代杰瑞，喻 超，張 杰，寧振國(guó)，王增輝，程 鑫

1.山東省地質(zhì)調(diào)查院，濟(jì)南 250013

2.山東省第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘察院，山東 煙臺(tái) 264670

0 引言

在陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣交換的CO2中，土壤有機(jī)質(zhì)分解釋放的 CO2約占2/3［1－2］，土壤有機(jī)碳庫(kù)可視為大氣CO2的重要源與匯，其較小的變化就會(huì)對(duì)大氣碳量產(chǎn)生較大的影響，繼而影響全球氣候的變化，同時(shí)也能對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)的分布、組成、結(jié)構(gòu)和功能產(chǎn)生深刻影響［3］。因此，區(qū)域土壤有機(jī)碳（soil organic carbon，SOC）密度分布規(guī)律、影響因素及固碳潛力的研究已成為科學(xué)界研究的熱點(diǎn)問題。長(zhǎng)期以來(lái)，系統(tǒng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)的缺乏是土壤碳庫(kù)及其影響機(jī)制研究的一大障礙。2003年至今，中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局和山東省政府組織實(shí)施的多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查，采用雙層網(wǎng)格化立體調(diào)查，獲得了山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)陸域范圍內(nèi)表層（0～20cm）土壤和深層（120 cm以下）土壤海量高精度土壤地球化學(xué)數(shù)據(jù)，為準(zhǔn)確系統(tǒng)地計(jì)算不同層位土壤碳密度、碳庫(kù)儲(chǔ)量和變化研究奠定了基礎(chǔ)。

山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)位于山東省東部，陸域范圍包括青島、東營(yíng)、煙臺(tái)、濰坊、威海、日照6市及濱州市的無(wú)棣、沾化2個(gè)沿海縣，面積6.4萬(wàn)km2。筆者以這批調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，對(duì)區(qū)內(nèi)土壤有機(jī)碳密度變化規(guī)律和碳庫(kù)構(gòu)成進(jìn)行了研究，同時(shí)結(jié)合第二次土壤普查（以下簡(jiǎn)稱為“二普”）數(shù)據(jù)，對(duì)未來(lái)固碳潛力進(jìn)行了分析，以期對(duì)經(jīng)濟(jì)區(qū)增加土壤碳儲(chǔ)量、提高土壤肥力、保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及我國(guó)CO2減排戰(zhàn)略規(guī)劃提供指導(dǎo)。

1 數(shù)據(jù)來(lái)源與碳儲(chǔ)量計(jì)算方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源及數(shù)據(jù)處理

山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)自2003年開始，實(shí)施了多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查，樣品采集于2003年和2010年。土壤樣品采用網(wǎng)格布樣法采集，表層土壤采樣密度為1件/km2，在采樣點(diǎn)周圍50m范圍內(nèi)等量采集3～5點(diǎn)土壤組成一件樣品；同時(shí)采集深層土壤樣品，采樣密度為1點(diǎn)/4km2，平原區(qū)采樣深度150～200cm，山地丘陵區(qū)采集的是120cm以下30 cm的土柱，全區(qū)平均采樣深度約為150cm。筆者共采集表層土壤樣品65 124件，深層土壤樣品15 218件。土壤樣品分析由武漢巖礦測(cè)試中心承擔(dān)，按4個(gè)相鄰網(wǎng)格（表層樣4km2，深層樣16km2）的樣品組合為一個(gè)樣品進(jìn)行分析。采用X射線熒光光譜、等離子光譜、氫化物原子熒光光譜、發(fā)射光譜等一整套大型精密儀器分析54項(xiàng)元素（指標(biāo)），其中土壤有機(jī)碳、全碳經(jīng)硫酸、重鉻酸鉀消解后，采用硫酸亞鐵銨容量法進(jìn)行測(cè)定，分析檢出限0.02%，準(zhǔn)確度和精密度合格率均為100%。樣品采集、分析及質(zhì)量監(jiān)控按中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查規(guī)范（DD2005－01）》［4］執(zhí)行。山東省于20世紀(jì)80年代中期（1980—1985年）進(jìn)行了全省第二次土壤普查，從中收集了經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)表層不同類型土壤的365個(gè)有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)。

利用MapGIS軟件對(duì)多目標(biāo)調(diào)查有機(jī)碳數(shù)據(jù)進(jìn)行空間加密插值成圖，生成具有47個(gè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)區(qū)間的有機(jī)碳等值線圖；將所收集的二普有機(jī)質(zhì)數(shù)據(jù)除以Bemmelen系數(shù)（1.724）得到二普時(shí)期的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)，利用MapGIS空間分析功能把二普分析點(diǎn)位與“新圖”進(jìn)行相交分析，提取二普時(shí)期與多目標(biāo)調(diào)查同點(diǎn)位的有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)數(shù)據(jù)，進(jìn)行固碳潛力研究。

1.2 土壤碳儲(chǔ)量計(jì)算方法

單位面積一定深度的土體中碳儲(chǔ)量為土壤碳密度（soil carbon density，SCD）；4km2范圍內(nèi)，一定深度土體中碳的儲(chǔ)量為單位土壤碳量（unit soil carbon amount，USCA）；一定面積和深度土體中碳的總量為土壤碳儲(chǔ)量（soil carbon reserve，SCR）。本研究采用了0～20cm，0～100cm和0～160cm 3種不同的土層深度分別代表表層、中上層和全層土壤。

根據(jù)文獻(xiàn)［5］中的方法計(jì)算土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳密度及儲(chǔ)量。這一方法認(rèn)為土壤有機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)符合從表層到深層逐漸遞減的指數(shù)曲線模型（y＝aebx）空間變化規(guī)律，其計(jì)算土壤碳密度的本質(zhì)是對(duì)土壤剖面在垂直（z）方向上的積分，結(jié)果相當(dāng)于土壤碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)曲線與坐標(biāo)軸圍成的面積，采用該方法計(jì)算的有機(jī)碳密度誤差最?。煌寥罒o(wú)機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)剖面接近直線模型（y＝ax＋b），從表層到深層質(zhì)量分?jǐn)?shù)均勻遞減，故采用直線模型法計(jì)算無(wú)機(jī)碳在任意深度（0～200cm）內(nèi)的平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)，進(jìn)而求取土壤無(wú)機(jī)碳密度。

土壤有機(jī)碳密度（soil organic carbon density，SOCD）計(jì)算公式為

其中，

土壤無(wú)機(jī)碳密度（soil inorganic carbon density，SICD）計(jì)算公式為

其中，

式（1）—（4）中：SOCD和SICD分別為土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳密度（kg/m2）；TOC和TIC分別為一定深度內(nèi)土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳平均質(zhì)量分?jǐn)?shù)（10－2）；TOC1和TOC2分別為表層土壤和深層土壤有機(jī)碳實(shí)測(cè)質(zhì)量分?jǐn)?shù)（10－2），TIC1和TIC2分別為表層土壤和深層土壤無(wú)機(jī)碳質(zhì)量分?jǐn)?shù)（10－2），即全碳實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與有機(jī)碳數(shù)據(jù)之差；d1取表層土壤取樣中間深度（10cm）；d2為深層土壤取樣實(shí)際深度（范圍120～180cm，平均為160cm）；D為所要計(jì)算碳量的深度（分別取20、100和160cm）；ρ為土壤容重（g/cm3）；10為單位換算系數(shù)。土壤容重?cái)?shù)據(jù)見文獻(xiàn)［6］。

以上求出的“土壤碳密度”與單元格面積（4 km2）的乘積即為USCA，并進(jìn)一步換算為以t計(jì)單位。土壤有機(jī)碳量（soil organic carbon reserve，SOCR）與無(wú)機(jī)碳量（soil inorganic carbon reserve，SICR）之和即為SCR，單位為t。

2 土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量

2.1 不同層次土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量特征

根據(jù)公式（1）—（4），山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)表層（0～20cm）、中上層（0～100cm）和全層（0～160 cm）的土壤碳密度和儲(chǔ)量見表1。

表1 不同深度土壤碳密度與儲(chǔ)量Table 1 Statistics of SOC density and carbon storage in different depth of soil

從表1可以看出，3種土壤層位的SOC密度分別為2.06、7.11、9.61kg/m2。同全國(guó)典型地區(qū)SOC密度（表層3.19kg/m2、中上層11.64kg/m2、全層15.34kg/m2）［7］相比，各層 SOC密度均處于偏低水平。經(jīng)濟(jì)區(qū)陸域面積占國(guó)土面積的0.67%，而中上層SOC儲(chǔ)量（458.27Mt）卻僅占全國(guó)中上層儲(chǔ)量（1.857×105Mt）［7］的0.25%，說(shuō)明本區(qū)土壤還有很大的固碳潛力。

從土壤層次來(lái)看，表層SOC儲(chǔ)量占全層SOC儲(chǔ)量的21.39%，這個(gè)比率與吉林（23.74%）、四川（17.01%）、湖南（21.84）、河北（21.30%）［7］等多數(shù)省 份 相 當(dāng)，但 與 西 藏（57.00%）［8］、內(nèi) 蒙 古（35.56%）［9］等表層SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)豐富的地區(qū)相比偏低；中上層SOC儲(chǔ)量占全層的73.91%，SOC主要集中在100cm深度內(nèi)，100cm以下（100～160 cm）SOC儲(chǔ)量有限。

圖1為土壤有機(jī)碳、土壤無(wú)機(jī)碳（soil inorganic carbon，SIC）儲(chǔ)量在不同土壤層次中占全碳（total carbon，TC）儲(chǔ)量的比率，表層SOC儲(chǔ)量幾乎占到TC儲(chǔ)量的3/4；但隨土壤深度的增加，SOC所占比率逐漸減小，相應(yīng)SIC所占比率逐漸增大，從土壤全層看，二者所占比率差異已非常接近。這反映了不同深度土壤層TOC受地質(zhì)背景（母巖、地形地貌等）、土地利用和氣候等的影響程度不同，接受外界輸入的有機(jī)質(zhì)量也有很大差別。

2.2 不同統(tǒng)計(jì)單元的土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量

2.2.1 不同土壤類型有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量

山東省不同土壤類型SOC密度和儲(chǔ)量見表2。由表2可見：各土壤類型的中上層和全層的SOC密度大小順序一致；與表層土壤相比，中上層和全層土壤的SOC密度差異顯著，如中上層褐土SOC密度是新積土的1.71倍，全層石質(zhì)土SOC密度是風(fēng)沙土的2.48倍，是鹽土的1.47倍。

圖1 SOC、SIC儲(chǔ)量占TC儲(chǔ)量的比率隨深度的變化Fig.1 Ratio of TOC and TIC storage accounted for TC storage varies with depth

表層SOC密度較高的土壤類型有砂漿黑土（2.52kg/m2）、石質(zhì)土（2.51kg/m2）、褐土（2.48 kg/m2）、水稻土（2.47kg/m2），是全區(qū)表層SOC密度（2.06kg/m2）的1.19～1.22倍。石質(zhì)土和褐土是主要的森林土壤，林木（草）凋落物和動(dòng)物殘?bào)w富足，土壤有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)高；水稻土和砂漿黑土是優(yōu)質(zhì)農(nóng)業(yè)土壤，在生產(chǎn)中需合理使用使有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)保持較高水平；潮土作為經(jīng)濟(jì)區(qū)主要的土壤資源，經(jīng)長(zhǎng)期耕種后局部有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)下降明顯，其表層SOC密度（1.97kg/m2）在各土壤類型中偏低，且低于全區(qū)表層SOC平均密度。表層SOC密度較低的土 壤 類 型 主 要 為 新 積 土（1.49kg/m2）、鹽 土（1.49kg/m2）、風(fēng)沙土（0.91kg/m2）。新積土和風(fēng)沙土由于其物質(zhì)組成和成土歷史等原因，生物活動(dòng)相對(duì)較低，抑制了土壤中有機(jī)質(zhì)的積累，是農(nóng)業(yè)發(fā)展的不利因素；濱海鹽土有機(jī)質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)低，土壤鹽化或堿化對(duì)作物生長(zhǎng)造成影響，需進(jìn)行鹽漬化治理。

從表層SOC儲(chǔ)量來(lái)看，全區(qū)總儲(chǔ)量為132.64 Mt，其中儲(chǔ)量最豐富的為棕壤（35.40Mt），其次為潮土（26.46Mt）和粗骨土（26.11Mt），三者累計(jì)占總儲(chǔ)量的一半以上。值得重視的是砂漿黑土，其面積占全區(qū)面積的6.43%，而表層SOC儲(chǔ)量卻占全區(qū)的7.89%，土壤固碳效應(yīng)明顯，與砂漿褐土相類似的石質(zhì)土、水稻土、褐土，也具有較好的固碳效應(yīng)。

2.2.2 不同地貌類型土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量

經(jīng)濟(jì)區(qū)不同地貌類型表層SOC密度和儲(chǔ)量見表3。由表3可知：不同地貌景觀下，表層SOC密度以中山（3.36kg/m2）最高；其次是低山（2.46kg/m2）、山前傾斜平原（2.42kg/m2）、山間平原（2.25 kg/m2）和島嶼（2.10kg/m2），它們高于全省表層SOC密度的平均值；往下為丘陵（2.01kg/m2）和微傾斜低平原（1.91kg/m2）；三角洲平原（1.56kg/m2）最低。就儲(chǔ)量來(lái)看：山間平原表層SOC儲(chǔ)量最高，與丘陵一起，二者儲(chǔ)量共有73.88Mt，占到表層SOC總儲(chǔ)量的一半以上；再往下依次是微傾斜低平原、三角洲平原、山前傾斜平原、低山、中山、島嶼。SOC儲(chǔ)量的這種分布特征同各地貌類型的分布面積比率基本一致。

表2 不同土壤類型SOC密度及儲(chǔ)量Table 2 SOC density and storage of different soil types in Shandong Province

表3 不同地貌類型表層（0～20cm）SOC密度和儲(chǔ)量Table 3 Statistics of SOC density and storage in surface soil（0－20cm）of different landforms in Shandong Province

地貌類型SOC密度主要與土地利用方式有關(guān)。山區(qū)土地利用類型以林地為主，山前傾斜平原則以園地或草地為主。山區(qū)雨量充沛，林被覆蓋率高，植物光合作用將大氣中的CO2轉(zhuǎn)化為有機(jī)碳最終釋放固定在山區(qū)土壤中；園地經(jīng)長(zhǎng)期熟化，土壤有機(jī)質(zhì)高，同樣有利于有機(jī)碳的積累。相比而言，微傾斜低平原區(qū)和丘陵區(qū)是主要的農(nóng)業(yè)耕作區(qū)，受人類活動(dòng)影響較大，農(nóng)作物收割、秸稈焚燒均會(huì)使碳從土壤中流失；丘陵區(qū)土層薄，植被覆蓋率低，水土流失導(dǎo)致碳的流失也最為嚴(yán)重。

2.2.3 不同土地利用方式下的土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量

土地利用變化是陸地生物圈碳循環(huán)最主要的驅(qū)動(dòng)力之一［10－11］，即土壤有機(jī)碳密度及儲(chǔ)量變化將受到不同土地利用方式的影響。表4列出了經(jīng)濟(jì)區(qū)內(nèi)旱地、水澆地、菜地、園地、林地、草地等10種主要土地利用方式下的表層SOC密度及儲(chǔ)量。由表4可見：在耕地利用類型中，灌溉水田是表層SOC密度最高的土地利用類型，平均值為3.45kg/m2，是旱地（2.19kg/m2）的1.58倍，且高于全國(guó)水田（3.21 kg/m2）和旱田（2.84kg/m2）SOC密度［12］；水澆地（2.21kg/m2）和旱地（2.19kg/m2）SOC密度相當(dāng)且接近全區(qū)表層SOC密度（2.06kg/m2），菜地最低，僅為1.61kg/m2。其他用地類型中：表層SOC密度按林地（2.45kg/m2）、草地（2.36kg/m2）、園地（2.26kg/m2）依次降低，且均大于全區(qū)表層SOC密度；而居民及工礦用地（2.01kg/m2）、未利用地（沙地和鹽堿地）（1.77kg/m2）表層SOC密度偏低。由于多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查獲取的介質(zhì)為土壤樣品，水域類型統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可理解為河渠、湖泊、水庫(kù)坑塘等周邊土壤的TOC密度，而非水域本身，從表4可知，該用地類型的SOC密度最低，僅為1.60kg/m2。由以上可知，植樹造林?jǐn)U大林地、草地和綠化地面積以及旱地在現(xiàn)有條件下轉(zhuǎn)為園地，可以起到土壤碳匯作用，保護(hù)灌溉水田不被破壞，同時(shí)也是保護(hù)土壤碳庫(kù)。

從儲(chǔ)量來(lái)看：旱地面積接近全區(qū)面積的一半，表層SOC儲(chǔ)量最高；其次為水澆地。二者儲(chǔ)量累計(jì)105.14Mt，占表層SOC總儲(chǔ)量的76.45%，成為本區(qū)表層SOC的主要儲(chǔ)庫(kù)；盡管灌溉水田的SOC密度最高，但由于分布面積小，其儲(chǔ)量?jī)H占全區(qū)的0.86%。

3 表層土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量空間分布特征

半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)表層SOC密度空間分布見圖2。濰坊和東營(yíng)以水澆地為主，土壤類型主要為潮土和砂漿黑土，SOC密度整體處于中等偏低水平；經(jīng)濟(jì)區(qū)北部沿海地帶鹽堿地和沙地占優(yōu)勢(shì)，土壤類型為濱海鹽土和新積土，SOC密度最低；山地丘陵區(qū)以及魯東中低山區(qū)，土地利用以林地和園地為主，SOC密度較高，另外日照分布一定面積的灌溉水田（水稻土），也具有較高的土壤碳密度；其他地區(qū)土地利用以旱地為主，SOC密度處于中等水平。

表4 土地利用類型下表層（0～20cm）土壤有機(jī)碳密度和儲(chǔ)量Table 4 Statistics of SOC density and storage in surface soil（0－20cm）of different land uses in Shandong Province

圖2 山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)表層（0～20cm）SOC密度空間分布圖Fig.3 Distribution of SOC density in surface soil（0－20cm）of Blue Economic Zone of Shandong Peninsula

4 土壤固碳潛力分析

增加土壤有機(jī)碳的固定不僅可減少大氣CO2含量，而且對(duì)保障國(guó)家糧食安全具有重要作用。近年來(lái)評(píng)估土壤固碳潛力已成為國(guó)際科學(xué)界研究的熱點(diǎn)和難點(diǎn)。但由于不同研究者對(duì)潛力范疇的界定不同，區(qū)域尺度土壤固碳潛力的估算還存在很大的不確定性。區(qū)域土壤固碳潛力受區(qū)域氣候、土壤類型、農(nóng)業(yè)管理措施等綜合影響；因此，合理地評(píng)價(jià)固碳潛力，應(yīng)綜合考慮氣候、土壤類型和農(nóng)業(yè)措施等諸多因素。

4.1 土壤固碳潛力分析

由于資料匱乏，本文固碳潛力分析僅從實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)出發(fā)，采用多目標(biāo)和二普SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)差值（ΔTOC）與二普SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)做回歸分析（圖3），并將求解的方程（y＝－0.583 8x＋0.640 3）作為“碳源匯”潛力的回歸方程。從圖3可見，當(dāng)ΔTOC為0時(shí)，求得二普SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)為1.097%，即二普時(shí)期SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)小于1.097%的區(qū)域在到多目標(biāo)調(diào)查時(shí)期內(nèi)其質(zhì)量分?jǐn)?shù)總體表現(xiàn)為增加（碳匯），而質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于1.097%的區(qū)域表現(xiàn)為減小（碳源），按照同等因素條件影響下，多目標(biāo)調(diào)查獲得的SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在今后一定時(shí)期內(nèi)也理應(yīng)按這一規(guī)律進(jìn)行變化。

圖3 多目標(biāo)和二普SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)差值（ΔTOC）與二普SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)相關(guān)關(guān)系圖Fig.3 Correlation between SOC differences（ΔTOC，differences between the multi－target regional geochemical survey data and the second soil survey data）and SOC values originating from the second soil survey

根據(jù)該方法對(duì)區(qū)內(nèi)表層（0～20cm）不同土壤類型的未來(lái)碳匯（源）潛力進(jìn)行預(yù)測(cè)（表5）。由表5可知，所有土壤類型SOC儲(chǔ)量均不同程度升高，SOC儲(chǔ)量雖然局部地區(qū)減小，但整體呈增加的趨勢(shì)，尤其風(fēng)沙土、濱海鹽土和鹽土，增加量遠(yuǎn)大于減小量，總體將分別增加186.67%、128.45%和100.00%。這說(shuō)明在今后一定時(shí)期內(nèi)，研究區(qū)表層土壤將不斷地從環(huán)境中吸收碳，總體表現(xiàn)為“碳匯”效應(yīng)。未來(lái)SOC儲(chǔ)量可由132.64Mt增加至193.58Mt，凈增60.94Mt，主要集中在濱海鹽土中，占總固碳潛力的28.37%，其次集中在潮土和棕壤中，二者累積占總固碳潛力的44.90%。利用MapGIS空間分析功能，計(jì)算得出總“碳源”值為5.07Mt，總“碳匯”值為65.97Mt。

4.2 未來(lái)時(shí)期內(nèi)SOC密度空間變化特征

圖4為山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)“SOC源匯”分布圖。由圖4可見，研究區(qū)90.44%的區(qū)域SOC密度增加，SOC增加的“碳匯”區(qū)分布在東營(yíng)、濰坊市中北部以及經(jīng)濟(jì)區(qū)東部大部分區(qū)域，其中以東營(yíng)和調(diào)查區(qū)東部局部地段最為顯著，SOC密度增加1.0 kg/m2以上。

SOC密度降低的“碳源”區(qū)分布有如下3個(gè)特征：1）出現(xiàn)在濱州無(wú)棣—沾化以及濰坊西部灰?guī)r分布區(qū)，SOC密度將大幅度降低，一般降低0.71kg/m2以上，初步分析與SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)高、且處在高鈣高鹽的堿性環(huán)境中有關(guān)，未來(lái)將不利于有機(jī)碳增加［13－14］；2）經(jīng)濟(jì)區(qū)中北部中低山區(qū)，繼續(xù)毀林（草）開荒，林地、草地向旱地轉(zhuǎn)化將是導(dǎo)致未來(lái)形成“碳源區(qū)”的主要原因；3）礦集區(qū)以及城鎮(zhèn)所在地，城鎮(zhèn)用地及礦山用地的擴(kuò)大將是導(dǎo)致未來(lái)SOC密度降低的主要因素，但由于面積有限，由此造成的土壤“碳源”效應(yīng)相對(duì)較小。

圖4 經(jīng)濟(jì)區(qū)表層（0～20cm）土壤碳匯（源）潛力預(yù)測(cè)分布圖Fig.4 Spatial distribution of surface soil（0－20cm）carbon sinks and sources potential prediction in the economic zone

表5 經(jīng)濟(jì)區(qū)表層（0～20cm）土壤碳匯（源）潛力預(yù)測(cè)Table 5 Surface soil（0－20cm）carbon sinks and sources potential prediction in the economic zone

5 結(jié)論

1）利用山東省多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)，對(duì)山東半島藍(lán)色經(jīng)濟(jì)區(qū)表層（0～20cm）、中上層（0～100cm）和全層（0～160cm）3種土壤層位的SOC密度和儲(chǔ)量進(jìn)行了估算。結(jié)果表明，同全國(guó)典型地區(qū)SOC密度相比，各層SOC密度處于偏低水平，固碳潛力巨大。SOC主要集中在100cm深度內(nèi)，占全層儲(chǔ)量的73.91%，100cm以下（100～160 cm）SOC儲(chǔ)量有限。

2）不同土壤類型、地貌類型和土地利用類型的SOC密度有一定差異。從土壤類型看，表層SOC密度較高的有砂漿黑土、石質(zhì)土和褐土等；不同地貌景觀區(qū)表層SOC密度以中山最高，其次是低山、山前傾斜平原、山間平原和島嶼，而三角洲平原最低；就土地利用類型而言，灌溉水田的表層SOC密度最高，林業(yè)用地和草地的SOC密度較高，而旱地和水澆地儲(chǔ)量最高，二者累計(jì)占表層SOC總儲(chǔ)量的79.27%，成為本區(qū)表層SOC的主要儲(chǔ)庫(kù)。

3）SOC質(zhì)量分?jǐn)?shù)在氣候、地貌、土壤類型、農(nóng)耕管理措施以及土地利用方式等多種自然和人為作用下，區(qū)內(nèi)表層SOC密度分布總體上呈現(xiàn)為黃河三角洲平原和魯東沿海地帶最低、膠萊盆地和魯北平原中等、山地丘陵區(qū)以及中低山區(qū)偏高的分布格局。從20世紀(jì)80年代第二次土壤普查和本次多目標(biāo)區(qū)域地球化學(xué)調(diào)查數(shù)據(jù)所建立的回歸方程分析，發(fā)現(xiàn)未來(lái)本區(qū)表層土壤在區(qū)域碳循環(huán)中整體表現(xiàn)為“碳匯”效應(yīng)，尚有60.94Mt的固碳潛力，其中“碳源”量5.07Mt，“碳匯”量65.97Mt。

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