三江源地區(qū)高寒土壤有機(jī)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(guān)系是當(dāng)前環(huán)境問(wèn)題的核心內(nèi)容之一。陸地生態(tài)系統(tǒng)中土壤有機(jī)碳的源匯問(wèn)題、碳庫(kù)結(jié)構(gòu)問(wèn)題、碳循環(huán)平衡等一向是國(guó)內(nèi)外學(xué)界研究的熱點(diǎn)。土壤有機(jī)碳的庫(kù)容是極其巨大的，其微小的變動(dòng)將會(huì)顯著影響大氣CO2的含量，并以溫室效應(yīng)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(jī)碳總量高達(dá)335.1973×108 t，是全球土壤碳庫(kù)的2.4％左右

2、，占全國(guó)土壤有機(jī)碳量的23.44％，是地球生態(tài)系統(tǒng)的一個(gè)重要碳匯。青藏高原草地生態(tài)系統(tǒng)作為一個(gè)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(duì)全球氣候變化十分敏感。草地土壤通過(guò)呼吸排放的CO2高達(dá)11.78×108t C/a，約占中國(guó)土壤呼吸總量的28.3％，明顯高于全國(guó)乃至全球平均值。1970年代以來(lái)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(guó)絕大多數(shù)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤相比，最大的特點(diǎn)是人類的生產(chǎn)活動(dòng)對(duì)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(hù)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(diào)各異的16個(gè)層位。本文以下拉秀剖面為對(duì)象，在對(duì)其存續(xù)期間氣候反演的基礎(chǔ)上，按照其自然分異的層位采集樣

4、品，通過(guò)對(duì)各層位有機(jī)碳13C同位素、土壤有機(jī)碳氧化穩(wěn)定性、土壤有機(jī)碳組分、紅外光譜及核磁共振測(cè)試，研究探索剖面土壤有機(jī)碳的賦存特性。研究獲得的主要結(jié)論如下:
　　(1)剖面土壤14C中位年齡最為久遠(yuǎn)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(lái)疊加累積形成的加積剖面，作為具體表示該最為久遠(yuǎn)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(lái)，經(jīng)歷了6000aB.P.以

5、前的前期暖濕時(shí)段，中期4500a B.P.至6000aB.P.之間較為暖濕、多變、變動(dòng)幅度較大的時(shí)段以及后期4500aB.P.至今較為冷干的時(shí)段。在后期現(xiàn)代生草層所處的階段較本時(shí)段上一階段略微冷干。
　　(2)剖面土壤有機(jī)碳δ13C在-25.0％～-22.81％的較小范圍內(nèi)波動(dòng)，現(xiàn)代生草層的613C組成最負(fù)。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(jī)碳的氧化穩(wěn)定性存在前期容易氧化的有機(jī)碳含量較高變化較為規(guī)律，中期變化幅度較大復(fù)雜多變，后期難氧化有機(jī)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(jī)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(shí)段其一階段略低。剖面土壤有機(jī)碳的氧化穩(wěn)定性對(duì)氣候變遷做出了響應(yīng)，暖濕有利于氧化穩(wěn)定性低的有機(jī)碳形成，冷干則有利于氧化穩(wěn)定性高的有機(jī)碳形成保存。
　　(4)只有剖面存續(xù)的前期、中期的個(gè)

7、別層位富里酸、胡敏酸之和小于胡敏素，但對(duì)氣候變遷的響應(yīng)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(guò)程的逐步加強(qiáng)，胡敏酸的中后期較前期含量增加;鐵結(jié)合胡敏素、粘粒結(jié)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(jié)合胡敏素大于粘粒結(jié)合胡敏素，現(xiàn)代生草層鐵結(jié)合胡敏素較同期前一階段略低且小于粘粒結(jié)合胡敏素;前期總體鈣鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳之和大于殘?jiān)鼞B(tài)土壤

8、有機(jī)碳，中期部分層位鈣鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳之和略大于殘?jiān)鼞B(tài)土壤有機(jī)碳，后期鈣鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳、鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳之和小于于殘?jiān)鼞B(tài)土壤有機(jī)碳，但變幅較中期略有縮小;全剖面鐵鋁鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳恒大于鈣鍵合態(tài)土壤有機(jī)碳。
　　(5)剖面土壤有機(jī)碳官能團(tuán)主要以酚羥基為主，疏水性有機(jī)碳中芳香碳的含量總體大于烷基碳，親水性有機(jī)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(jī)碳含量大于親水性有機(jī)碳;現(xiàn)代