伊犁昭苏草原黑钙土不同海拔高度土壤有机碳的垂直分布特征

阿不都赛买提·乃合买提，艾克拜尔·伊拉洪，赛牙热木·哈力甫,2

(1.新疆农业大学草业与环境科学学院，乌鲁木齐 830052；2.东北林业大学，哈尔滨 150040)

伊犁昭苏草原黑钙土不同海拔高度土壤有机碳的垂直分布特征

阿不都赛买提·乃合买提1，艾克拜尔·伊拉洪1，赛牙热木·哈力甫1,2

(1.新疆农业大学草业与环境科学学院，乌鲁木齐 830052；2.东北林业大学，哈尔滨 150040)

【目的】以伊犁昭苏草原黑钙土为对象，研究分析草原黑钙土有机碳含量、储量及密度的垂直分布特征及空间变异性。【方法】采用重铬酸钾-外加热法，测定不同海拔高度0～100 cm土层土壤有机碳含量，研究土壤有机碳储量与密度等在不同海拔高度和土层厚度上的空间变异性。【结果】伊犁昭苏草原黑钙土有机碳含量、碳储量和碳密度不仅随着海拔高度的升高而降低，而且也随土层厚度的增加呈降低趋势。研究区100 cm处有机碳含量、储量和密度在海拔1 000～3 000 m分别为64.70～616.79 g/kg、4.49×10-8～1.94×10-6Pg/hm2、3.26～194.27 kg/m2。典型草原黑钙土土壤有机碳含量、储量和密度与海拔高度呈显著负相关(r=-0.92，-0.943，-0.95)，与土层厚度呈极显著负相关(r=-0.989**，-0.968**，-0.966**)。【结论】伊犁昭苏草原黑钙土有机碳含量、储量与密度随着海拔高度的升高与剖面深度的增加而降低。

黑钙土；海拔高度；碳储量；碳密度

0 引 言

【研究意义】土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，是大气碳库的3倍，植被的2.5～3倍等，在全球碳平衡中具有更重要的作用[1]。土壤有机碳储量与气候、植被、地形等环境因子密切相关，对环境变量和土壤有机碳储量之间的关系进行统计分析对于评估未来土地利用变化和气候变化对土壤碳库的影响具有重要意义[2]。土壤有机碳(SOC)是土壤中较为活跃的部分，土壤有机碳在土壤生产力和全球碳循环中起着十分重要的作用[3]。土壤有机碳库轻微的变动，都会引起大气中碳浓度的变化进而影响全球气候的变化[4]。因此，土壤有机碳储量的估算成为近年来研究的焦点。新疆土壤有机碳的研究主要是针对特定的地区和生态群落进行的[5，6]，伊犁地区陆地面积仅占新疆陆地面积的3.4%，但其土壤有机碳库在新疆乃至干旱区土壤碳循环研究中都起着重要作用[7]。【前人研究进展】张月鲜等[8]经过地上植被状况的变化研究了植被退化对土壤有机质垂直分布特征的影响，阿依努尔·卡吾拉洪等[1]，王婧等[9]研究了新疆典型草原土壤有机碳垂直分布与土壤物理性质特征。近几年有关新疆草原退化研究结果表明，草原土壤的有机质作为一个评价草原退化程度的指标，随着各地草原土壤中有机质含量的变化，造成了新疆草原发生不同程度的退化[10-12]。【本研究切入点】国内外对陆地生态系统碳储量及动态变化的研究多集中在森林范围内，而对草地碳储量的研究很少[13]，因此草原的碳源、碳汇功能问题仍是目前国际上争论的热点[14-15]。以伊犁昭苏—草原黑钙土为对象，研究分析草原黑钙土有机碳含量、储量及密度的垂直分布特征及空间变异性。【拟解决的关键问题】计算与分析伊犁昭苏草原黑钙土的有机碳含量、储量和密度，为伊犁昭苏黑钙土的进一步研究和退化草地恢复研究提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 材 料

昭苏县位于新疆西北部，伊犁哈萨克自治州西南部，伊犁河上游特克斯河流域，特克斯-昭苏盆地西段。地理位置E80°08′～81°30′、N43°09′～43°15′，东西长136 km，南北宽128 km，土地总面积104 26.93 km2。年平均温度2.9℃，年极端最高温度33.5℃，极端最低温度-32℃。全年无霜期平均为105 d。年均降水量达512 mm(不包括2015～2016年降水量)，为全疆之冠。降水空间分布特点是东部多于西部，山区多于盆地，年均蒸发量为1 261.6 mm。年平均日照总数为2 699 h，全年太阳总辐射能为5 728.8 J。适宜粮食作物为春小麦，经济作物为油菜，作物一般一年一熟，农作物宜选择生育期比较短的早熟或早中熟品种。

1.2 方 法

1.2.1 数据收集

根据研究区域地形特征和符合自然规律的原则，以高程500 m为一个单元，将研究区等距划分为：1 000～1 500 m、1 500～2 000 m、2 000～2 500 m、2 500～3 000 m共4个等级，对比分析不同海拔高度下土壤有机碳垂直分布状况。

1.2.2 土壤样品采集

昭苏草原黑钙土的土层厚度深，实验测定了0～100 cm深度的有机质含量，在昭苏草原地中的154个样点中随机选28个样点，每个样地内采用S型取样法取4个土样并用四分法混合成一个混合样。每个样点挖掘深、宽、长为1.5 m×1 m×1.5 m土壤剖面，并按从下往上80～100 cm、60～80 cm、40～60 cm、20～40 cm、0～20 cm层级分层取样，每层取3个重复。共计28个土壤剖面，420个土样。

1.2.3 土壤有机碳储量、密度的计算

土壤有机碳密度是指单位面积一定深度的土层中土壤有机碳的储量。采用文献[16]方法计算：

SOCi=di·Pi·Oi×10-2.

(1)

Si=Ai·SOCi.

(2)

式中：i—土壤不同层次；

SOCi—土壤的碳密度(kg/m2)；

Di—土层平均厚度(cm)；

Pi—土壤平均容重(g/cm3)；

Oi—土壤有机碳含量(g/kg)；

A—各类型所占面积(m2)；

S—土壤有机碳储量(kg)。

2 结果与分析

2.1 海拔高度与土层厚度对有机碳垂直分布特征的影响

同一个海拔高度上不同土层土壤有机碳含量中，海拔1 000～1 500 m处不同土层厚度土壤有机碳含量中存在显著性差异，其他同一个海拔高度不同土层有机碳含量中没有显著性差异。不同土层有机碳含量最大值出现在海拔1 000～1 500 m处，为171.49 g/kg；而最小值在海拔2 500～3 000 m处，为3.35 g/kg。这表明伊犁昭苏草原土壤有机碳含量随海拔高度的升高而降低。表1

研究区海拔1 000～3 000 m处，每20 cm处有机碳含量变化范围为3.35～171.49 g/kg，每100 cm处有机碳总含量变化范围为64.70～616.79 g/kg。海拔1 000～1 500 m处从0～100 cm处土层有机碳含量在该海拔100 cm土层总有机碳含量中占的比例分别为27.80%、23.42%、18.74%、17.06%、12.98%，在海拔1 500～2 000 m的比例分别为25.90%、25.21%、19.22%、15.42%、14.25%，在海拔2 000～2 500 m处的比例分别为33.02%、22.40%、17.36%、14.15%、13.07%，在海拔2 500～3 000 m处的比例分别为31.13%、27.36%、19.19%、17.13%、5.19%。从上述的比例可知，土壤有机碳含量随着土层厚度的增加也同样降低。表1

2.2 海拔高度与土层厚度对有机碳储量垂直分布特征的影响

同一海拔高度不同土层厚度的有机碳储量达到显著性差异水平(P<0.05)，不同海拔高度同一土层厚度有机碳储量也达到显著性差异水平(P<0.05)。海拔1 000～1 500 m处100 cm土层内总有机碳储量出现最大值1.94×10-6Pg/hm2(1 Pg=1015g)，在海拔2 500～3 000 m处出现最小值4.49×10-8Pg/hm2，表明有机碳储量随着海拔高度的上升呈减低趋势。海拔1 000～1 500 m处不同土层有机碳储量在100 cm处总有机碳储量中占的比例分别为29.92%、28.24%、16.49%、16.27%、9.07%，海拔1 500～2 000 m处的比例分别为39.66%、37.45%、13.89%、5.47%、3.53%，海拔2 000～2 500 m处的比例分别为71.29%、20.43%、4.32%、3.20%、0.77%，海拔2 500～3 000 m处的比例分别为31.82%、31.62%、16.43%、15.21%、4.91%。有机碳储量随海拔高度的增高而降低，同时同一海拔高度不同土层中有机碳储量随着土壤剖面的加深也有减低的趋势。表2

2.3 海拔高度与土层厚度对有机碳密度垂直分布特征的影响

研究区海拔1 000～3 000 m处不同土层的有机碳密度变化范围为0.22～58.12 kg/m2。有机碳密度在海拔高度1 000～1 500 m处0～20 cm出现最大值58.12 kg/m2，在海拔2 500～3 000 m处80～100 cm出现最小值0.22 kg/m2，这表明随海拔高度的升高有机碳密度呈降低趋势。在海拔1 000～1 500 m处每个不同土层的有机碳密度100 cm处总有机碳密度中占的比例分别为29.92%、28.24%、16.49%、16.27%、9.07%，海拔1 500～2 000 m处比例分别为39.66%、37.45%、13.89%、5.47%、3.54%，海拔2 000～2 500 m处比例分别为68.60%、19.66%、4.34%、4.31%、3.08%，海拔在2 500～3000 m处的比例分别为42.04%、22.65%、21.03%、7.48%、6.80%。按照这个比例可知，同一个海拔高度不同土层的有机碳密度随土壤剖面的加深而降低。图1

图1 不同海拔高度与土层厚度下土壤有机碳密度垂直分布特征变化

Fig.1 The effect of altitude and soil depth on soil organic density vertical distribution characteristics

2.4 海拔高度、土层厚度与土壤有机碳含量、有机碳储量和密度之间的相关性

海拔高度与土壤有机碳含量、碳储量和密度之间存在负显著性相关(r=-0.92、-0.943、-0.95)，土层厚度与土壤有机碳含量，有机碳储存量，有机碳密度之间存在负极显著性相关(r=-0.989**、-0.968**、-0.966**)。相关性分析结果说明，土壤有机碳含量、碳储量和密度随着海拔高度与土层厚度的增加而降低趋势。表3

表3 海拔高度、土层厚度与有机碳含量、储量、密度之间相关性

Table 3 The correlation analysis between altitude, soil depth and organic carbon content, storage, density

项目Items海拔高度Altitude有机碳含量Organiccarboncontent有机碳储存量Organiccarbonstorage有机碳密度Organiccarbondensity海拔高度Altitude1有机碳含量Organiccarboncontent-0921有机碳储存量Organiccarbonstorage-094307441有机碳密度Organiccarbondensity-09507491∗∗1

续表

表3 海拔高度、土层厚度与有机碳含量、储量、密度之间相关性

Table 3 The correlation analysis between altitude, soil depth and organic carbon content, storage, density

项目Items土层厚度Soildepth有机碳含量Organiccarboncontent有机碳储存量Organiccarbonstorage有机碳密度Organiccarbondensity土层厚度Soildepth1有机碳含量Organiccarboncontent-0989∗∗1有机碳储存量Organiccarbonstorage-0968∗∗0991∗∗1有机碳密度Organiccarbonstorage-0966∗∗0989∗∗1∗∗1

注：*和**分别表示0.05和0.01显著水平

Note:*and**represent 0.05 and 0.01 significance levels, respectively

3 讨 论

3.1 海拔高度与土层厚度对伊犁昭苏草原黑钙土有机碳含量的影响

有关草原土壤有机碳(SOC)垂直分布的研究结果表明[17]，SOC随剖面深度的加深而明显下降。刘伟等[18]的研究结果表明，4种草地类型土壤SOC均随剖面深度的增加而减少。研究结果表明，随着土层厚度的增加SOC均呈现出明显的递减趋势，此结果与前人研究一致。吕贻忠等[19]对表层SOC研究中提出，SOC随着海拔高度的增高而降低。此结果与研究得出的结论相同。伊犁昭苏黑钙SOC随着土壤深度的增加而减低的原因可能是土壤表层植物凋落物多，有机质积累量大，植物根系也大多分布在浅表层，而且伊犁昭苏地区的温度较低，降雨量大等自然因素促进浅层土壤中有机质的合成，因此该地区浅层SOC含量高。随着土层深度的增加，植物根系分布减少，有机质来源少，故而呈现出SOC随土层深度的增加而递减的趋势。孙慧兰等[20]研究指出，伊犁山地南北坡SOC含量均随土层厚度的增加而降低。相对而言0～10 cm与10～20 cm SOC差异比较大，而10～20 cm与20～50 cm SOC变化相对较小。研究中伊犁昭苏黑钙土SOC 0～60 cm差异比较大，60～100 cm土壤SOC差异比较小。

3.2 伊犁昭苏草原黑钙土有机碳储量的统计

土壤有机碳库(SOCP)是指全球土壤中有机碳的总量。植物通过光合作用固定的大气中碳素，相当一部分以有机质形式贮存于土壤[21]。SOCP是陆地生态系统中最大的碳库[22]。陆地生态系统中的土壤碳库，以森林土壤中的碳为最多，占全球土壤有机碳的73%；其次是草原土壤的碳，全球草地生态系统碳储量约为1 200 Pg[23]，其中约92%的碳储存在土壤中[24-25]，占全球土壤有机碳的20%左右。据以上方法估计我国SOCP为185.7 Pg，约占全球土壤总碳量的12.5%[26]。草地生态系统所贮碳量约为761 Pg，其中89.4%贮存在土壤中，另外10.6%贮存在植被中[27-28]，贮存在土壤中的碳远大于贮藏在地上生物中的碳，这一特征使草地成为全球碳循环研究的焦点。Ni[29]估算中国草地0～100 cm土层的平均有机碳储量为41.0 Pg，研究中估算昭苏草地0～100 cm土层的平均碳储量约为0.41 Pg，约占我国草地0～100 cm土层有机碳储量的0.01%。新疆伊犁州昭苏县草原土壤有机碳储量为全国草地土壤碳储量中占相当大的一部分，所以研究昭苏县草原土壤-大气碳循环、储量、密度和退化草地土壤恢复等方面很有科学意义。

3.3 海拔高度与土层厚度对伊犁昭苏草原黑钙土有机碳密度的影响

有机碳密度随着海拔高度与土层厚度的增高而降低。李龙等[30]在人工林土壤有机碳密度分布特征研究中探讨了0～100 cm土层不同林分土壤有机碳密度的变化研究结果表明；SOC富集在0～20 cm土层中，并随剖面深度的加深，SOC密度明显降低。相关性分析结果表明，海拔、土层厚度与SOC密度均呈显著负相关。这可能是因为伊犁昭苏草原上随着海拔高度的上升植被量减少，凋落物变少，所形成的SOC含量也少。黄一敏等[31]的研究指出影响草原土壤碳含量和密度的主要因素有土壤容重、地形、粘粒含量和年平均气温的影响很小，而降水量的影响比较大。昭苏在伊犁范围内降水量较大，温度较低的地区，因此研究中得到草原黑钙土SOC含量与密度比较高。Ni[29]估算中国草地0～100 cm土层的平均有机碳密度为13.2 kg/m2，Li等[32]估算中国草地0～100 cm土层的平均有机碳密度为10.0 kg/m2；不同学者估算的中国草地土壤有机碳密度存在较大的差异，其原因可能在于采用的模拟技术、设置的土壤参数、选取的草地分类系统以及划定的统计面积存在不一致所致[29，33-34]。研究中伊犁昭苏草地0～100 cm土层的平均有机碳密度为15.2 kg/m2，高于以前人草地有机碳密度结果，原因可能近几年来昭苏县降水量明显增加往年，有利于黑钙土有机质的合成，因而引起有机碳含量的增高。

4 结 论

研究区海拔1 000～3 000 m处，由0～100 cm土层平均SOC含量为113.07，95.26，73.98，62.95和52.14 g/kg、SOC储量为2.79×10-7，2.27×10-7，1.11×10-7，9.34×10-8，5.18×10-8Pg/hm2、有机碳密度为27.94，22.52，11.13，9.34和5.38 kg/m2，伊犁昭苏草原黑钙土SOC含量、储量和密度随土层厚度的增加而降低。

随着海拔高度的升高同一层土壤有机碳含量、储量和密度都降低趋势，由大到小的表现为1 000～1 500 m>1 500～2 000 m>2 000～2 500 m>2 500～3 000 m。同一海拔不同土层土壤有机碳含量、碳储量和碳密度都随着土层厚度的增加而降低，由大到小的表现为0～20 cm>20～40 cm>40～60 cm>60～80 cm>80～100 cm。

SOC含量，储量和密度随海拔高度与土层厚度的增加都呈负相关。伊犁昭苏草原SOC含量，储量和密度与海拔高度呈显著性负相关(r=-0.92、-0.943、-0.95)，与土层厚度呈极显著性负相关(r=-0.989**、-0.968**、-0.966**)。

References)

[1] 阿依努尔·卡吾拉洪，艾克拜尔·伊拉洪，阿布都卡哈尔·阿布都卡迪尔，等.新疆典型草原灰漠土有机碳垂直变化规律研究[J].新疆农业科学，2013，50(4)：674-681.

Ayinur Kawulahong，Aikebaier Yilahong，Abudoukahaer abudoukadier，et al.(2013). Study on the Vertical Changes of Organic Carbon in Typical Grassland Desert Grey Soil in Xinjiang，China [J].XinjiangAgriculturalSciences，50(4)：674-681.(in Chinese)

[2] 解宪丽，孙波，周慧珍，等.不同植被下中国土壤有机碳的储量与影响因子[J].土壤学报，2004，41(5)：687-699.

XIE Xian-li，SUN Bo，ZHOU Hui-zhen，et al.(2004). Soil Carbon Stocks and Their Influencing Factors Under Native Vegetations in China [J].ActaPedologicaSinica，41(5)：687-699.(in Chinese)

[3] Bolin, B., Degens, E. T., Kempe, S., & Ketner, P. (1979).TheGlobalCarbonCycle.Theglobalcarboncycle/. Published on behalf of the Scientific Committee on Problems of the Environment (SCOPE) of the International Council of Scientific Unions (ICSU) by Wiley.

[4] 李龙，姚云峰，秦富仓，等.半干旱区不同土层深度土壤有机碳变化[J].水土保持通报，2014，34(4)：118-122,2.

LI Long，YAO Yun-feng，QIN Fu-cang，et al.(2014)Change of Soil Organic Carbon in Different Soil Depths in Semi-arid Area [J].BulletinofSoilandWaterConservation，34(4)：118-122,2.(in Chinese)

[5] 贾宏涛，蒋平安，程路明，等.巴音布鲁克亚高山草原生态系统有机碳贮量的估算[J].新疆农业科学，2006，43(6)：480-483.

JIA Hong-tao，JIANG Ping-an，CHENG Lu-ming，et al.(2006)Estimation of Organic Carbon Storage of Bayinbuluke Alpine Grassland Ecosystem [ J].XinjiangAgriculturalSciences，43(6)：480-483.(in Chinese)

[6] 贾宏涛，赵成义，王益权，等.新疆三工河流域土壤碳库的估算[J].土壤通报，2005，36(34)：365-370.

JIA Hong-tao，ZHAO Cheng-yi，WANG Yi-quan，et al.(2005). Evaluation of Soil Carbon Reservoir in the Sangong River Basin in Xinjiang [J].ChineseJournalofSoilScience，36(34)：365-370.(in Chinese)

[7] 李赟，贾宏涛，董自红，等.新疆伊犁地区土壤有机碳储量估算[J].新疆农业大学学报，2008，31(1)：64-66.

LI Yun，JIA Hong-tao，DONG Zi-hong，et al.(2008). Estimation of Organic Carbon Storage of Ili Prefecture，Xinjiang [J].JournalofXinjiangAgriculturalUniversity，31(1)：64-66.(in Chinese)

[8] 张月鲜，李素艳，孙向阳，等.荒漠草原土壤有机质碳稳定同位素特征研究[J].水土保持学报，2011，25(3)：164-168.

ZHANG Yue-xian，LI Su-yan，SUN Xiang-yang，et al.(2011). Research on Characteristics of Soil S Table Carbon Isotope Composition in Desertification Grassland [J].JournalofSoilandWaterConservation，25(3)：164-168.(in Chinese)

[9] 王婧.伊犁草原黑钙土理化特征及质量评价研究[D].乌鲁木齐：新疆农业大学硕士论文，2014.

WANG Jing.(2014)..StudyonthePhysicochemicalCharacteristicsandQualityAssessmentofSteppeChernozemsinYili[D]. Master Dissertation. Xinjiang Agricultural University, Urumqi.(in Chinese)

[10] 董智新，刘新平.新疆草地退化现状及其原因分析[J].河北农业科学，2009，13(4)：89-92，96.

DONG Zhi-xin，LIU Xin-ping.(2009). Status and Cause Analysis of Grassland Degradation in Xinjiang [J].JournalofHebeiAgriculturalSciences，13(4)：89-92，96.(in Chinese)

[11] 景辉，张步廉，赵永卫，等.新疆草地现状、退化原因及治理对策[J].新疆畜牧业，2010，(9)：58-61.

JING Hui，ZHANG Bu-lian，ZHAO Yong-wei，et al.(2010).Present Situation of Xinjiang Grassland，Degradation Reasons and Countermeasures [J].TheXinjiangAnimalHusbandry，(9)：58-61.(in Chinese)

[12] 付爱良，杨刚，郑晓红，等.新疆荒漠草地退化的原因分析与修复对策探讨[J].草食家畜，2009，(1)：6-7.

FU Ai-liang，YANG Gang，ZHENG Xiao-hong，et al.(2009).Discussion on the Cause of Degradation and Restoration Countermeasures of Desert Grassland in Xinjiang [J].Grass-FeedingLivestock，(1)：6-7.(in Chinese)

[13] Hall, D. O., & Scurlock, J. M. O. (1995). Response of temperate and tropical grasslands to co 2, and climate change.JournalofBiogeography, 22(2/3):537-547.

[14] Fang, J., Yang, Y., Ma, W., Mohammat, A., & Shen, H. (2010). Ecosystem carbon stocks and their changes in china's grasslands.ScienceChinaLifeSciences, 53(7):757-765.

[15] 朴世龙，方精云，贺金生，等.中国草地植被生物量及其空间分布格局[J].植物生态学报，2004，28(4)：491-498.

PIAO Shi-long，FANG Jing-yun，HE Jin-sheng，et al.(2004). Spatial Distribution of Grassland Biomass in China [J].ActaPhytoecologicaSinica，28(4)：491-498.(in Chinese)

[16] 孙文义，郭胜利.黄土丘陵沟壑区小流域土壤有机碳空间分布及其影响因素[J].生态学报，2011，31(6)：1 604-1 616.

SUN Wen-yi，GUO Sheng-li.(2011).The Spatial Distribution of Soil Organic Carbon and It's Influencing in Hilly Region of Loess Plateau [J].ActaEcologicaSinica，31(6)：1,604-1,616.(in Chinese)

[17] 颜安.新疆土壤有机碳/无机碳空间分布特征及储量估算[D].北京：中国农业大学博士学位论文，2015.

YAN An.(2015).SpatialDistributionandStoragesEstimationofSoilOrganicCarbonandSoilInorganicCarboninXinjiang，China[D] PhD Dissertation. China Agricultural University, Beijing.(in Chinese)

[18] 刘伟，程积民，高阳，等. 黄土高原草地土壤有机碳分布及其影响因素[J].土壤学报，2012，(1) : 68-76.

Liu Wei, Cheng Ji-min, Gao Yang, et al.(2012)The Loess Plateau Grassland Soil Organic Carbon Distribution and Its Influencing Factors[J].SoilScience， (1) : 68-76. (in Chinese)

[19] 吕贻忠，张凤荣，孙丹峰，等.百花山山地土壤中有机质的垂直分布规律[J].土壤，2005，37(3)：277-283.

Lü Yi-zhong，ZHANG Feng-rong，SUN Dan-feng，et al.(2005) Altitudinal Distribution of Soil Organic Matter in Soils on Baihua Mountains[J].Soils，37 (3)：277-283. (in Chinese)

[20] 孙慧兰，李卫红，杨余辉，等.伊犁山地不同海拔土壤有机碳的分布[J].地理科学，2012，32 (5): 603-608.

SUN Hui-lan，LI Wei-hong，YANG Yu-hui，et al.(2012)Soil Organic Carbon Changing With Altitudes on the Ili Mountainous Region[J].ScientiaGeographicaSinica，32 (5): 603-608. (in Chinese)

[21] 李明峰，董云社，耿元波，等.草原土壤的碳氮分布与 CO2排放通量的相关性分析[J].环境科学，2004，25 (2) : 7-11.

Li Ming-feng，Dong Yun-she，Geng Yuan- bo，et al.(2004) Analyses of the Correlation between the Fluxes of CO2and the Distribution C&N in Grassland Soils[J].EnvironmentalScience，25 (2) :7-11. (in Chinese)

[22] 董元章.物理化学[M].北京：科学出版社，1998：1-417.

DONG Yuan-zhang.(1998).PhysicalChemistry[M]. Beijing：Science Press：1-417.(in Chinese)

[23] 杨红飞，穆少杰，李建龙，等.气候变化对草地生态系统土壤有机碳储量的影响[J].草业科学，2012，29(3)：392-399.

YANG Hong-fei，MU Shao-jie，LI Jian-long，et al.(2012). Effects of Climate Change on Soil Organic Carbon Storage of Grassland Ecosystem[J].PrataculturalScience，29(3)：392-399.(in Chinese)

[24] Lal, R., Kimble, J., Levine, E., & Stewart, B. A. (1995). Soils and global change.AdvancesinSoilScience.

[25] Francey, R. J., Tans, P. P., Allison, C. E., Enting, I. G., White, J. W. C., & Trolier, M. (1995). Changes in oceanic and terrestrial carbon uptake since 1982. Nature, 373(6，512):326-330.

[26] 李学桓.土壤化学[M].北京：高等教育出社版，2001：2-10.

LI Xue-huan.(2001).SoilChemistry[M].Beijing：Higher Education Press: 2-10. (in Chinese)

[27] Sombroek, W., G., Nachtergaele, F., O., Hebel, & A. (1993). Amounts，Dynamics and Sequestering of Carbon in Tropical Soil.RoyalSwedishAcademyofSciences，(22)：417-425.

[28] Reeder, J. D., & Schuman, G. E. (2002). Influence of livestock grazing on c sequestration in semi-arid mixed-grass and short-grass rangelands.EnvironmentalPollution, 116(116):457-463.

[29] Ni, J. (2002). Carbon storage in grasslands of China.JournalofAridEnvironments, 50(2):205-218.

[30] 李龙，姚云峰，秦富仓，等.黄花甸子流域人工林土壤有机碳密度分布特征[J].西北农林科技大学学报(自然科学版)，2016，44(2)：77-82.

LI Long，YAO Yun-feng，QIN Fu-cang，et al.(2016).Distribution Characteristics of Soil Organic Carbon Density of Different Forests in Huanghuadianzi Watershed [J].JournalofNorthwestA&FUniversity(Natural Science Edition)，44(2)：77-82.(in Chinese)

[31] 黄一敏，李心清，杨放，等.中国西南喀斯特森林土壤有机碳空间变化及影响因素[J].地球与环境，2016，44(1)：1-10.

HUANG Yi-min，LI Xin-qing，YANG Fang，et al.(2016).Spatial Variation of Soil Organic Carbon in Karst Forests of the Southwestern China and Its Affecting Factors [J].EarthandEnvironment，44(1)：1-10.(in Chinese)

[32] Kerang, L. I., & Wang, S. A. (2004).Vegetation and Soil Carbon Storage in China.ScienceinChinaSeriesD：EarthScience，47(1):49-57.

[33] 王绍强，刘纪远，于贵瑞，等.中国陆地土壤有机碳蓄积量估算误差分析[J].应用生态学报，2003，14(5)：797-802.

WANG Shao-qiang，LIU Ji-yuan，YU Gui-rui，et al.(2003). Error Analysis of Estimating Terrestrial Soil Organic Carbon Storage in China [J].ChineseJournalofAppliedEcology，14(5)：797-802.(in Chinese)

[34] 李东，黄耀，吴琴，等.青藏高原高寒草甸生态系统土壤有机碳动态模拟研究[J].草业学报，2010，19(2)：160-168.

LI Dong，HUANG Yao，WU Qin，et al.(2010). Modeling Dynamics of Soil Organic Carbon in an Alpine Meadow Ecosystem on Qinhai-Tibetan Plateau Using the Century Model [J].ActaPrataculturaeSinica，19(2)：160-168.(in Chinese)

Fund project:National Natural Science Foundation of China (41461048)

The Vertical Distribution Characteristics of Ili Zhaosu Grassland Chernozem Soil Organic Carbon at Different Altitudes

Abudousaimaiti Naihemaiti1, Aikebaier Yilahong1, Saiyaranmu·Halipu1,2

(1.CollegeofPrataculturalandEnvironmentalSciences,XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China; 2.NortheastForestryUniversity,Harbin150040,China)

【Objective】 This project aims to analyze the vertical distribution characteristics of Zhaosu grassland chernozem soil organic carbon content, carbon storage and density.【Method】Using Potassium dichromate external heating method to measure the soil organic carbon content in 0-100 cm soil depth at different altitudes and discuss their changes.【Result】Results showed that Ili Zhaosu grassland chernozem organic carbon content, carbon storage, carbon density revealed a trend of decrease with the increase of altitudes and the soil depths. Organic carbon content, carbon storage and density of 100 cm in the study area at the attitudes between 1,000-3,000 m were 64.70-616.78 g/kg, 4.49×10-8-1.94×10-6Pg/hm2and 3.26-194.27 kg/m2, respectively. The typical grassland chernozem soil organic carbon content, carbon storage density and altitude were negatively correlated. (r=-0.92，-0.943，-0.95) and had significantly negative correlation with the soil layer thickness (r=-0.989**，-0.968**，-0.966**).【Conclusion】Ili Zhaosu grassland chernozem soil organic carbon content, carbon storage and carbon density decreased with the increase of altitudes and depths in the profiles.

chernozem; altitude; carbon storage; carbon density

2016-10-20

国家自然科学基金项目(41461048)

阿不都赛买提·乃合买提(1990-)，男，新疆人，硕士研究生，研究方向为土壤生态学，(E-mail)2223773182@qq.com

艾克拜尔·伊拉洪(1963-)，男，新疆人，教授，博士，研究方向为土壤化学与植物营养学，(E-mail)akbarilahun@163.com

10.6048/j.issn.1001-4330.2017.01.020

S153

A

1001-4330(2017)01-0156-09