贵州喀斯特小流域土壤有机碳及组分特征、形成机制和储量估算

Soil organic carbon (SOC) is the key material of the soil system, and is central to the functioning of all soils. The quantity, quality, profile and spatial characteristics and formation mechanism of soil organic carbon and its fractions is very important to profoundly reveal the productivity of the soils and accurate estimate the reservation and quality of soil organic carbon. This project takes soils of four Guizhou small Karst watersheds which are Chenjiazai small watershed, a demonstration watershed of rocky desertification controlling in Puding County, Xuejiahaizi small watershed, a Karst highland small watershed in Weining County, Potoucun small watershed, a Karst plateau grassland small watershed in Huaxi District, Guiyang City and Zhaiyi River small Watershed, a karst virgin forest small basin in Chaoyang town, Libo County as study regions, per 20cm soil samples will be collected from zero to one hundred centimeters according to grid sampling rules. Soil organic carbon content and fractions classified by Stewart's method will be analyzed. Data will be interpolated and analyzed using ArcGIS geostatistical analyst. Sross-mixed soil and surface organic matter from four small watersheds will also be cultured and tested so as to study the effect and mechanism of land use patterns, topographic position (slope, aspect, slope position) and different input of organic matters on soil organic carbon and its fractions including quantity and quality characteristics, profile characteristics and spatial characteristics and impact mechanism. More accurate estimation of reservation of soil organic carbon and its fractions will also be done in this project.

土壤有机碳（SOC）是土壤系统的关键物质，在土壤各种功能中处于中心地位。研究土壤有机碳及组分数量、质量、剖面和空间特征与形成机制对深刻揭示土壤生产力特征和精确估计土壤有机碳储量和质量有重要意义。以贵州省普定县陈家寨小流域（喀斯特石漠化治理小流域）、威宁县薛家海子小流域（喀斯特高原湖泊小流域）、贵阳市花溪区高坡乡坡头村小流域（喀斯特高原草地小流域）和荔波县朝阳镇寨笋河小流域（喀斯特原始森林小流域）土壤为对象，按照规则网格法采集0-100cm土层内每20cm土样，测定土壤有机碳含量及组分，利用ArcGIS进行空间插值和地统计分析，以及对不同小流域土壤和地表有机物质交叉混合培养试验研究贵州喀斯特小流域不同土地利用方式、不同地形部位（坡度、坡向、坡位）及不同有机物质输入下土壤有机碳及组分数量和质量特征、剖面特征和空间特征及影响机制，并对土壤有机碳及各组分储量进行精确估算。

土壤有机碳(SOC)是土壤系统的关键物质，在土壤各种功能中处于中心地位。研究土壤有机碳及组分数量、质量、剖面和空间特征与形成机制对深刻揭示土壤生产力特征和精确估计土壤有机碳储量和质量有重要意义。以贵州省普定县城关镇陈家寨喀斯特石漠化治理小流域、威宁县城关镇东山喀斯特高原湖泊小流域、贵阳市花溪区高坡乡云顶喀斯特高原稻田小流域和荔波县永康水族乡拉桥喀斯特原始森林与农田小流域为研究对象，前3个小流域按照规则网格法和第4个小流域按照横断面法分别采集0-20cm土层土样，测定土壤总有机碳含量和活性有机碳含量，利用ArcGIS地理信息系统地统计模块进行空间插值和地统计分析，研究贵州喀斯特小流域不同土地利用方式、不同地形部位（坡度、坡向、坡位）土壤总有机碳及活性有机碳含量和变异特征，采用地统计学参数和图层相关系数的方法分析土壤总有机碳及活性有机碳的空间分布特征。采用Stewart方法对每个小流域每种土地利用类型下10个0-20cm表层土壤样品进行分组并测定各组分有机碳含量，分析不同喀斯特小流域土地利用类型对组分有机碳的影响及差异。对每个小流域每种土地利用类型下开挖3个剖面，分层采集各土层土样，测定土壤总有机碳、活性有机碳和Stewart法分析各组分有机碳含量，分析其剖面分异及土地利用类型的影响和不同小流域间的异同。结果表明，陈家寨、东山、云顶和拉桥小流域土壤总有机碳平均含量分别为36.33±1.17gkg-1、26.84±0.66gkg-1、56.15±21.59gkg-1和37.20±32.08gkg-1。高坡乡云顶小流域土壤总有机碳平均含量最高，其次是拉桥、陈家寨，东山小流域最低。储量密度最高值为陈家寨小流域灌木林地，但流域平均值则是云顶小流域最高，说明淹水状态最有利于土壤有机质固定。土壤有机碳活度即活性有机碳比例是云顶小流域最高，说明稻田土壤有机碳稳定性差，一旦改为旱地，土壤有机质含量将快速下降。空间分布方面，4个小流域土壤有机碳均成斑块状分布格局，与土地利用和地形具有较好的一致性，说明土地利用和地形是影响土壤有机碳含量的主要因素。