 裸露岩石后土壤面积为
数据收集
土壤剖面有机质数据库
闷
广东省土壤图数字化
空 分析
土壤碳密度图 土壤有机碳储量
图 土壤有机碳密度和储量计算流程图
一 飞 场 口
,
研究方法
首先用地理信息系统软件 将 万广东
省土壤图数字化 , 建立 以土属为单位的空间数据库 然后计
算各土壤土属的每个土层的有机质含量 选取该土属内所有
土种的典型土壤剖面 , 按照土壤发生层分别采集土壤有机质
的含量 、 土层厚度 、容重等数据 , 计算出每个土层的土壤有机
质平均含量和土层平均深度及平均容重等 , 建立土壤有机质
的属性数据库 利用 的空 间分析功 能计算出广
东省各类土壤的有机碳储量 , 并绘制广东省土壤有机碳密度
分布图
各类土壤的总碳量
‘名 称马砚
式中 , 为土壤类型 , 为第 种 土 壤类型 的有机碳储量
表 广东省各类土壤有机碳密度和有机碳储最
结果与分析
土壤类型与土壤有机碳储量的关系
表 列 出了广东省各种土壤类型 的有机碳储
量 , 广东土壤平均容重为
· 。 一 , 土壤剖面的
平均 厚 度 为 。 , 土 壤 有 机 质平 均 含量 为
, 土壤有机碳平均密度为
· 一 , 广
东陆地土壤有机碳总储量约为
硫酸盐土 、 沼泽土和 山地草甸土的土壤有机碳
密度最 高 , 分 别高达 、 和
·
巧 ’
一 “ 这些土壤 由于地处低洼地带 , 有机质分解缓
慢 , 造成土壤有机质积累 , 因此总体上土壤有机碳密
度较高 , 总面积只有 澎 , 占全省土壤面积
的 土壤有机碳储量为 , 占总储
量的
滨海盐土 、火 山灰土和石灰土土壤有机碳密度
较高 , 分别为 、 一 和
· 一 除了
石灰土的分布面积为 外 , 滨海盐土和
火山灰土面积只有 和 种土壤
的有机碳储量共有 ,
砖红壤 、 红壤和赤红壤是广东省最重要的地带
性土壤 , 其平均土壤有机碳密度分别为 、
和
· 一 分 布 面 积 分 别 为 、
和 ’, 占全省土壤面积的
、
土 类
肠
有机质 厚度
呀
容重 碳密度
· 一
面积 储量
· 一
砖红壤
赤红壤 , ,
水稻土 ,
石灰土 、 ,
紫色土 。
石质粗骨土
山地草甸土 比 践由 、汪
沼泽土 召
潮 土 、
火山灰土 、
滨海盐土 肠
沙 土
硫酸盐土 旅
总 计
,
,
‘
,
,
‘
,
壤红黄
期 甘海华等 广东土壤有机碳储量及空间分布特征
和 其土壤有机碳储量分别 占全省
的 、 和
水稻土是广东省主要 的土壤类型之一 , 在全省
各地均有分布 , 面积 衬 其土壤平均有机碳
密度为
· 一 “ , 高于全省的平均值 这主要
是由于水稻土长期淹水 , 有利于有机质的积累 , 水稻
土土壤有机碳储量
,
、 , 占全省有机碳
储量的
潮土主要分布于珠江三角洲和韩江平原一些地
势较高的地区 , 由于人为开发利用 , 土壤有机碳分解
快 , 其密度 只 有 ’ 一 , 其有 机 碳 储量 为
, 占全省有机碳储量的
土壤有机碳密度最低的是沙土和紫色土 , 分别
只有 和
· 一 , 其分布面积也不大 , 有
机碳总储量也只有 火 护
广东省土壤有机碳密度分布特征
从全省土壤有机碳密度总 的分布来看 图 ,
东南沿海地区土壤有机碳密度高于粤北 山区 土壤
有机碳密度为 一
· 一 地区主要分布于粤北
和粤中广大地区 , 面积为 , 占全省土壤
面积的 土壤有机碳密度为 一 巧
· 一 “
地 区 主 要 分 布 于 粤 东 的 沿 海 地 区 , 面 积 高 达
, 占全省土壤面积的 二者合
计占全省土壤面积 的 可见 土壤有机碳密
度主要在 一
· 一 “范围内变动
土壤有机碳密度
· 飞一 地 区主要分布
于粤东梅州部分地 区 , 面积仅为 时 , 占全
省土壤面积的 土壤有机碳密度 一 ’
一 “地 区主要分布于粤西的镰江 、 雷州等县市和粤
北的南雄市 , 面积仅为 衬 , 占全省土壤面
积的 土壤有机碳密度 巧 一
· 一 地区
主要分布于珠江 口 的北部和粤北乐 昌等地 , 面积为
时 , 占全省土壤面积的 “ 而土壤有
机碳密度
· 一 地区主要分布于珠江 口 和汕
头少量地势低洼和常年积水地区 , 面积为
, 占全省土壤面积的
广东省土壤有机碳密度的比较
砖红壤 、 红壤和赤红壤是广东省的主要土壤类
型 , 分布面积广 , 占广东省土壤面积的 , 其
土壤有机碳密度为 一
· 一 , 略低于全
国的平均水平 这是 由于广东地处热带亚热带地区 ,
水热条件较好 , 植被生长茂盛 , 但土壤有机质分解也
快 , 如果土壤过度开 垦 , 更易造成土壤有机质的损
失 广东省黄壤的有机碳密度为
· 一 , 高
于全国
· 一 这是由于广东的黄壤分布于
山区多为 自然土壤 水稻土的土壤有 机碳 为
· 一 “ , 高于全 国的平均水平 这可能是 由于广东
多为双季种植 , 残留在土壤中有机物较多 , 加上土壤
处于淹水状态 , 有利于有机碳的积累
表 广东和全国主要土壤有机碳密度的比较
【
· 一
土壤类型
阮一
砖红壤
赤红壤
广东 全国
六石,几凡、﹄,‘,卫今弋曰
‘奋
‘
,
且通‘‘
水稻上 ,
平 均
,
壤红黄
广东平均土壤有机碳密度为
· 一 , 与
全国相近 以 又 “ 澎作为全国土壤面积 ,
以 义 护 作为广东省土壤面积 , 广东省
土壤面积 占全国土壤面积的 , 而土壤有机碳
储量 占
结 语
图例
图 广东土壤有机碳密度分布图
加
·
一
广东省土壤有机碳总储量约为 “ ,
平均土壤有机碳密度为 ’ 一 , 土壤有机碳
密度总的分布规律是东南沿海地区高于粤北 山区 ,
土壤有机碳密度主要在 一
· 一 范围内变动
广东土壤有机碳储量的计算是根据第 次土壤
普查的土壤剖面的深度计算的 , 但土壤剖面以下 , 仍
有较多的碳 , 加上土壤空间分布的复杂性 以及人为
活动的影响等 , 因此实际广东土壤有机碳的数字应
比估算的大
应 用 生 态 学 报 卷
本 文 土壤有机碳储量 的计算方法 与 王 绍 强
等图的方法 相 同 , 但计算单位和 土壤剖面 数量不
同 由于本文以土属为单位进行计算 , 在广东省选取
的土壤剖面多达 个 , 而王绍强等以土类和亚类
为单位进行计算 , 并且根据全国 个土壤剖面
来计算的 如何提高土壤有机碳储量估算的精度 , 减
少差异 , 有待进一步研究
参考文献
一
方精云
, 一 刘国华 , 一 徐篙龄
” 一 一 一
王庚贩 , 一 温玉玺
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瀚 了 刃〕 云加
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钟继洪 ,
一 张秉刚 ,
一
唐淑英 ,
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作者简介 甘海华 , 男 , 年生 , 副教授 , 主要从事土地资
源 与 应用研 究 , 发 表论文 多 篇
, 一
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《应用与环境生物学报 》 双月刊
刊号
一
一 邮发代号 一
本刊是中国科学院主管 , 中国科学院成都生物研究所主办 、 科学 出版社出版 、 国内外公开发行的全国性
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话 , 联系人 刘东渝 一 沁