摘要：為分析半干旱區(qū)退化草地開墾后土壤無機(jī)碳儲量的變化，探討開墾對土壤無機(jī)碳的影響機(jī)制，以半干旱區(qū)開墾農(nóng)田（苜蓿地）為研究對象，以鄰近的退化草地（荒漠草原）作為對照，借助碳穩(wěn)定同位素技術(shù)，測定并計(jì)算0-300 cm土壤深度土壤無機(jī)碳（SIC）、次生碳酸鹽（PIC）和原生碳酸鹽（LIC）的儲量。結(jié)果表明，與退化草地相比，苜蓿地0-300 cm處的SIC總儲量顯著增加了88.42 Mg·hm-2，PIC總儲量顯著增加了105.71 Mg·hm-2，LIC總儲量顯著減少了17.29 Mg·hm-2。退化草地開墾促進(jìn)了PIC在深層土壤的積累，進(jìn)而促進(jìn)了SIC的增加，表明開墾能夠增強(qiáng)半干旱地區(qū)土壤的固碳能力，且PIC的增加導(dǎo)致了SIC的凈累積。

關(guān)鍵詞：土壤無機(jī)碳；次生碳酸鹽；原生碳酸鹽；退化草地；開墾農(nóng)田

中圖分類號：S812.2 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1672-2043（2024）07-1542-07 doi：10.11654/jaes.2024-0174

土壤碳儲量大約為陸地生態(tài)系統(tǒng)植被碳儲量的2.5-3．0倍，為大氣碳庫的2-3倍。土壤碳庫由土壤有機(jī)碳（SOC）庫和土壤無機(jī)碳（SIC）庫構(gòu)成。SOC是衡量土壤肥力的重要指標(biāo)，在土壤養(yǎng)分循環(huán)、提高土壤肥力以及維持和鞏固土壤結(jié)構(gòu)等方面起重要作用。因此，越來越多的研究關(guān)注于SOC庫的儲量與變化。SIC是土壤中含碳無機(jī)物的總稱，其儲量僅次于SOC，占全球土壤碳總量的38%。在植被恢復(fù)后影響區(qū)域碳收支方面，SIC與SOC具有同樣的重要性。尤其在干旱和半干旱地區(qū)，SIC作為土壤碳庫的主要形態(tài)，0-200 cm土層土壤中的SIC儲量可能是SOC的10倍，甚至17倍，且SIC積累速率很快，達(dá)到了SOC積累速率的1.4倍，易受到大氣、水、鹽分等因素的影響。因此，SIC的微小波動會造成很大影響，研究半干旱地區(qū)SIC對于評估區(qū)域碳收支具有重要的意義。然而，與SOC不同，很少有研究關(guān)注SIC的動態(tài)變化。

SIC根據(jù)不同存在形態(tài)可分為氣態(tài)的土壤CO2、液態(tài)的CO2-3溶液和固態(tài)的碳酸鹽，土壤中氣態(tài)和液態(tài)無機(jī)碳數(shù)量相對于固態(tài)的碳酸鹽來說較少，因此認(rèn)為SIC的主要成分是碳酸鹽。SIC主要包括原生碳酸鹽（LIC）和次生碳酸鹽（PIC）。LIC來源于成土母質(zhì)或母巖，是未經(jīng)風(fēng)化成土作用而自然保存下來的碳酸鹽；PIC是通過土壤的風(fēng)化成土作用，LIC與土壤中的CO2和水通過一系列化學(xué)反應(yīng)經(jīng)過溶解再沉淀而形成，其與土壤碳酸鹽的溶解、沉積以及SOC分解CO2的再轉(zhuǎn)化密切相關(guān)。LIC和PIC的數(shù)量可以通過測量SIC的δ13C值（δ13C-SIC）、SOC的δ13C值（δ13C-SOC）和SIC含量來量化。LIC和PIC沿土壤剖面的變化敏感而清晰地反映了SIC的溶解、轉(zhuǎn)移和沉淀，可以更好地理解SIC變化的機(jī)制。因此，分析LIC和PIC的變化，將有助于進(jìn)一步明晰SIC的變化。

我國干旱和半干旱區(qū)農(nóng)田面積為2.02×107 hm2。其中，僅依靠降水為水源的農(nóng)田（雨養(yǎng)農(nóng)田）占45%，同時(shí)依靠灌溉與降水的農(nóng)田（灌溉農(nóng)田）占55%。與雨養(yǎng)農(nóng)田相比，灌溉農(nóng)田更易受到人為影響，澆水施肥等灌溉措施對土壤碳庫的影響更大。灌溉措施改變了土壤含水量和土壤CO2濃度，可能會促進(jìn)碳酸鹽的形成。在引黃灌區(qū)，灌溉通常使用黃河水，水中Ca2+、Mg2+、HCO-3、CO2-3等離子含量較高，同樣可能會促進(jìn)碳酸鹽的形成與積累。本研究以半干旱區(qū)開墾農(nóng)田為研究對象，以鄰近的荒漠草原作為對照，借助碳穩(wěn)定同位素技術(shù)，測定并計(jì)算0-300 cm土壤深度SIC、PIC和LIC的儲量，分析半干旱區(qū)退化草地開墾后土壤無機(jī)碳儲量的變化，探討開墾對土壤無機(jī)碳的影響機(jī)制，以期為科學(xué)合理地評估半干旱區(qū)農(nóng)田土壤碳庫儲量提供科學(xué)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

本研究于2022年9月在寧夏回族自治區(qū)吳忠市鹽池縣上王莊展開。該地區(qū)海拔1540 m，屬于典型的溫帶大陸性季風(fēng)氣候。年平均降水量275 mm，73%出現(xiàn)在夏秋季。年平均氣溫為7℃，平均相對濕度為51%，無霜期為128 d。土壤類型為灰鈣土，其pH值在8.4-8.6之間，細(xì)顆粒（＜0.05 mm）少于10%，土壤Ca2+含量高達(dá)4.6 g·kg-1，Mg2+含量0.56 g·kg-1。1996年，鹽池縣實(shí)施了揚(yáng)黃灌溉工程，上王莊引入了黃河水灌溉，部分退化草地開墾成為農(nóng)田。退化草地開墾為農(nóng)田，一方面能用來保護(hù)水土、防風(fēng)固沙，另一方面能作為家畜的飼料，提供經(jīng)濟(jì)效益。本研究選擇上王莊附近的農(nóng)田（苜蓿地）與相鄰的退化草地（荒漠草原）作為樣地。農(nóng)田作物為苜蓿，1996-2014年該地種植玉米，2014年至今種植苜蓿，種植苜蓿已有10a。農(nóng)田土壤SOC含量為2.20 g·kg-1，pH值為8.10，全氮（TN）含量為0.21 g·kg-1，全磷（TP）含量為0.42 g·kg-1。通過漫灌的形式進(jìn)行灌溉，用水量為4 000m3·hm-2·a-1，每年收割3-4次。灌溉用水取自黃河水，水中富含HC03、Ca2+和Mg2+等離子，其中HC03含量高于200 mg·L-1，Ca2+含量63 mg·L-1，Mg2+含量23 mg·L-1。

經(jīng)過多年的封育禁牧，荒漠草原草地生態(tài)系統(tǒng)在不同的土壤條件下，恢復(fù)成為適應(yīng)各自生境的植物群落，除了面積較大的尚未恢復(fù)的雜草群落，荒漠草原分布面積較大的植物群落有蒙古冰草（Agropyronmongolicum Keng）群落、賴草[Leymus secalinus（Ceor-gi）Tzvel]群落、針茅（stipa capillata L．）群落和白草（Pennisetum centrasiaticum）群落等，蒙古冰草、賴草、針茅和白草群落植被覆蓋度分別為76.0%、73.6%、051.7%和26.7%?；哪菰寥繱OC含量為1.90 g·kg-1，pH值為8.30，TN含量為0．17 g·kg-1，TP含量為0.46 g·kg-1。

1.2 土壤取樣

選擇道路東側(cè)的苜蓿地為試驗(yàn)地，以道路西側(cè)的荒漠草原作為對照，兩地相隔100 m。在苜蓿地與荒漠草原各選取9塊10 m×10m的樣地，每個(gè)樣地內(nèi)，按照S形用直徑10 cm的土鉆取樣5次，每個(gè)采樣點(diǎn)以30 cm為一層，取至300 cm，5個(gè)樣點(diǎn)的同一土層土樣完全混合成一個(gè)混合樣品，共計(jì)180個(gè)混合樣品?；旌蠘悠凤L(fēng)干后，挑出所有根系，使用研缽?fù)耆心ズ?，過0.1 mm篩，用于測量土壤全碳（TC）含量、SOC含量和δ13C-SIC、δ13C_SOC值。在每個(gè)樣地內(nèi)，使用挖掘機(jī)挖出300 cm深的土壤剖面，用鐵鍬和鐵鎬沿土壤剖面垂直地面方向?qū)⑵拭骁P平，每個(gè)剖面以30 cm為間隔打人3個(gè)環(huán)）9（每個(gè)環(huán)59容積為100 cm），所有環(huán)刀帶回實(shí)驗(yàn)室測定土壤容重。

1.3 土壤分析

分別采用重鉻酸鹽氧化法和Vario EL III元素分析儀（Elementar，德國）測定所有180個(gè)篩選樣品的SOC含量和TC含量。SIC含量是通過從TC含量中減去SOC含量得到的。

為了測定每個(gè)篩分樣品的δ13C-SOC，將5g土壤在過量的鹽酸（2 mol·L-1）中浸泡24 h，以消除SIC。24 h后，用蒸餾水反復(fù)洗滌酸化后的土壤，直到其pH值超過5，然后在40℃下干燥。將干燥后的土壤放人元素分析儀（EA; Flash EA1112），置于1 000℃下燃燒，將SOC轉(zhuǎn)化為CO2。生成的C02被運(yùn)輸?shù)酵凰乇荣|(zhì)譜儀（IRMS; Finnigan MAT Delta plus XP）中，以測量δ13C-SOC值。每個(gè)樣品重復(fù)測量3次，3次測量中報(bào)告的813C_SOC的標(biāo)準(zhǔn)差均在0．3‰以內(nèi)。

為了確定每個(gè)篩分樣品的813C_SIC，將100 mg土壤與5 mL純磷酸在75℃的12 mL密封容器中完全反應(yīng)4h，將SIC轉(zhuǎn)化為C02，生成的C02被運(yùn)送到IRMS中測量813C_SIC值。每個(gè)樣品重復(fù)測量3次，3次測量中報(bào)告的δ13C-SIC的標(biāo)準(zhǔn)差均在0.3‰以內(nèi)。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析

根據(jù)Wang等，PIC含量計(jì)算如下：

式中：δ13C-SIC，δ13C-LIC和δ13C-PIC分別為SIC、LIC和PIC的δ13C值。本研究將δ13C- LIC設(shè)為- 1‰。δ13C-PIC的計(jì)算方法如下：

δ13C-PIC=δ13C-SOC+14.9‰（2）

式中，14.9包括碳酸鹽沉淀的同位素分餾10.5和C0，擴(kuò)散的同位素分餾4.4，代表δ13C-SOC與δ13C-PIC之間的平均差異。

LIC含量計(jì)算如下：

LIC含量=SIC含量-PIC含量（3）

SIC儲量計(jì)算如下：

M=0.1×D×B×Z×[（00-C）／100]（4）

式中：M為土壤碳儲量，Mg·hm-2;D為土壤深度，cm；B為土壤容重，g·cm-3;2為土壤碳含量，g·kg-1；G為礫石含量，以百分?jǐn)?shù)表示，本研究中為0。測定PIC和LIC的含量后，對PIC和LIC儲量的計(jì)算也用公式（4）。

采用配對樣本t檢驗(yàn)檢驗(yàn)苜蓿地與荒漠草原同一深度土層相關(guān)變量差異的顯著性。采用單因素方差分析（Duncan）比較各樣地土壤深度之間相關(guān)變量的差異。所有統(tǒng)計(jì)分析使用SPSS 27進(jìn)行，所有繪圖使用Origin 2022進(jìn)行。

2 結(jié)果與分析

2.1 SIC含量與儲量

與荒漠草原相比，苜蓿地30-60 cm土層的土壤容重顯著降低，而在300 cm內(nèi)其他土層土壤容重沒有顯著差異（表1）。

苜蓿地土壤0-300 cm深度土層SIC含量為12.19-18.13 g·kg-1，平均含量為14.97 g·kg-1；荒漠草原土壤0-300 cm深度土層SIC含量為10.12-13.25 g·kg-1，平均含量為12.12 g·kg-1。苜蓿地SIC含量顯著高于荒漠草原（P＜0．05）（圖1）。苜蓿地與荒漠草原SIC含量均隨土層呈現(xiàn)先升高后下降的趨勢，但荒漠草原0-240 cm土層SIC含量顯著低于苜蓿地相應(yīng)土層SIC含量（圖1）。苜蓿地SIC含量由0-30 cm處的13.17 g·kg-1開始逐漸增加，在90-120 cm處達(dá)到峰值18.13 g·kg-1后逐漸下降至270-300 cm處的12.19 g·kg-1?；哪菰璖IC含量由0-30 cm處的10.12 g·kg-1開始逐漸增加，在120-150 cm處達(dá)到峰值13.25 g·kg-1，之后逐漸下降，中間雖在210-240 cm處回升至12.46 g·kg-1，但總體仍呈下降趨勢。苜蓿地和荒漠草原下SIC含量差異極為顯著，0-210 cm處苜蓿地SIC含量均比荒漠草原相同土層高23%以上，90-120 cm處差異最大，高達(dá)41.50%。

苜蓿地和荒漠草原下0-300 cm SIC總儲量分別為494.53 Mg·hm-2和406.11 Mg·hm-2，兩個(gè)樣地間SIC總儲量存在顯著差異，苜蓿地SIC總儲量比荒漠草原高21.77%。在0-210 cm內(nèi)，除30-60 cm土層外，其余土層苜蓿地SIC儲量均顯著高于荒漠草原（圖2）。240-300 cm兩地SIC儲量無顯著差異。苜蓿地0-30 cm土層SIC儲量最低（38.29 Mg·hm-2），90-120cm土層最高（60.87 Mg·hm-2）；0-120 cm內(nèi)隨土層深度逐漸增加，120-300 cm內(nèi)隨土層深度逐漸減少。荒漠草原0-30 cm土層SIC儲量最低（31.28 Mg·hm-2），120-150 cm土層最高（44.89 Mg·hm-2）；0-150cm內(nèi)隨土層深度逐漸增加，150-300 cm隨土層深度呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢。苜蓿地0-210 cm土層（除30-60 cm土層外）SIC儲量均比荒漠草原相同土層SIC儲量高22%以上，150-180 cm土層差異最大，高達(dá)41.03%。

2.2 δ13C-SIC和δ13C-SOC

苜蓿地各土層的δ13C_SIC值均顯著低于荒漠草原（圖3），但兩個(gè)樣地各土層的δ13C-SOC值僅有個(gè)別土層（60-90、120-180cm）存在顯著差異。兩樣地δ13C-SIC值和δ13C-SOC值均隨土壤深度的增加呈增加趨勢。苜蓿地0-150 cm土層的313C_SIC值顯著低于150-300 cm處（圖3）。苜蓿地90-300 cm土層內(nèi)813C_SOC值無顯著差異，荒漠草原60-300 cm土層內(nèi)δ13C-SOC值差異不顯著。

2.3 PIC儲量與LIC儲量

當(dāng)δ13C-LIC分別為-2‰、-10‰、0、1‰、2‰時(shí)，苜蓿地0-300 cm PIC總儲量分別為249.99、284.69、310.70、330.94、347.15 Mg·hm-2（表2）。本研究中δ13C-LIC取-1‰。

苜蓿地0-300 cm土層深度內(nèi)PIC總儲量為284.69 Mg·hm-2，顯著高于荒漠草原（178.98 Mg·hm-2）。0-300 cm土層內(nèi)，每一土層苜蓿地PIC儲量均顯著高于荒漠草原相應(yīng)土層PIC儲量（圖4）。苜蓿地與荒漠草原30-60 cm土層PIC儲量差異相對較小，但苜蓿地PIC儲量仍比荒漠草原高19.28%。150-180 cm兩樣地PIC儲量差異最大，苜蓿地比荒漠草原高96.50%。苜蓿地與荒漠草原PIC儲量的垂直分布趨勢相同，均在0-120 cm隨土層深度逐漸增加，120-300 cm隨土層深度逐漸減少。

苜蓿地和荒漠草原LIC儲量隨土層深度增加總體呈上升趨勢。苜蓿地和荒漠草原0-300 cm內(nèi)LIC總儲量分別為209.83 Mg·hm-2和227.12 Mg·hm-2。僅有120-150 cm土層兩樣地LIC儲量存在顯著差異，其余土層LIC儲量無顯著差異（圖5）。

3 討論

3.1 SIC儲量的變化

研究發(fā)現(xiàn)，0-300 cm土層內(nèi)苜蓿地和荒漠草原下SIC儲量存在顯著差異（圖2），苜蓿地SIC總儲量比荒漠草原高88.42 Mg·hm-2。在我國新疆焉耆盆地、甘肅河西走廊中部地區(qū)，通過比較灌溉農(nóng)田與灌木地和沙地的SIC儲量變化，發(fā)現(xiàn)農(nóng)田SIC含量顯著高于沙地和灌木叢。在我國內(nèi)蒙古東部、青海北部，地處半干旱區(qū)的美國內(nèi)布拉斯加州和墨西哥西北部的研究均發(fā)現(xiàn)，灌溉農(nóng)田的SIC含量顯著高于與之臨近的草地和林地。本研究苜蓿地SIC總儲量只比荒漠草原高出21.77%，相比于上述其他研究數(shù)值偏低。這可能是因?yàn)槠渌芯客翆由疃茸疃噙_(dá)到100 cm，而我們的研究土層深度達(dá)到300 cm，研究區(qū)土壤100 cm以下SIC儲量同樣很高，減小了兩個(gè)樣地之間的差異。

以上研究表明，半干旱區(qū)退化草地開墾成為農(nóng)田能夠顯著提高SIC儲量，從而具有重要的固碳作用。干旱和半干旱區(qū)SIC累積的原因主要包括物理途徑和化學(xué)途徑。土壤黏粒的沉積可能是導(dǎo)致SIC累積的物理途徑。農(nóng)田和退化草地植被冠層能夠捕獲或截留降塵中富含SIC的粉粒和黏粒，使表層SIC不斷積累。然而，在本研究中，農(nóng)田和退化草地接受的降塵數(shù)量幾乎相同，且農(nóng)田表層和深層SIC的儲量均高于退化草地，這說明物理途徑不是造成農(nóng)田SIC高于退化草地的原因。PIC的形成與累積是導(dǎo)致SIC增加的化學(xué)途徑。在灌溉農(nóng)田中，灌溉水中的碳酸氫根向SIC的轉(zhuǎn)化和土壤呼吸產(chǎn)生的C02向SIC的轉(zhuǎn)化都可能會促使PIC的形成和累積，從而導(dǎo)致本研究中農(nóng)田SIC儲量顯著高于退化草地。這一假設(shè)也被本研究中PIC的變化驗(yàn)證。

3.2 PIC儲量的變化及其累積機(jī)制

準(zhǔn)確量化PIC的數(shù)量是合理分析退化草地開墾成為農(nóng)田導(dǎo)致的PIC變化的前提。根據(jù)公式（1）和（2），PIC含量的計(jì)算中δ13C-SIC、δ13C-SOC與SIC含量均為測定數(shù)據(jù)，僅有δ13C-LIC尚未確定。由于缺乏對沙漠土壤δ13C-LIC取值的具體研究，僅知道沙漠土壤的δ13C-LIC范圍從-2‰到2‰。當(dāng)δ13C-LIC分別為- 2‰、-1‰、0、1‰和2‰時(shí)，苜蓿地0-300 cm PIC總儲量分別增加111.90、105.71、101.75、99.06 Mg·hm-2和97.14 Mg·hm-2（表2）。五個(gè)值之間的最大差值為14.76 Mg·hm-2，與研究區(qū)0-300 cm處PIC儲量的標(biāo)準(zhǔn)差非常接近（表2），差異較小，說明δ13C-LIC賦值并未引起結(jié)果的顯著變化。因此，根據(jù)Wang等的研究，本研究中PIC儲量的計(jì)算將δ13C-LIC值設(shè)為-1‰較為合理。

兩個(gè)樣地0-300 cm土層內(nèi)PIC儲量差異更為顯著（圖4），苜蓿地PIC總儲量比荒漠草原高105.71Mg·hm-2。苜蓿地和荒漠草原0-300 cm內(nèi)LIC總儲量分別為209.83 Mg·hm-2和227.12 Mg·hm-2。僅有120-150 cm土層兩樣地LIC儲量存在顯著差異，荒漠草原120-150 cm土層比苜蓿地高5.67 Mg·hm-2（圖5）。

在0-120 cm土層，PIC儲量逐漸增加，之后隨著深度增加逐漸下降，這可能與淋溶作用有關(guān)。灌溉可能會導(dǎo)致土壤表層SIC溶解，之后隨著水流的下滲向下運(yùn)移，當(dāng)水流到達(dá)120 cm時(shí)下滲困難，溶解的碳酸鹽在此聚集沉淀，使得120 cm處PIC儲量最高。

PIC形成可用下列化學(xué)方程式表示：

CaCO3+H2O+CO2←→CaCO3+H++HCO←→Ca2++2HCO-3（5）

誘導(dǎo)PIC的形成和積累的機(jī)制有3種：（1）灌溉水中HCO-3向農(nóng)田輸入轉(zhuǎn)化為PIC：半干旱區(qū)農(nóng)田土壤普遍呈堿性，HCO-3隨灌溉水進(jìn)入農(nóng)田后，由于灌溉水在農(nóng)田不斷蒸散，土壤含水量逐漸降低，反應(yīng)式（5）向左進(jìn)行反應(yīng)，部分HCO3-在堿性土壤環(huán)境中與鈣鎂離子結(jié)合生成碳酸氫鹽，進(jìn)而形成PIC，導(dǎo)致SIC不斷累積。在本研究中，灌溉用水為黃河水，水中富含離子如Ca2+、Mg2+、HCO-3等，反應(yīng)式（5）向左反應(yīng)，因而產(chǎn)生了大量碳酸鹽，這可能是苜蓿地PIC儲量顯著高于荒漠草原的原因之一。此外，我們發(fā)現(xiàn)，在0-120 cm土層，PIC儲量逐漸增加，在120 cm以下的土層中，PIC儲量隨著深度增加逐漸下降，這可能與淋溶作用有關(guān)。灌溉可能會導(dǎo)致土壤表層SIC溶解，之后隨著水流的下滲向下運(yùn)移，可能是由于本研究中的人滲水只能到達(dá)120 cm處而不能繼續(xù)下滲，溶解的碳酸鹽在此聚集沉淀，使得120 cm處PIC儲量最高。根據(jù)以往的研究，隨著土地利用年限的增加，表層土壤無機(jī)碳含量逐漸減少，而深層土壤無機(jī)碳逐漸增加，可能的原因是灌溉過程中因淋溶作用溶于水中的無機(jī)碳向土壤深層運(yùn)動并不斷積累。（2）土壤呼吸產(chǎn)生的CO2向農(nóng)田輸入轉(zhuǎn)化為PIC：農(nóng)田土壤生物呼吸作用旺盛，向土壤釋放了大量CO2，使得農(nóng)田土壤CO2濃度比大氣CO2濃度高十幾倍甚至上百倍，極大地提升了土壤C02分壓。高CO2分壓環(huán)境能夠促進(jìn)土壤CO2溶解，產(chǎn)生大量HCO-3和H+。隨著土壤CO2溶解釋放的H+被農(nóng)田堿性土壤環(huán)境中和，反應(yīng)式（5）向左進(jìn)行反應(yīng)，CO2溶解后釋放的HCO3-與鈣鎂離子結(jié)合生成碳酸氫鹽，進(jìn)而形成PIC，導(dǎo)致SIC不斷累積。本研究中，農(nóng)田作物為苜蓿，土壤生物呼吸作用極其旺盛，苜蓿地土壤呼吸比荒漠草原高出88.2%，在高濃度CO2的作用下，導(dǎo)致苜蓿地PIC儲量顯著高于荒漠草原。（3）不添加Ca2+或Mg2+，碳酸鹽的溶解和沉淀在干濕條件下交替發(fā)生，導(dǎo)致LIC不斷轉(zhuǎn)化為PIC。本研究中苜蓿地和荒漠草原LIC儲量均隨著土壤深度的增加而增加，且在0-300 cm深度范圍內(nèi)苜蓿地LIC總儲量比荒漠草原減少了17.29 Mg·hm-2，即僅有17.29 Mg·hm-2的LIC轉(zhuǎn)化為了PIC，遠(yuǎn)低于PIC總的累積數(shù)量（105.71 Mg·hm-2），根據(jù)PIC和LIC儲量的變化，我們推測SIC的增加是由于PIC的累積，而不是LIC的變化。這說明在灌溉農(nóng)田中，過程（1）和（2）很可能均存在，導(dǎo)致了PIC的增加，最終導(dǎo)致了SIC的凈累積。

4 結(jié)論

（1）苜蓿地和荒漠草原土壤0-300 cm深度土層土壤無機(jī)碳總儲量存在顯著差異（P＜0．05），苜蓿地比荒漠草原高88.42 Mg·hm-2，表明開墾能夠增強(qiáng)半干旱地區(qū)土壤的固碳能力。

（2）苜蓿地土壤0-300 cm深度土層次生碳酸鹽總儲量為284.69 Mg·hm-2，顯著高于荒漠草原土壤（178.98 Mg·hm-2）。退化草地開墾為農(nóng)田促進(jìn)了次生碳酸鹽在深層土壤的積累，進(jìn)而促進(jìn)了土壤無機(jī)碳的增加。

（責(zé)任編輯：葉飛）

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目（32101596）