三江源地區(qū)高寒土壤有機碳賦存特性與氣候及植被變化的聯(lián)系：以下拉秀剖面古土壤序列為例.pdf

1、在全球變化的背景下，陸地碳循環(huán)與氣候變化之間的關系是當前環(huán)境問題的核心內容之一。陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機碳的源匯問題、碳庫結構問題、碳循環(huán)平衡等一向是國內外學界研究的熱點。土壤有機碳的庫容是極其巨大的，其微小的變動將會顯著影響大氣CO2的含量，并以溫室效應的方式影響全球氣候的變化。青藏高原是歐亞大陸最高最大的地貌單元，是地球陸地生態(tài)系統(tǒng)極其重要的組成部分。青藏高原土壤有機碳總量高達335.1973×108 t，是全球土壤碳庫的2.4％左右

2、，占全國土壤有機碳量的23.44％，是地球生態(tài)系統(tǒng)的一個重要碳匯。青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)作為一個碳匯，不僅在全球氣候變化中扮演著重要角色，而且青藏高原自身對全球氣候變化十分敏感。草地土壤通過呼吸排放的CO2高達11.78×108t C/a，約占中國土壤呼吸總量的28.3％，明顯高于全國乃至全球平均值。1970年代以來的30年間，由于土地利用變化和草地退化所釋放的CO2為30.23×108 t C，是土壤呼吸碳排放的9.1％，其中又以“黑土

3、灘”化等形式的草地退化引起的碳排放為主，約有29.53×108 t，占97.68％。
　　青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)土壤與中國絕大多數(shù)農業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤相比，最大的特點是人類的生產(chǎn)活動對土壤的存續(xù)狀態(tài)干擾少，使得其能夠保存一份天然狀態(tài)。下拉秀剖面位于青藏高原“三江源”自然保護區(qū)南部，在地理上屬于瀾滄江流域的源頭。剖面自然分異為厚度不等、色調各異的16個層位。本文以下拉秀剖面為對象，在對其存續(xù)期間氣候反演的基礎上，按照其自然分異的層位采集樣

4、品，通過對各層位有機碳13C同位素、土壤有機碳氧化穩(wěn)定性、土壤有機碳組分、紅外光譜及核磁共振測試，研究探索剖面土壤有機碳的賦存特性。研究獲得的主要結論如下:
　　(1)剖面土壤14C中位年齡最為久遠的年代是屬于中全新世的6688士32a B.P.，由于下拉秀剖面為中全新世以來疊加累積形成的加積剖面，作為具體表示該最為久遠年代的層位不在剖面的最底層，反而出現(xiàn)在剖面的中間偏下部位。剖面存續(xù)期間的中全新世以來，經(jīng)歷了6000aB.P.以

5、前的前期暖濕時段，中期4500a B.P.至6000aB.P.之間較為暖濕、多變、變動幅度較大的時段以及后期4500aB.P.至今較為冷干的時段。在后期現(xiàn)代生草層所處的階段較本時段上一階段略微冷干。
　　(2)剖面土壤有機碳δ13C在-25.0％～-22.81％的較小范圍內波動，現(xiàn)代生草層的613C組成最負。由613C組成獲取的C4植物豐度約在10％26％之間，現(xiàn)代生草層的C4植物主要由禾本科、旋花科兩科5種植物組成。
　　

6、(3)剖面土壤有機碳的氧化穩(wěn)定性存在前期容易氧化的有機碳含量較高變化較為規(guī)律，中期變化幅度較大復雜多變，后期難氧化有機碳含量較高變化較為規(guī)律的特征。剖面存續(xù)期間的土壤有機碳氧化穩(wěn)定系數(shù)前期小于1，中期變化幅度大，后期大于1.5，現(xiàn)代生草層所處階段較同時段其一階段略低。剖面土壤有機碳的氧化穩(wěn)定性對氣候變遷做出了響應，暖濕有利于氧化穩(wěn)定性低的有機碳形成，冷干則有利于氧化穩(wěn)定性高的有機碳形成保存。
　　(4)只有剖面存續(xù)的前期、中期的個

7、別層位富里酸、胡敏酸之和小于胡敏素，但對氣候變遷的響應不敏感;暖濕的氣候環(huán)境有利于富里酸的形成，冷干的環(huán)境有利于胡敏酸的，前期富里酸含量較高，隨著氣候冷干過程的逐步加強，胡敏酸的中后期較前期含量增加;鐵結合胡敏素、粘粒結合胡敏素之和前期較后期略高，中期多變且變化幅度大;部分層位的鐵結合胡敏素大于粘粒結合胡敏素，現(xiàn)代生草層鐵結合胡敏素較同期前一階段略低且小于粘粒結合胡敏素;前期總體鈣鍵合態(tài)土壤有機碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機碳之和大于殘渣態(tài)土壤

8、有機碳，中期部分層位鈣鍵合態(tài)土壤有機碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機碳之和略大于殘渣態(tài)土壤有機碳，后期鈣鍵合態(tài)土壤有機碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機碳之和小于于殘渣態(tài)土壤有機碳，但變幅較中期略有縮小;全剖面鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機碳恒大于鈣鍵合態(tài)土壤有機碳。
　　(5)剖面土壤有機碳官能團主要以酚羥基為主，疏水性有機碳中芳香碳的含量總體大于烷基碳，親水性有機碳的含量烷氧碳大于羧基碳而氨基碳含量最小，除P1層外剖面總體疏水性有機碳含量大于親水性有機碳;現(xiàn)代