Soil Organic Carbon Stocks in Deep Soils at a Watershed Scale on the Chinese Loess Plateau
黄土高原流域尺度上深层土壤有机碳储量
准确评价土壤有机碳储量对于碳管理和全面认识土壤在碳循环中的作用具有重要意义。然而，深层土壤有机碳储量及其影响因素在很大程度上被忽视。在黄土高原老叶漫渠流域，对0-500 cm（n = 73）三种土地利用方式的土壤有机碳储量和其他土壤性质进行了测定。农地、草地和灌丛土壤有机碳储量的垂直分布格局相似。然而，在0- 200-cm的层内，灌丛SOC储量显著低于农地和草地。0 ~ 100 cm，农地、草地和灌丛的土壤有机碳储量分别为2.64 ± 0.67、2.50 ± 0.69和1.99 ± 0.22 kg m−2，0 ~ 500 cm SOC储量分别为8.34 ± 2.26、8.37 ± 2.01和7.26 ± 1.00 kg m−2。壤土SOC储量显著高于砂土（P < 0.01），且坡中部的有机碳储量低于坡上部和坡下部。然而，遮荫区与非遮荫区SOC储量相似。Pearson相关分析表明，从100 cm土层到500 cm土层，土地利用方式、土壤质地和土壤含水量对土壤有机碳储量的影响显著。地形特征和pH值的影响随深度的增加而变化。随着时间的变化以及深度的增加，土壤有机碳在土壤深层中的储存量较大。这些信息对评估碳通量、估算碳储量以及世界各地深层区域碳循环管理至关重要。
缩写：CLP: 中国黄土高原；OC: 有机碳；SOC: 土壤有机碳；SWC: 土壤含水量。
土壤是陆地生态系统中最大的有机C（OC）库，并且含有比植物碳库和大气碳库更多的C。土壤可以作为大气CO2的汇或源。这一功能取决于碳输入（碳吸收）和碳输出（碳释放）之间的动态平衡，碳输入包括来自植物的有机物质和周转率，碳输出是由于分解。区域以及全球范围内土地利用、土壤实践或者土壤侵蚀速率的改变引起的土壤有机碳（SOC）含量的微小变化可能会显著影响大气中的CO2浓度，从而影响局部以及全球气候状况。了解土壤中有机碳含量的大小、空间分布、变化规律，以及控制有机碳含量的方法，对于评价主要生态地球化学过程和陆地-大气CO2交换是十分必要的。
近年来，对点位、局部、坡面、流域、地区、大陆以及全球尺度上不同生态系统中有机碳浓度和储量的空间分布和变化的评估引起了人们极大的兴趣。这些研究中的大多数都集中在0- 100-cm土层，其通常储存大部分SOC。然而，在更深的土壤层（低于100 cm）的SOC的积累可以大大有助于固碳。超过三分之二的植物年产量可以分配给地下结构，这些地下结构最终被并入土壤中。
深层土壤有机碳储量很大程度上取决于土壤深度。Nepstad等人发现，亚马逊森林土壤深度超过100 cm，其碳含量高于地上生物量，并且在年际或十年的时间尺度上，15%深层SOC发生了变化。Batjes研究表明，如果将100- 200 cm土层的数据包括在内，全球有机碳收支增加了60%。Jobbágy等人的研究发现，如果将100- 200 cm土层的有机碳数据与0- 100 cm土层的有机碳数据合并，全球有机碳储量增加了33%，如果将200- 300 cm土层的有机碳数据合并，全球有机碳储量又增加了23%。人们对深层SOC的探索产生了兴趣，例如600 cm、1100 cm和3800 cm。这些研究表明，在不同的空间尺度上估算SOC储量时，必须包括深层SOC。在亚马逊流域东部，100- 600 cm土层中储存的有机碳占0- 600 cm土层中储存的有机碳的50%左右，尽管深层（100 cm以下）的有机碳含量低于100 cm以上土层的有机碳含量。Rumpel等人最近总结了不同土壤层对SOC库的相对贡献，以及深层SOC的来源和变化机制。这些对深层土壤有机碳的研究进一步表明了探究深层土壤有机碳储量及其影响因素的必要性。
中国黄土高原（CLP）的土壤形成于深厚的黄土-古土壤沉积物，千百年来的耕作历史使得该地区形成了独特的地貌景观，同时也使该地区受到严重侵蚀。该地区的水土流失易受土地利用和气候变化的影响，造成SOC含量以及土地生产力下降。Liu等人研究表明CLP上0- 20 cm（2.64 kg m−2）和0- 100 cm（7.70 kg m−2）土层的平均SOC储量，低于中国相同深度的其他地区。
自20世纪90年代初以来，中国政府实施了各种计划，以控制水土流失和恢复生态系统可持续发展。因此，整个CLP植被覆盖率一直在增加，通过禁止在不适当的地点种植，同时利用多年生植物建立草地和森林固坡。这些多年生植物根系不断延伸，从深层土壤中提取水分和养分。例如，苜蓿（Medicago sativa L.），柠条（Caragana korshinskii Kom.），和南方油松（Pinus tabuliformis Carrière）的根系深度分别可达15.5、22.4和21.5米。深根系统可以改变水和C以及其他营养物的循环。CLP的植被恢复增加了调查深层土壤有机碳垂直分布的重要性。
深层土壤有机碳的分布和数量是多种物理、化学和生物过程及其在广泛时间尺度上相互作用的结果。这些过程受到气候，土壤性质，地形地貌，土地利用，植物特征，以及相关的生态，生物，和水文过程因素的影响。在这些因素中，土地利用可能是最容易由人类影响的一个因素。因此，评估土地利用对深层土壤有机碳的影响对于土地利用管理和规划以及土壤碳的可持续管理至关重要。
更好地了解深层SOC储量及其影响因素（例如，土地利用和地形）对于评估生态恢复项目对土壤碳循环的影响至关重要。模型预测的准确性、气候调节和土地覆盖变化取决于对多个土壤层中SOC分布的清晰了解。因此，本研究旨在确定：（i）流域尺度上，CLP风水侵蚀交错区，不同土地利用、地形和土壤质地下0-500 cm SOC储量;和（ii）不同深度SOC储量的影响因素。
研究区位于中国陕西省神木县以西14公里的老叶满渠流域（图1）。流域面积20 ha，属温带半干旱气候。年平均气温为8.4°C（1月和7月的最低和最高气温分别为-9.7 °C和23.7 °C）。降雨量从108.6 ~ 819.1 mm变化，年均降雨量为437.4 mm，其中降雨量70% ~ 80%集中在6 ~ 9月。年平均风速为2.2 m s−1。该地区是CLP典型的“水蚀风蚀交错带”。雨季，频繁的暴雨和/或洪水可能造成严重的水土流失。旱季，大风和表层土壤含水量低可能导致严重的风蚀。这个地区的生态系统很脆弱。天然植被以退化的半干旱草本植物为主。流域内土地利用类型主要为耕地（马铃薯[Solanum tuberosum L.或菜豆（Phaseolis vulgaris L.），草地（多年生禾本科和豆科植物，以本氏针茅 Stipa bungeana Trinius为主）和灌木林（主要以Korshinsk peashrub为主，白杨[Populus spp.]和杏[Prunus spp.]零星分布）。三种土地利用类型的海拔、坡度和植被列于表1。
图1 老叶满渠流域不同土地利用类型采样点（73）分布。
表1 老叶满渠流域三种土地利用类型环境变量汇总统计
收集50×50米网格中心的土壤样品，通过便携式GPS接收器确定其位置。一些位于深沟的采样点难以进入。对流域中剩余的73个样点进行了取样。用直径5 cm的土钻从0~10、10~20、20~60、60~100、100~200、200~300、300~400、400~500 cm 8个土层采集土壤样品584个。
重量含水量（SWC）（%w/w）通过烘干法测定。之后经过1.0毫米（质地和pH）或研磨后过0.25毫米（为了测定有机碳含量）筛网后进行风干和分析；需要注意的是在CLP，1.0至2.0 mm的土壤通常可以忽略不计。土壤质地是用Mastersizer2000通过激光衍射法测定的，土壤pH（在水中为1:5）是用带玻璃电极的pH计测定的。用Walkley-Black方法测量土壤有机碳含量。
利用容重（BD）数据和采样土层的厚度，根据单位面积土柱中单个样品的SOC质量分数计算出SOC总量。BD的采样和测量是在实验室进行的，成本高昂，而且往往不切实际，尤其是在深度低于1米的地方。因此，我们使用从CLP地区1254个实测数据集得出的BD值。对于CLP上的土壤，这种PTF的性能优于其他已建立的PTFs，例如Alexander、Manrique和Jones以及Balland等人提出的PTF。使用的PTF模型是：
其中，SG是坡度（°）。这个方程是从0-40 cm土层中收集的数据推导出来的，因此从520和510 cm深度的两个采样点收集了额外的数据（BD、SG以及SOC、粘土和泥砂的含量）来评估它的准确性。决定系数、均方根误差和平均残差分别为0.5940、0.1455和−0.1062，表明该方程用于预测深层地层密度是可行的。到目前为止，还没有开发出更好的模型来预测CLP深层的BD，而为其他地区开发的模型效果劣于公式1。
SOC储量，即单位面积土层的C质量，根据公式2计算。
其中SOCstock是SOC储量（kg m−2），SOC是SOC浓度（g kg−1），BD是土壤容重（g cm−3），F含量是直径2 mm的非土壤颗粒的比例（无量纲），∆d是土层厚度（cm），UFC是单位换算系数，值为0.01。在CLP，黄土土壤中出现粗碎屑的情况很少见，因此F可以忽略不计。CLP第四纪黄土沉积的细微结构是由于它们被风运移随后沉积到干旱源区。单位面积上给定土壤深度的碳质量为该深度内所有层的有机碳贮存量的总和。
计算基本统计参数，包括最小值、最大值、平均值和标准差。使用偏度和峰度的估计来评估数据分布的正态性。所有土壤剖面的土壤质地根据粘土、粉砂和砂粒的相对比例利用质地三角形进行分类。在流域尺度上，不同土地利用方式下的土壤剖面以土壤基本性质为特征，包括土壤含水率、质地和土壤pH值，深度为500 cm。采用方差分析（ANOVA）和最小显著差异检验方法，对不同土地利用类型、土壤类型和地形性质的土壤有机碳储量差异进行了评价，包括整个土壤剖面和组成土壤剖面的不同层次。
计算了皮尔逊相关系数，以确定有机碳储量与调查中的各种土壤和环境变量之间的相关性强度。为了进一步评价土壤有机碳储量与土地利用类型之间的关系，采用了典型的有序分类变量。三种土地利用类型中的每一种都分配了数字代码。这些编码对应于土地利用SOC存量平均值的顺序。每种土地利用类型的土壤有机碳储量大小顺序为：灌木林地<草地<农田。因此，土地利用由三个有序的数字编码变量表示：1=灌木林地；2=草地；3=农田。
为了简化统计分析和避免混淆的影响，有机碳储量按土壤类型（砂土或壤土）进行了划分。为了更好地评价土地利用对土壤有机碳储量的影响，并避免土壤类型的影响，只使用了60个壤质土壤样点的数据进行了单因素方差分析，即排除了其他13个砂质土壤样点的数据。然后利用方差分析进一步评估坡向（阴坡阳坡）和坡位（即上坡、中坡和下坡）对SOC储量的影响，作为地形影响的指标。
使用Microsoft Excel 2010、SPSS版本13.0或SigmaPlot版本12.0执行所有统计分析。采样点地图由地理信息系统软件（ESRI ArcMap 9.3）生成。
1.0~500 cm剖面土壤特性：
农田和草地各土层土壤质地相似，平均土壤组分含量相近（砂粒：34.1%和26.5%；粉砂：54.0%和60.8%；粘粒：11.9%和12.7%）（表2）。灌丛样地的平均含砂量较高（45.6%），粘土和粉粒的比例较低（9.8%和44.7%）。随着深度的增加，砂粒含量逐渐减少，粉粒含量逐渐增加。平均SWC由高到低依次为农田>草地>灌丛，灌丛与农田和草地差异显著（P<0.01）。三种土地利用的土壤pH值变化范围为9.0~9.2，但差异不显著（P>0.20），表明流域尺度上土壤pH在垂直方向和水平方向上都具有高度的均质性。
表2 老叶满渠流域三种土地利用方式下土壤的基本性质。
流域中土壤分为两类（表3）。73个样点中，壤土（n=60）和砂土（n=13）分别占82%和18%。农田和草地均为壤质土壤，灌丛样地68%为壤土（n=27），32%为砂土（n=13）。灌丛中壤质和砂质土壤中颗粒的垂直分布也表明了这一土地利用中不同的土壤质地模式（图2）。深层土壤含有更多的粘土，特别是在砂质表层土壤的地点。然而，砂质土壤的深层土壤相对比壤质土壤的土壤更砂化。
表3 老叶满渠流域三种土地利用方式下特定土壤类型的样地数量和相对百分比。
图2 老叶漫渠流域灌丛下（A）壤质土（n=27）和（B）砂质土（n=13）粘粒（< 0.002 mm）、粉粒（0.002-0.5 mm）和砂粒（0.5-1 mm）的垂直分布。以灰色勾勒或用蓝色填充的圆圈分别表示采样深度的测量值及其平均值。
流域0~500 cm剖面土壤有机碳平均浓度为1.40±1.12g kg−1。三种土地类型土壤有机碳浓度变化范围分别为0.84±0.20~4.69±1.22g kg−1（农田）、0.95±0.19~4.08±1.22g kg−1（草地）和0.80±0.24~2.87±1.36g kg−1（灌丛），具有高度的变异性（表2）。在所有土地利用方式下，表层土壤有机碳含量最高，变异程度最大。表层SOC含量随土层深度的增加而迅速下降，至1.00g kg−1左右，100 cm以下土壤有机碳下降相对较慢。灌丛土壤SOC浓度低于农田和草地。农田表层20 cm土壤有机碳含量略高于草地，但差异不显著。在深层土壤中，草地SOC浓度普遍高于农田。
2. 不同土壤类型、土地利用和地形的土壤有机碳储量：
2.1土壤类型
在0-500 cm土壤剖面的每一层中，壤质土壤的有机碳储量显著高于砂质土壤（图3）。在砂质土壤中，100~200、200~300、300~400、400~500 cm土层有机碳储量与0~100 cm土层有机碳储量的比值分别为0.65、0.76、0.87、0.88；在壤质土壤中，这一比值分别为0.64、0.60、0.60、0.59。这说明壤质土壤的有机碳储量大于砂质土壤。砂质土层越深，土壤有机碳的储存比例越高，而表层100 cm以下的土层则储存的有机碳越多。相反，壤质土壤中的C分布更为均匀。
图3.老野满渠流域两种土壤类型土壤有机碳储量垂直分布。不同的小写字母表示同一层内不同土壤类型的有机碳储量之间存在显著差异（最不显著差异检验：*P<0.05；**P<0.01）。
2.2 土地利用
在0~200 cm土层中，灌丛下土壤有机碳储量显著低于农田和草地下（图4）。而农田和草地土壤有机碳储量差异不显著。此外，在200 cm以下的深度，SOC储量在三种土地利用类型之间没有显著差异。不同土地利用方式下土壤有机碳储量的垂直分布规律基本一致。农田土壤有机碳分布格局较浅，表层土壤有机碳含量较多（图4A），灌丛土壤有机碳分布格局较深，深层土壤有机碳含量较高（图4C），草地土壤有机碳分布格局中等（图4B）。
图4老叶满渠流域三种土地利用方式下0-500 cm土壤剖面各层土壤有机碳（SOC）储量箱图（上图）。条形图（下图）显示了每一土层中的有机碳储量；条形图中的百分比是特定100 cm厚的SOC储量与0-100 cm土层的SOC储量的比例。蓝色圆圈表示给定100 cm厚的土层中的土壤存量与0-500 cm剖面中的总有机碳存量的比率。带有相同小写字母的方框表示同一土层在两种不同土地利用方式下的有机碳储量没有显著差异（最小显著差异检验：*P<0.05；**P<0.01）。
在200~500 cm深度范围内，0~100 cm土层的有机碳含量高于其他100 cm土层。在0~10 0 cm土层，农田、草地和灌丛下土壤有机碳储量分别为2.64 ± 0.6 7、2.50 ± 0.69和1.99 ± 0.2 2 kg m−2。在0~500 cm土层的相应数值分别为8.34 ± 2.26、8.37 ± 2.01和7.26 ± 1.00 kg m−2（图4）。农田、草地和灌丛下0~500 cm土层土壤有机碳储量分别是0~100 cm土层的3.2、3.4和3.6倍。100~500 cm各层土壤有机碳总平均储量分别占农田、草地和灌丛下0~100 cm土壤有机碳总量的54%、59%和66%。这表明在这些深层土壤中储存了相当数量的有机碳。
2.3 地形
土壤有机碳储量在阴坡和阳坡有显著差异（P < 0.01）（图5A）且仅在于200-300 cm和300-400 cm土层内。此外，坡位对其产生了显著的影响（图5B）。
图5 老叶满渠流域不同坡向和坡位土壤有机碳储量的垂直分布。同一小写字母相同的方框表示同一土层内不同方面或两个不同位置的有机碳储量没有显著差异（最小显著差异检验：*P < 0.05；**P < 0.01）。
2.4流域尺度土壤有机碳库的影响因素
皮尔逊相关分析表明，土壤有机碳储量与土壤质地的相关性最密切（表4）。粘粒、粉粒含量与土壤有机碳储量呈正相关，砂粒含量与土壤有机碳储量呈负相关。土壤表层（0-10 cm）的相关系数普遍高于深层土壤。各土层土壤有机碳储量与土壤水分含量均呈显著正相关（P < 0.05），但在10~20 cm土层的相关性较弱）。土壤有机碳储量与土壤pH的相关性随深度波动较大。各层土壤有机碳储量与坡度呈显著负相关。然而，土壤有机碳储量与海拔高度的相关性很弱，任何土层的相关性都不显著。
表4 老叶满渠流域73个采样点、8个深度SOC储量与土壤性质和环境变量的相关分析。
讨 论
1. 流域尺度土壤有机碳分布变异的来源：
土地利用对深度至少为200cm的土壤有机碳影响显著（图4）。不同的土地利用通常与不同类型的植被相关联，这会由于植物生产力、质量和周转时间的不同而导致SOC不同。农田土壤有机碳含量通常被认为低于草地或灌丛等自然土地利用类型。这是因为生物量不断被移走，农田中的土壤干扰可能会增加分解和侵蚀造成的损失。然而，本研究表明，灌丛土壤有机碳储量在200 cm以下的每一层都明显低于农田或草地（图4A）。在灌丛中，SOC相对较低的可能有四个原因。
1、农田施有机肥在中国历史悠久。肥料含有大量有机物质，粪便含有大量有机物质，其中一些已经以液体分解副产物的形式存在。溶解的有机碳可能从表层淋溶到壤质土壤的深层。淋溶的深度通常取决于降雨量，除了异常多雨的年份外，它将仅限于表层土壤。这还取决于有机碳与矿物土壤结合的能力，因此也取决于土壤的质地。
2、草本根系分布广泛，通过光合作用有效地积累生物量，由于季节生长期的提前和延后而延长了生长季节，以及植物资源的分配。后一个因素与草地植物的净初级生产量有关，草地植物的净初级生产量可能比灌木更大 。
3、灌木，如Korshinsk peashrub或表1中列出的其他物种，在冬季叶片脱落，这使得灌木需要比草本植物更长的时间来恢复生长 。
4、土地利用类型的分布往往与土壤侵蚀和侵蚀沉积物的沉积有关，这可能影响有机碳的迁移。通常在坡顶平坦的土地上建设农田，而土地管理措施保护土壤免受侵蚀，从而减少有机碳的转移。草地在减少地表侵蚀方面比灌丛更有效，在促进沉积方面比灌木更好，从而增加了SOC捕获和保留的机会。
灌丛下土壤有机碳储量低的另一个可能原因是农田和草地都有壤质土壤。相比之下，只有68%的灌丛有壤质土壤，32%的灌丛地有砂质土壤。土壤质地的异质性对土壤有机碳的变化分布起着重要作用（图2）。由于土壤含水率较低，即使形成了生物结皮，较粗的土壤通常具有相对较低的植被表面覆盖度。因此，灌丛较粗的土壤可能加剧了碳的流失，原因有两个。首先，砂质土壤较高的水力传导性可能会导致100 cm以下溶解有机碳的淋溶，特别是在降雨较多的年份。其次，植被覆盖率的减少可能会导致更大的侵蚀量。土壤质地对土壤有机碳的显著影响在其他研究中也有报道。
坡位等地形特征对流域尺度土壤有机碳分布也有显著影响（图5）。这与Schwanghart等人研究结果一致。土壤有机碳储量在坡中部最低，坡顶最高，这与Norton等人的结果不同。 造成这些差异的主要原因有三个。
1、如上所述，所有农田都位于坡顶，这意味着施有机肥可能增加C储量，特别是在0到100 cm的土层范围内。在俄勒冈州彭德尔顿农业研究中心的长期实验（80年）中，年降雨量与研究流域相似，有机肥对30 cm以下SOC的贡献也是有限的。
2、坡中部砂质土壤较多，这表明更多的C可以优先淋失到深层土壤中，可能在100 cm以下，而C的横向迁移过程较弱。
3、世界各地研究区的土壤和水文过程是不同的。例如，Norton等人研究区域的土壤来自冲积物，SOC主要受海拔、岩性和植被的驱动。相比之下，研究区的黄绵土是在风砂堆积上形成的，沉积仍在进行中而影响碳过程的主要因素是水分运动、土壤质地和土地利用。
在我们的研究中，坡向对SOC的影响总体上很弱（图5A），可能是由于海拔的变化相对较小（75米）。一般来说，海拔高度会影响太阳辐射的分布，从而影响C循环。在更大的海拔范围海拔和坡向对土壤有机碳的影响内显著增加。
2. SOC储量随深度的变化：
不同土地利用类型深层（100-500 cm）SOC储量随着深度的增加而减少，如图3至图5所示。在本研究中，0-100 cm层有机碳储量的减少趋势与以前对中层沉积物的研究以及其他具有不同植被的研究地点一致。关于100 cm以下的SOC的研究很少。然而，本研究表明不同土地利用类型下，即随着土壤深度的增加，SOC水平下降相对缓慢。
土壤有机碳储量取决于深度（图4），受土地利用类型的分布和相关的植物根分布的深度影响，根系分泌物与根系分解物是土壤层中有机碳的主要来源。深层土壤有机碳的垂直格局在很大程度上取决于黄土的来源，而黄土最初是由风来移动和沉积的。古土壤层的SOC含量明显高于黄土层，这可能会影响深层SOC的垂直分布。土壤剖面的分层性表明，需要进行更详细的研究（例如，更精细的采样间隔）。在研究区内，阴坡土壤的上层之间和阳坡土壤的深层之间都存在着古土壤。土壤剖面中这些不同的位置可能是这些斜坡上发生的风和/或水土壤侵蚀速率的不同。
土壤有机碳主要储存在100 cm以下的深层土壤中。因此，只根据对表层100 cm研究，CLP的有机碳储存量被严重低估，因为深层土壤中的有机碳并未包括在内。如此高比例的有机碳储存在深层值得关注。与其他研究相比，本研究，OC在相应的层中所占的比例更高。因此，必须清楚地将储存在CLP深层土壤和世界其他地方的SOC的包括在内，以得到准确的全球C收支。必须仔细规划和执行以深层土壤为重点的研究，以正确评估全球SOC储量。
值得注意的是，表层和地下土壤中有机碳的相对重要性取决于土壤中有机碳以不同的速率分解和合成动态过程。随着时间的推移，深层SOC更稳定，因为它不直接受到天气和土壤干扰的短期影响。Rumpel等人研究表明，深层土壤50%的有机碳比微生物活性较高的上层土壤停留时间更长。放射性碳检测表明，深层土壤中的有机碳平均停留时间高达数千年。深层土壤中稳定的碳化合物浓度更高，停留时间更长。CLP深层的大量有机碳可能表明，这些层曾经是表土，上面沉积了更多的黄土。在有利于土成土过程的气候条件下，当SOC较高时，更有可能形成古土壤。深层有机碳可能来自有机质中最稳定的成分。在深层土壤形成过程中，几乎没有不稳定的碳残留。
草地和农田之间土壤有机碳储量差异不显著（图4）。灌丛中Korshinsk灌木根系较深，随着时间的推移，会在更深的土层中沉积碳，这可能使得整个剖面的有机碳总储量比其他土地利用类型高得多。
了解深层SOC的垂直分布及其影响因素对于评估气候变化同样很重要。例如，具有不同植被和气候条件的气候变化情景预测了根系分配的变化，包括地下生物量和根系分泌物，这将导致SOC垂直分布的巨大变化。根系或根系分泌物增加深层土壤有机碳，可能在一定程度上减缓大气二氧化碳的增加，特别是退耕还林政策的支持下。这项政策在土地利用模式和潜在的局部气候条件持续变化所带来的C循环中发挥着重要作用。
我们估测了CLP流域尺度上500 cm SOC储量和各种土壤性质以及地形特征。尽管三种土地利用方式下土壤有机碳储量的垂直分布规律相似。但在0~200 cm土层中，灌丛土壤有机碳储量显著低于农田和草地。农田、草地和灌丛下0~500 cm土层土壤有机碳储量分别是0~100 cm土层的3.2、3.4和3.6倍。在每100 cm厚的土层中，壤土的有机碳储量显著高于砂质土（P < 0.01）。坡中的SOC储量明显低于坡顶和坡底（P < 0.01），但阴坡和阳坡SOC储量相似。土壤有机碳储量与土地利用、土壤质地和土壤水分含量显著相关。与地形特征的相关性因土层而异。与土壤pH的相关性一般随着土壤深度的增加而增加。土壤有机碳的储存深度至少为500 cm，受土地利用、土壤质地和坡位的影响较大。深层SOC随时间和土层深度的变化而变化。这些信息对于评估世界各地碳通量、估计碳储量以及调节深层土壤碳循环是很重要的。
作者 | 丽平
编辑 | 回毅滢
