[发明专利]一种区域深层土壤剖面有机碳估算方法

说明书

本发明属于土壤有机碳估算方法领域，具体地涉及一种区域深层土壤剖面有机碳估算方法。包括：步骤1：选择区域进行土壤采样，测定土壤有机碳和土壤性质，对采样剖面土壤有机碳数据分析，筛选出能够模拟土壤有机碳垂直变化的负指数函数；步骤2：依据每个剖面0‑40cm深度土壤样品测定的表土性质与负指数函数参数的关系，筛选负指数函数参数的预测因子；步骤3：依据预测因子和负指数函数参数的线性回归关系，建立预测负指数函数参数的方程式，并将该方程式与负指数函数结合，估算区域尺度深层土壤有机碳。本发明方法可以进行任意区域深层土壤有机碳含量预测，为估算区域碳库和碳汇潜力提供数据基础，进而可以为区域土壤碳增汇的管理措施提供科学指导。

技术领域

本发明属于土壤有机碳估算的方法领域，具体地涉及一种区域深层土壤剖面有机碳估算方法。

背景技术

土壤碳储量约占全球陆地生态系统碳储量的66％-75％，其中55％的有机碳储存在深层土壤(1m)。在以往研究中，深层有机碳经常被忽视。但是，估算土壤剖面有机碳储量，尤其是深层土壤有机碳储量，对充分发掘土壤碳库的减排增汇效益具有重要意义。因此，土壤有机碳估算中应将深层土壤考虑在内，准确估算整个土壤剖面的有机碳储量，对于了解区域土壤有机碳储量和碳汇潜力，进一步提出科学合理的区域土壤增汇的管理措施至关重要。

在目前的深层土壤有机碳估算研究中，深层土壤有机碳估算主要采用深度分布函数，如负指数函数、对数函数、幂函数等。该方法要求至少在 0-1m土层深度采集3-4个土层的土壤样品，测定土壤有机碳含量，用于获得深度分布函数参数。区域深层土壤采样工作量大、耗时、耗力、费用较高，因此，该方法限制了区域尺度深层土壤有机碳的研究。

由此可以看出，在当前深层土壤有机碳估算方面，存在成本的限制、深层采样工作实施困难的问题，导致无法将深层土壤有机碳估算拓展到区域尺度。

发明内容

本发明针对上述现有技术存在的问题，本发明提出了一种区域深层土壤剖面有机碳估算方法，依据0-40cm深度的表土有机碳模拟负指数函数参数，解决成本高和采样工作实施困难等限制区域深层土壤有机碳估算的问题。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案如下：

一种区域深层土壤剖面有机碳估算方法，包括：

步骤1：选择区域进行土壤采样，测定土壤有机碳和土壤性质，将土壤有机碳实测数据和已有模拟土壤有机碳垂直分布的深度函数进行拟合，通过拟合结果的对比，选择能够模拟土壤有机碳垂直变化的最优深度分布函数，即负指数函数；

步骤2：依据每个剖面0-40cm深度土壤样品测定的表土性质与步骤1 负指数函数参数的关系，筛选负指数函数函数参数的预测因子；

步骤3：依据步骤2预测因子和负指数函数参数的回归关系，建立预测负指数函数参数的方程式，并将该方程式与步骤1的负指数函数结合，估算区域尺度深层土壤有机碳。

优选的，所述步骤1的负指数函数如下：

C_x＝C_e+(C₀-C_e)×exp(-kx) (1)

其中，C_x为xcm土层深度土壤有机碳含量(g kg^-1)，x为土层深度(cm)， C_e为深层土壤有机碳变化趋于稳定时土壤有机碳含量(g kg^-1)，k为土壤剖面有机碳的变化率(cm^-1)，C₀为x₀土层土壤有机碳含量(g kg^-1)，x₀定义为表层0cm土层。