摘要
土壤有机碳库是陆地碳库的主要组成部分,已成为全球碳循环研究的热点之一。水稻土作为我国主要的农业土壤,其碳储量较高且固碳潜力远高于旱地土,深入研究水稻土有机碳的剖面分布及影响因素对区域土壤资源优化利用和农田碳循环机理正确认识具有重要意义。本文通过整理湖南省58个水稻土剖面各发生层土壤有机碳含量及密度,分析水稻土剖面有机碳分布特征,,并利用土壤类型法估算湖南省水稻土0~100cm深度有机碳密度及储量,借助地理探测器模型解析水稻土有机碳含量空间分异的影响因素。主要结论如下: (1)湖南省水稻土剖面样点有机碳含量分布特征:本研究58个水稻土剖面有机碳平均含量为10.38gkg-1,在发生层上有机碳含量大小表现为耕作层(22.94gkg-1)>犁底层(15.09gkg-1)>底土层(7.42gkg-1);从不同成土母质来看,石灰岩风化物发育的水稻土发生层有机碳含量最大;就不同区域水稻土剖面而言,各发生层有机碳含量整体上表现为湘西、湘中和湘南地区样点有机碳含量较高,湘东湘北地区较低。 (2)湖南省水稻土剖面样点有机碳密度分布特征:58个水稻土剖面1m深度平均有机碳密度为12.82kgm-2,在发生层上表现为底土层>耕作层>犁底层,与发生层厚度呈正比;从不同成土母质而言,底土层有机碳密度贡献值均超过50%,其中石灰岩风化物各发生层有机碳密度最高,最小值各不相同;从不同区域而言,底土层有机碳密度所占比例超过50%,整体上各发生层有机碳密度以湘西、湘南和湘中地区相对较高,而湘东和湘北地区相对较低;对比按固定深度分层和按发生分层两种分层方式计算得到的1m深度水稻土有机碳密度发现,按发生分层得到的有机碳密度高于按固定深度分层,两种结果差异显著。 (3)湖南省水稻土有机碳密度及储量估算结果:土壤类型法估算得到湖南省0~100cm深度水稻土有机碳密度为13.02kgm-2,有机碳储量为420.43×106t;有机碳密度在空间分布上呈现西南高、东北低的格局;就不同市州而言,常德市、邵阳市、永州市和衡阳市有机碳储量最高;就不同水稻土亚类而言,水稻土有机碳储量表现为潴育型水稻土>潜育型水稻土>淹育型水稻土>漂白型水稻土,其中潴育型水稻土有机碳存储能力最强,漂白型水稻土存储能力最弱;底土层是湖南省0~100cm深度水稻土主要的有机碳库。 (4)水稻土发生层有机碳影响因素:地理探测器结果显示,容重对各发生层水稻土有机碳含量空间分异解释程度最高,且与其他因子交互之后解释力显著增强;水稻土有机碳的空间分异并不是由单独某一个因子所决定,而是由多因子相互作用控制。