CN113092717A - 有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种潮间带红树林、盐沼和海草床三类有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法，其通过在估算碳储量时，将采集的柱状土壤样品进行分层并称重，然后从每层的样品中取出样品一和样品二，利用样品一获取含细根的样品干重并测定不含细根的土壤有机碳/无机碳/总碳含量，利用样品二获取各层的细根总质量，然后用各层样品的总干重减去细根总重量得到样品土壤质量，再进一步计算土壤中有机碳/无机碳/总碳的储量；该方法排除土壤碳储量调查中植物细根的影响，有效避免了土壤碳储量调查中对细根有机碳储量的重复计算问题，进而为滨海湿地碳储量的研究提供更为准确的调查方法。

Description

有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法

技术领域

本发明涉及滨海湿地土壤碳储量调查领域，具体涉及一种红树林、盐沼和海草床等有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法。

背景技术

近年来，碳储量问题日益成为全球变化与地球科学研究领域的前沿与热点问题。由于滨海湿地具有丰富的碳储量及较强的碳埋藏能力，受到广泛的关注。土壤碳库储量是湿地生态系统碳储量的重要内容，是国家建立土壤碳库清单的基础数据，土壤碳储量的变化情况可以反映出湿地的碳埋藏潜力，碳储量和碳埋藏潜力的空间分布和影响因素等对于生态系统的碳资源的保护具有重要意义。

然而，目前国际上普遍采用的土壤碳储量调查方法一般都会将细根生物量中储存的碳包含在土壤碳储量计算中，从而导致存在对土壤碳储量高估的问题。另一方面，滨海湿地生态系统碳储量一般分为土壤和植被两部分进行测算，对于那些植物地下根系发达且分布有大量植物细根的滨海湿地，在测地土壤碳储量时不考虑根系/细根的影响，会导致对细根碳储量的重复计算。

有鉴于此，本发明人针对现有滨海湿地碳储量调查方法存在的问题进行深入构思，遂产生本案。

发明内容

本发明的目的在于提供一种有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法，其可以避免对土壤中植物根系的影响，实现对滨海湿地土壤碳储量的精确估算。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法，其包括：

步骤1、采集滨海湿地土壤样品；

步骤2、对土壤样品进行处理；

对样品进行分层，并称量每层样品的总湿重W_湿i；

每层样品切分为两份，剔除粗根后，将两份样品分别记为样品一和样品二；每层挑出的粗根保存为粗根样品，将粗根样品洗净吸干表面水分得到每层的粗根湿重W_粗根i；

称量样品一的湿重W_1湿i和干重W_1干i后，样品一混匀后取不含细根土壤样品用于碳含量的测定；

称量样品二的湿重W_2湿i，然后用水洗过筛的方法获取沉积物中的细根并烘干称重W_细根i；

步骤3、样品分析测试；

用元素分析仪对每层样品一不含细根土壤进行测定，得到土壤碳含量C_si，单位为mg/g，土壤碳含量为有机碳含量、无机碳含量或总碳含量；

步骤4、土壤碳储量计算；

(1)计算每层样品的含水率W_Ci：

式中W_1湿i为样品一湿重，单位g；W_1干i为样品一干重，单位g；

(2)计算每层样品总干重W_干i：

W_干i＝(W_湿i-W_粗根i)×W_Ci，式中，W_湿i为每层样品总湿重，单位g；W_Ci每层样品含水率，单位％；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；

(3)计算每层细根总重量W_TRi：

式中，W_湿i为每层样品总湿重量，单位g；W_2湿i为样品二湿重，单位g；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；W_细根i为样品二细根干重，单位g；

(4)计算每层样品土壤总干重W_土干i:

W_土干i＝W_干i-W_TRi，式中，W_干i为每层样品总干重，单位g；W_TRi为每层细根总重量，单位g；

(5)计算土壤碳储量TC_i：

式中W_土干i为每层样品土壤总干重，单位g；D为采集管内径，单位m；C_Si为每层土壤碳含量，单位mg/g；

(6)计算土壤碳储量TC：

式中，TC_i每层土壤碳储量，单位为g/m²；n为样品分层数。

采用上述方案后，本发明在估算碳储量时，将采集的柱状土壤样品进行分层并称重，然后从每层的样品中取出样品一和样品二，利用样品一获取含细根的样品干重并测定不含细根的土壤有机碳/无机碳/总碳含量，利用样品二获取各层的细根总质量，然后用各层样品的总干重减去细根总重量得到样品土壤质量，再进一步计算土壤中有机碳/无机碳/总碳的储量；该方法排除土壤碳储量调查中植物细根的影响，有效避免了土壤碳储量调查中对细根有机碳储量的重复计算问题，进而为滨海湿地碳储量的研究提供更为准确的调查方法。

此外，本发明进行样品处理时，会称取每一层样品的湿重，然后利用含水率和湿重计算出每层样品的干重，不需通过容重计算，减少了过程影响，进一步提高含细根的土壤碳储量的准确率，也保证了土壤碳储量的精准度。

具体实施方式

本发明提供了一种有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法，其包括：

步骤1、采集滨海湿地土壤样品；

本实施例中，采用柱状样采集法对滨海湿地土壤进行采集，采样深度1m，采样管为内径(D)为7cm的PVC管。

准备采样工具，包括PVC管(一端装定制切头，以帮助切断根系)、锤子、PVC管密封盖、胶带、把手、定制切头等。

采样时，记录PVC管(也可以是其他类型的采集管)总长度(L)后，将PVC管带有装定制切头处理的一端向下，装上定制把手，旋转压入土壤，并用榔头缓慢锤击PVC管上段，直到PVC管达到设计采样深度。

然后，记录PVC管压入土壤中的深度(L1)和PVC管内土壤长度(L2)。

接着，将PVC管顶端盖上密封盖并用胶带做好密封处理，利用定制把手将PVC管缓慢的拔出。

最后，拔出PVC管后用密封盖密封底端，确保样品不会从PVC管底部明显泄露，PVC管内的土壤即为土壤样品。

步骤2、对土壤样品进行处理；

土壤样品采集后应尽快送回实验室进行处理，具体处理方法如下：

步骤2.1、用电锯将PVC管沿侧面锯开，获得完整土柱样品。使用电锯时，注意调节锯片深度，以可锯开PVC管不破坏管内样品为宜，减少PVC粉末对土壤样品的影响。

步骤2.2、记录土壤样品的实际长度(L3)，计算土壤采样压缩率为

步骤2.3、根据研究需要对样品进行分层处理，设置理论分层深度理论分层深度为H_理，并根据采样压缩率(ρ)计算实际分层深度(H)：

H＝H_理×ρ；

本实施例中，H_理＝10cm。

步骤2.4、样品按实际分层深度H分层切分，并称量每层土壤的总湿重W_湿i；

步骤2.5、每层样品再对半切分为两份，剔除粗根后，分别取内部土壤(约150g，无PVC粉末影响部分)，分别记为样品一和样品二；每层剔除的粗根形成粗根样品，将每层粗根样品洗净吸干表面水分得到每层的粗根湿重W_粗根i；

步骤2.6、称量每层样品一的湿重W_1湿i和干重W_1干i后，将样品一混匀后取不含细根土壤样品用于沉积碳含量的测定；称量每层样品二的湿重W_2湿i，然后用过筛水洗出土壤中的细根并烘干形成细根样品，对细根样品进行称重W_细根i。一般而言，粗根的直径大于2mm，通常肉眼能够看到，也方便直接挑出。而细根的直径则小于2mm，无法直接挑出，所以需要将粗根和细根分别处理。

步骤3、样品分析测试；

将样品一不含细根的土壤样品在室温下风干后研磨过100目筛，用元素分析仪测定得到土壤碳含量C_si，单位为mg/g，土壤碳含量为有机碳含量、无机碳含量或总碳含量，其中，无机碳＝总碳-有机碳。

步骤4、土壤碳储量计算；

(1)计算每层土壤碳含水率(W_Ci)：

式中W_1湿i为样品一湿重，单位g；W_1干i为样品一干重，单位g。

(2)计算每层样品(包括细根)干重W_干i:

W_干i＝(W_湿i-W_粗根i)×W_Ci，式中，W_湿i为每层样品总湿重，单位g；W_Ci每层样品含水率，单位％；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；

(3)计算每层细根总重量W_TRi：

式中，W_湿i为每层样品总湿重量，单位g；W_2湿i为样品二湿重，单位g；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；W_细根i为样品二细根干重，单位g；

(4)计算每层样品土壤总干重W_土干i:

W_土干i＝W_干i-W_TRi，式中，W_干i为每层样品总干重，单位g；W_TRi为每层细根总重量，单位g；

(5)计算土壤碳储量TC_i：

式中W_土干i为每层样品土壤总干重，单位g；D为采集管内径，单位cm；C_Si为每层土壤碳含量(可为有机碳含量、无机碳含量或总碳含量)，单位g/kg；

(6)计算土壤碳储量TC：

式中，TC_i每层土壤碳储量(可为有机碳储、无机碳储或总碳储)，单位为g/m²；n为样品分层数。

综上，本发明通过在估算滨海湿地土壤碳储量时，将样品进行分层，然后从每层的样品中取出样品一和样品二，利用样品一获取含细根的样品总干重并测定不含细根的土壤有机碳含量，利用样品二获取样品细根总重量，然后用含细根的样品总干重减去细根总生物量得到样品土壤重量，排除土壤碳库调查中植物细根的影响，进而为滨海湿地的研究提供更为准确的依据，也有效避免了滨海湿地中对细根碳储量的重复计算问题。

此外，本发明进行样品处理时，会称取每一层样品的湿重，然后利用含水率和湿重计算出每层样品的干重，不需通过容重计算，减少了过程影响，进一步提高含细根的土壤碳储量的准确率，进一步保证了土壤碳储量的精准度。

以上所述，仅是本发明实施例而已，并非对本发明的技术范围作任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (1)

1.一种有植被覆盖的滨海湿地土壤碳储量调查方法，其特征在于：所述调查方法包括：

步骤1、采集滨海湿地土壤样品；

步骤2、对土壤样品进行处理；

对样品进行分层，并称量每层样品的总湿重W_湿i；

每层样品切分为两份，剔除粗根后，将两份样品分别记为样品一和样品二；每层挑出的粗根保存为粗根样品，将粗根样品洗净吸干表面水分得到每层的粗根湿重W_粗根i；

称量样品一的湿重W_1湿i和干重W_1干i后，样品一混匀后取不含细根土壤样品用于碳含量的测定；

称量样品二的湿重W_2湿i，然后用水洗过筛的方法获取沉积物中的细根并烘干称重W_细根i；

步骤3、样品分析测试；

用元素分析仪对每层样品一不含细根土壤进行测定，得到土壤碳含量C_si，单位为mg/g，土壤碳含量为有机碳含量、无机碳含量或总碳含量；

步骤4、土壤碳储量计算；

(1)计算每层样品的含水率W_Ci：

式中W_1湿i为样品一湿重，单位g；W_1干i为样品一干重，单位g；

(2)计算每层样品总干重W_干i：

W_干i＝(W_湿i-W_粗根i)×W_Ci，式中，W_湿i为每层样品总湿重，单位g；W_Ci每层样品含水率，单位％；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；

(3)计算每层细根总重量W_TRi：

式中，W_湿i为每层样品总湿重量，单位g；W_2湿i为样品二湿重，单位g；W_粗根i为每层粗根总湿重，单位g；W_细根i为样品二细根干重，单位g；

(4)计算每层样品土壤总干重W_土干i:

W_土干i＝W_干i-W_TRi，式中，W_干i为每层样品总干重，单位g；W_TRi为每层细根总重量，单位g；

(5)计算土壤碳储量TC_i：

式中W_土干i为每层样品土壤总干重，单位g；D为采集管内径，单位m；C_Si为每层土壤碳含量，单位mg/g；

(6)计算土壤碳储量TC：

式中，TC_i每层土壤碳储量，单位为g/m²；n为样品分层数。