摘要
海岸带是海-陆界面有机碳固定和储存的关键区域,滨海耕地土壤长时间尺度发育下有机碳形成了显著的时空演变特征与规律．本研究的目的是分析南黄海粉砂-淤泥质海岸带剖面土壤有机碳千年以来的垂直分布特征和时间演变规律．依据历史海岸线位置在研究区内北部射阳和中部东台两个地区共采集20个1 m深的土壤剖面,分析了土壤有机碳质量分数(SOCC)、密度(SOCD)和储量(SOCS)的时空分布特征及其与土壤理化属性的相关性．结果表明:1)千年以来滨海耕地土壤剖面有机碳质量分数在1.00~24.44 g·kg-1内变化,有机碳密度在0.13~2.78 g·m-2内变化,两地区内有机碳质量分数和密度均随深度增加而降低;2)土壤有机碳储量的时间累积函数在两地区内有所差异,射阳地区有机碳储量随成土年龄表现为线性函数,而东台地区有机碳储量随成土年龄表现为对数函数,成土母质的差异是造成两地区碳储量不同时间演变函数的主要原因之一;3)滨海耕地土壤有机碳与土壤理化属性显著相关．两个采样地区相比,射阳地区的土壤有机碳与容重、全盐量的相关系数更高,而东台地区的有机碳与土壤质地的相关系数更高．该研究可为理解滨海耕地土壤碳库的动态特征和长期储存机制提供重要参考．
Abstract
The coastal zone serves as a critical interface for the sequestration and storage of organic carbon at the land-sea boundary,exhibiting significant spatiotemporal characteristics and patterns in organic carbon formation over long-term soil development scales.This study focused on analyzing the vertical distribution characteristics and temporal evolution patterns of Soil Organic Carbon (SOC) in silty-muddy coastal zones of the South Yellow Sea,spanning over millennia.Twenty soil profiles,each one-meter-deep,were collected from locations corresponding to historical coastline positions in Sheyang (north) and Dongtai (middle) within the study area.The spatiotemporal distribution characteristics of SOC mass fraction (SOCC),density (SOCD),and stock (SOCS) were analyzed,along with their correlation with soil physicochemical properties.The results indicated the following,1) Over millennia,SOCC in coastal cultivated soil profiles ranged from 1.00 g·kg-1 to 24.44 g·kg-1,and SOCD varied between 0.13 g·m-2 and 2.78 g·m-2,both decreasing with depth in the two regions.2) The temporal accumulation functions of SOCS differed between the two regions;in Sheyang,SOCS showed a linear relationship with pedogenic age,while in Dongtai,it exhibited a logarithmic function,primarily due to variations in soil parent materials.3) Significant correlations were observed between SOC and soil physicochemical properties in coastal cultivated land;in Sheyang,higher correlations were found between SOC and bulk density as well as total salt content,while in Dongtai,higher correlations were observed with soil texture.This study provides important insights into the dynamic characteristics and long-term storage mechanisms of soil carbon pools in coastal cultivated land.
0 引言
土壤有机碳（SOC）是评价土壤质量的正向指标之一，对于维持土壤生态功能和养分循环十分关键[1]．土壤碳库是大气CO2的重要碳汇，对气候变化敏感，在全球碳循环中具有重要作用[2-3]．近年来，在全球气候变暖的背景下，增加土壤碳库储量有助于减缓温室效应[4]，因此土壤碳储存的动态变化研究引起了国内外学者的广泛关注．
海岸带是土壤和沉积物中有机碳快速输入、迁移、转化的关键区域，滨海土壤有机碳库是海岸带生态系统蓝色碳汇的重要组成部分，能够储存并埋藏大量有机碳，具有较高的固碳潜力[5-6]．近年来，人们对滨海耕地土壤有机碳的变化规律展开了不少研究，这些研究主要集中在有机碳的垂直分布格局、区域范围内有机碳储量的估算及影响有机碳动态变化的自然和人为因素等方面[7-8]．然而，当前大部分研究都集中在30 cm深的表层土壤有机碳上，这对理解长时间尺度下陆地土壤碳库的演变规律具有深度上的局限性[9]．越来越多的研究指出，底土中的碳对土壤碳库也有重要影响，尤其是在百年至千年的年代际时间尺度上，促进底土碳封存会使得土壤成为化石燃料碳排放的大型碳汇[10-11]．这些发现对当今土壤剖面有机碳研究提出了新的要求，即在更深层次、更长时间尺度上对有机碳的变化特征进行研究，这对准确理解土壤碳库的碳封存作用和固碳潜力至关重要．
土壤有机碳质量分数及储量的时空变异性强，尤其是在滨海湿地等水文条件和生态过程复杂的地区[12]．不同的地理环境、植被类型以及土地利用方式下，土壤剖面有机碳的储量和固存速率差异很大，并且随着时间推移土壤剖面的储碳特征也会发生变化[13-14]．滨海地区陆地沉积物和海洋泥沙的碳源丰富，加之近岸人类耕作活动频繁，因而滨海耕地土壤碳库的演变是在自然环境和人类活动的共同作用下形成的[15]．许多因素影响着土壤碳储存过程，如土壤理化属性、植被状况、成土母质等[16]，理解不同因素对土壤碳储存的影响能够更好地评估其固碳能力，并为耕地的有机碳动态变化的模拟提供依据．
南黄海粉砂-淤泥质海岸带是千年以来由废黄河、长江等陆源泥沙及近海泥沙交互作用下沉积形成的，其海岸线变迁活跃[17-18]．南黄海粉砂淤泥质潮滩宽阔、南北跨度大，对于全球滨海土壤碳库具有重要的科学价值．当前针对该地区滨海土壤有机碳的研究多聚焦于重要河口地区或者近现代滩涂围垦区，而对于千年时间尺度下耕地土壤有机碳的时空演变规律研究还较少．因此，本研究沿着江苏海岸带北部和中部两地区各采集10个1 m深的土壤剖面，结合历史海岸线确定各剖面的成土年龄，并分析各地区内有机碳质量分数、密度及储量的垂直分布特征和时间演变规律，理解不同地区内有机碳时空变化差异的影响因素．以期丰富对滨海土壤碳库的认识，为滨海土壤碳循环和碳汇功能评估与管理提供科学依据．
1 数据和方法
1.1 研究区概况
研究区位于南黄海宽阔的粉砂-淤泥质海岸带，在116°21′~121°56′E和30°45′~35°08′N之间（图1a）．地处亚热带向暖温带过渡的季风气候区，气候温和湿润，年均温度在13.6~16.1℃，年均降水量为704~1 250 mm，年均降水量由北向南逐渐增加．本研究在江苏省东部粉砂-淤泥质海岸共设计两个采样区，北部地区位于射阳县，它主要由废黄河泥沙冲积发育形成，以河流搬运作用为主，南部地区位于东台市，它主要由废黄河、长江及辐射沙洲的泥沙搬运发育形成，其沿岸的海洋动力作用较强，因此这两个地区的成土母质存在差异．研究区内历史岸线变迁[18-19]如图1b所示，依据各阶段海岸线的年代能够确定每个采样剖面的成土年龄．经过长期的围垦、脱盐过程，这些土地上大多种植了水稻、小麦、玉米等农作物．
1.2 剖面样品采集
选取江苏海岸带北部射阳、中部东台两个地区采集土壤剖面样品，通过实地考察和居民探访选择土地利用状况相似且具有长期耕作历史的农田作为采样点．两个地区的土壤剖面均发育了近千年，成土年龄由海向陆（剖面编号1~10）不断增加，其中，射阳地区成土母质为滨海沉积物，而东台地区成土母质为滨海沉积物和石灰性冲积物（表1）．每个土壤剖面的采样深度为1 m，采样间隔为[0，5）、[5，10）、[10，15）、[15，20）、[20，30）、[30，40）、[40，50）、[50，60）、[60，80）、[80，100）cm．单个样品的质量为100~200 g，共收集了200个样品，每个样品同时采集环刀样用于土壤体积质量测定．所有样品均低温冷藏．在实验室中，根据各指标的测试要求对样品进行预处理和测试．
1.3 土壤理化属性测定
所有样品经过室内自然风干，共测定了土壤容重、粒度、全盐量、有机碳等重要土壤属性．它们的测试和计算方法如下:
1）环刀样取下顶盖后放入烘箱内，在105±2℃的烘箱中干燥48 h，冷却后称干质量．土壤容重（BD）计算公式如下:
图1研究区地理位置（a）及土壤剖面分布概况（b）
Fig.1Geographical location (a) , and soil profiles distribution (b) of the study area
表1各采样剖面的编号、成土年龄及成土母质信息
Table1Serial numbers, pedogenic ages and soil parent materials of each soil sampling profile
(1)
式中:mt、ms 分别为干燥后环刀样品质量和空环刀质量（g）; V 是环刀的容积（cm3）．
2）粒度测定前需要进行预处理，用以去除样品中的胶结物质．具体处理步骤如下:取约1 g样品加入30 mL清水浸泡，分别加入适量体积分数为30%的H2O2和5 mL稀盐酸去除有机质、碳酸钙等杂质．样品酸洗后加入0.5 mol/L的（NaPO3）6，待样品分散完全后上机测定．粒度测试使用Mastersizer2000激光粒度仪，其测试范围是0.02~2 000 μm，单个样品多次测定保证其相对误差小于3%．
3）土壤全盐量采用质量法进行测定，具体步骤是:称取一定量的样品以1∶5的土水比充分混合，提取样品浸提液．然后吸取一定量的待测液，经水浴蒸干后用少量体积分数为10%~15%H2O2试剂去除有机质，在105℃烘箱中烘干、称重（质量），获得样品全盐量．
每1 cm的土壤有机碳储量为有机碳密度（SOCDi）（g·m-2），计算公式如下:
(2)
各采样深度的土壤有机碳储量（SOCSi）（Mg·hm-2）为土壤有机碳密度与土层深度的乘积，计算公式如下:
(3)
一定深度范围内的剖面土壤有机碳储量为各层有机碳储量之和（SOCS）（Mg·hm-2），计算公式如下:
(4)
其中:SOCCi 为第i 层有机碳质量分数（g·kg-1）; BDi 为样品容重（g·cm-3）; Ci 为大于2 mm沉积颗粒的体积分数，Di 为土层厚度．
2 结果与分析
2.1 土壤理化属性的统计特征
如表2所示，研究区内射阳地区和东台地区土壤理化属性存在显著差异．两个地区内SOCC和SOCD的标准差均较大，表明研究区内有机碳质量分数和密度的空间变异性强．射阳地区的SOCC、SOCD、SOCSi和SOCS均高于东台地区，且在两个地区之间表现出显著性差异．射阳地区土壤体积质量显著大于东台地区，而土壤全盐量在两个地区相差不大．两地区的土壤质地也存在显著差异，射阳地区的黏粒含量显著高于东台地区，砂粒含量显著低于东台地区，而粉粒含量在两个地区内差异不大．
2.2 有机碳质量分数与密度的垂向变化
研究区SOCC在1.00~24.44 g·kg-1变化，不同的采样地区有所差异（图2）．射阳地区SOCC在1.14~24.44 g·kg-1变化，平均为5.73 g·kg-1．东台地区SOCC在1.00~17.03 g·kg-1变化，平均为4.41 g·kg-1．从空间上来看，射阳地区平均SOCC较东台地区高．垂直方向上，两地区的SOCC随深度增加而降低．其中，射阳地区的SOCC垂向变化特征为在[0，40）cm大幅减少，而在[40，100）cm减少的幅度变缓且保持较低水平．东台地区的SOCC垂向变化特征则有所不同，表现为在[0，60）cm大幅减少，而在[60，100）cm内SOCC保持在较低水平且减少的特征不明显．
表2研究区内土壤理化属性的描述性统计特征
Table2Descriptive statistical characteristics of soil physicochemical properties in the study area
注:同行数据不同小写字母表示两个地区的差异显著（P＜0.05）.
不同采样地区SOCD也有所差异．整体上SOCD在0.13~2.78 g·m-2范围变化．其中:射阳地区SOCD在0.18~2.78 g·m-2变化，平均为0.78 g·m-2; 东台地区SOCD在0.13~1.86 g·m-2变化，平均为0.60 g·m-2．从空间上来看，平均SOCD也表现为射阳地区高于东台地区．两地区内SOCD的垂向变化特征与它们的SOCC大致相似．射阳地区SOCD在[0，40）cm连续减小，而在[40，100）cm减小的幅度变缓，这与SOCC的变化特征是一致的．而在东台地区，SOCD在[0，15）cm内缓慢减小，在[15，60）cm快速减小，在[60，100）cm保持在较低水平且减少的特征不明显，这与SOCC的变化特征稍有差别．
此外，射阳地区的SOCC和SOCD在[0，30）cm标准差值较大，说明不同采样点之间差异较大，空间分布及变化复杂．而[30，100）cm SOCC和SOCD的变化幅度、标准差值相对较小，说明该深度内不同采样点之间差异性降低．东台地区与射阳地区有所不同，其SOCC和SOCD在[0，50）cm变化幅度大，不同采样点之间的差异性大，在[50，100）cm变化幅度小，不同采样点之间差异性较小．
2.3 有机碳储量的时间变化
2.3.1 不同深度碳储量的变化特征
不同土壤深度内SOCSi随时间的变化趋势如图3所示．射阳地区（SY）不同土壤深度的SOCSi随着时间增加均表现为增加的趋势，增加速率在0.002~0.009 Mg·hm-2·a-1（以C计，下同）．其中，[0，5）cm和[5，10）cm SOCSi的增加速率最大，分别达到0.008和0.009 Mg·hm-2·a-1．[10，30）cm SOCSi的增加速率有所减缓，增加速率在0.003~0.006 Mg·hm-2·a-1．[30，100）cm SOCSi的增加速率则较小，基本稳定在0.002~0.003 Mg·hm-2·a-1范围内．在东台地区（DT），[0，50）cm深度内SOCSi随时间的增加趋势均较为明显，增加速率在0.004~0.007 Mg·hm-2·a-1，其中，SOCSi的最大增加速率出现在[30，40）cm，为0.007 Mg·hm-2·a-1，而[50，80）cm SOCSi的时间增加趋势明显减弱，甚至在[80，100）cm表现为减小的趋势．
图2不同采样地区土壤有机碳质量分数和密度的垂向变化 a，c.分别为射阳地区内SOCC与SOCD的垂向变化; b，d.分别为东台地区内SOCC与SOCD的垂向变化
Fig.2Vertical changes of SOCC and SOCD in Sheyang (a, c) and Dongtai (b, d)
通过比较不难发现，两个采样区内SOCSi的时间演变规律在不同深度也有所不同．在[0，15）cm，射阳地区的SOCSi高于东台地区，且随时间的增加速率也高于东台地区，说明射阳地区表层土壤有机碳的储存强于东台．在[15，30）cm，射阳地区与东台地区SOCSi的时间变化趋势较为一致，说明该深度内两个地区土壤有机碳的储存特征相似．在[30，50）cm，东台地区SOCSi的增加速率高于射阳地区，其增加速率在千年的成土年龄下约为射阳地区土壤的两倍．而[50，100）cm，射阳地区的SOCSi随时间增加仍保持着0.003 Mg·hm-2·a-1，但东台地区的SOCSi随时间的增加趋势微弱，这说明射阳地区深层土壤有机碳的储存强于东台地区．
图3不同深度内土壤有机碳储量的时间变化
Fig.3Temporal changes of soil organic carbon storage at different depths
a.[0, 5) cm; b.[5, 10) cm; c.[10, 15) cm; d.[15, 20) cm; e.[20, 30) cm; f.[30, 40) cm; g.[40, 50) cm; h.[50, 60) cm; i.[60, 80) cm; j.[80, 100) cm
a. [0, 5) cm; b. [5, 10) cm; c.[10, 15) cm, d.[15, 20) cm; e.[20, 30) cm; f.[30, 40) cm; g.[40, 50) cm; h.[50, 60) cm; i.[60, 80) cm; j.[80, 100) cm
2.3.2 剖面碳储量的时间演变规律
研究区剖面1 m深度土壤有机碳储量的时间累积函数在两个采样地区有所差异（图4）．射阳地区（SY）SOCS的变化范围为45.50~87.36 Mg·hm-2，平均为58.59 Mg·hm-2．在射阳地区，SOCS随着成土年龄表现出明显的线性增加规律（R2=0.79），即千年以来SOCS以固定速率增加，其固碳速率为0.045 6 Mg·hm-2·a-1．东台地区（DT）SOCS的变化范围为22.69~59.47 Mg·hm-2，平均为43.97 Mg·hm-2，与射阳地区相比较低．东台地区SOCS随时间则表现出明显的对数增加规律（R2=0.74），说明千年以来其SOCS的增加速率特征为先快后慢．
2.4 有机碳质量分数、密度及储量与土壤理化因子的关系
土壤有机碳是土壤养分的重要组分之一，土壤的系列理化属性对土壤有机碳都会产生直接或间接影响．本研究统计分析了5个土壤理化因子与土壤有机碳质量分数、密度及储量的相关性，两个地区的结果分别如表3、表4所示．在射阳地区，土壤容重与SOCC、SOCD和SOCSi均表现为极显著负相关（P＜0.01）．全盐量与SOCC、SOCD表现为显著正相关（P＜0.05），与SOCSi表现为极显著正相关（P＜0.01）．黏粒含量与SOCC、SOCD和SOCSi均表现为极显著正相关（P＜0.01）．粉粒含量与SOCC、SOCD表现为显著负相关（P＜0.05），与SOCSi表现为极显著负相关（P＜0.01）．砂粒含量与SOCC、SOCD、SOCSi表现为负相关．可见，滨海耕地有机碳是土壤理化属性的关键因子，在改善土壤理化性质方面起着关键作用．
图4射阳和东台地区SOCS随时间的演变规律及拟合曲线
Fig.4Evolutions of SOCS with time and their fitting curves in Sheyang and Dongtai
东台地区的有机碳质量分数、密度及储量与土壤理化因子的关系与射阳地区有所差异．土壤容重与SOCC、SOCD表现为极显著负相关（P＜0.01），但与SOCSi未表现为显著的负相关．全盐量与土壤有机碳表现为正相关，但不具有显著性．黏粒含量与SOCC、SOCD和SOCSi表现为极显著正相关（P＜0.01），这与射阳地区的结论是一致的．而SOCC、SOCD、SOCSi与粉粒含量表现为正相关，与砂粒含量表现为极显著负相关（P＜0.01），这与射阳地区的结果差异很大．通过比较能够发现，射阳地区的SOCC、SOCD和SOCSi与土壤容重、全盐量的相关系数更高，相关性较好，而东台地区的SOCC、SOCD和SOCSi与土壤质地的相关系数更高，相关性更好．
3 讨论
3.1 有机碳质量分数和密度垂向变化及其影响因素
不少学者已经对土壤有机碳质量分数与密度的垂向变化特征进行了研究，有机碳质量分数与密度通常随深度增加而降低，即表现为较明显的“表聚性”特征[22]，与本研究的结论一致．这是因为在土壤形成、发育过程中，表层的土壤会更容易接受和积累来自植被、落叶等有机物质的输入，而深层土壤植物根系分布稀疏，植物碳输入减少导致有机碳质量分数相对较低，土壤容重相应增大．此外，耕作措施能够改善耕作层的土壤结构、增加土壤水分，进而有效地提高土壤有机碳质量分数和密度[23]．Minasny[24]依据土壤属性的垂向变化特征确定了7种土壤深度函数类型，分别为均匀型、渐变型、指数型、湿润锋型、突变型、峰值型和极大极小值型，通过比较发现射阳地区和东台地区的SOCC、SOCD垂向变化分别为指数型和湿润锋型．尽管这两种函数都表现为浅层土壤有机碳快速减少、深层土壤有机碳较为平缓的基本特征，但两个地区有机碳快速减少的深度范围有所不同，分别为[0，40）cm和[0，60）cm，且射阳地区平均SOCC和SOCD高于东台地区．一般而言，成土母质、土壤质地和气候条件是决定土壤性质的关键因素[25]，本研究中射阳、东台地区的气候条件较为相似，但两地区成土母质的差异较显著，这可能是两个地区有机碳质量分数和密度存在差异的主要因素之一．射阳地区的成土母质主要来源于废黄河，经过长距离运输后泥沙颗粒较细，而东台地区地处苏北沿岸潮流作用强烈，其成土母质除了有来自废黄河和长江的细颗粒物质，还包括来源于辐射沙洲、沿岸泥沙等海相较粗颗粒，因此成土母质较粗．Aka Sagliker等[26]的研究指出，成土母质主要通过影响土壤质地而影响有机碳的分布．黏粒含量与土壤有机碳质量分数和密度为正相关，且土壤黏粒含量越高、土层越深则体积质量越大，会阻碍植物根系的垂向生长，进而影响有机碳向下流失[27]．本研究中在[40，60）cm土层深度内SOCC和SOCD的变化表现为东台地区明显减小而射阳地区几乎不变，这可能是由于东台地区较射阳地区土壤的砂粒含量高而黏粒含量低，砂粒越多则土壤孔隙度越高，因此东台地区更好的土壤渗透性影响了有机碳的向下迁移．
表3射阳地区土壤有机碳质量分数、密度和储量与土壤理化因子的相关系数
Table3Correlation coefficients of SOCC, SOCD and SOCS with soil physicochemical factors in Sheyang
注:**表示在 P＜0.01水平显著相关; *表示在 P＜0.05水平显著相关; n=100.
表4东台地区土壤有机碳质量分数、密度和储量与土壤理化因子的相关系数
Table4Correlation coefficient of SOCC, SOCD and SOCS with soil physicochemical factors in Dongtai
注:**表示在P＜0.01水平显著相关; *表示在P＜0.05水平显著相关; n=100.
除了颗粒组分、土壤容重等土壤物理属性与有机碳存在较强相关性，土壤化学属性也与有机碳存在一定相关性．王进欣等[28]的研究结果指出，可溶性盐含量是影响盐沼土壤有机质时空变化的重要因素，且两者表现为正相关．本研究也得到了一致的结论，即两地区的全盐量与有机碳都表现为正相关．此外，本研究中射阳和东台地区内土壤全盐量平均值相近且不存在显著差异（表2），但两地区内全盐量与有机碳的相关性差异明显（表3、表4），这表明两地区内土壤全盐量对有机碳的影响程度不同．一般认为土壤中盐分含量增加会导致有机物的分解速率降低，进而提高碳固持能力，但也有研究发现土壤盐度升高可以促进土壤有机碳的矿化速率[29]，因此土壤盐分含量与有机碳之间存在较为复杂的关系．然而，当前对盐分影响土壤有机碳矿化与储存的具体临界值还未能确定，其中潜在的影响机制有待进一步研究[30]．
3.2 有机碳储量的时间演变规律与土壤固碳潜力
在相似母质、气候等条件下发育的土壤剖面是一种用以构建土壤时间序列的常用方法[31]，将土壤剖面之间的空间差异转变为时间差异，并探究各土壤理化指标的时间演变进程对于理解并准确评估土壤固碳潜力具有重要意义[32]．本研究中，不同深度土层的有机碳储量随时间的演变特征各不相同，这说明土壤有机碳储量的时间演变特征与土壤深度密切相关．研究区内土壤有机碳随时间的积累速率在表层较高而深层较低，表明有机碳的积累主要发生于表层，这与有机碳质量分数和密度的垂向分布特征是一致的．然而值得关注的是，Crowther等[33]的研究表明气候变暖下大气中土壤碳源主要来源于上层土壤，Sierra等[11]指出深层土壤的有机碳储存在土壤碳库中也发挥着至关重要的作用，它们分解过程缓慢、储碳空间充足．本研究中，[0，15）cm内射阳地区有机碳储量随时间的增加速率较东台地区快，这说明在表土层中质地较细的土壤颗粒固碳能力更强，这与前人的研究结论是一致的，因为细颗粒意味着更大的比表面积和更强的吸附作用[34-35]．随着土层深度增加，在[30，50）cm内东台地区有机碳储量随时间的增加速率大于射阳地区，这说明深层土壤植物根系分布减少有机碳储量降低，而有机碳是改变土壤孔隙结构的重要聚合体且与土壤容重存在显著负相关，因而深层土壤的孔隙度变小土壤容重增加[36]．此外，随着土层深度增加，在重力的作用下压实作用变强，这也是导致深层土壤容重增加的重要原因[37]．[50，100）cm内射阳地区表现出稳定的有机碳增加速率约为0.003 Mg·hm-2·a-1，而东台地区的有机碳随成土年龄的增加趋势微弱，表明射阳地区深层土壤有机碳的储存能力更强．
土壤剖面有机碳积累是一个长期的过程，土壤有机碳储量的时间演变规律研究是准确估算和全面认识土壤碳库积累速率和演变特征的重要内容[38-39]．本研究中，1 m深度剖面土壤有机碳储量的时间累积函数表现为两种类型，分别是线性增加和对数增加．这说明近千年来江苏滨海土壤有机碳储量随时间的变化特征为均匀增加或先快速增加后增速变慢．然而，有机碳储量的时间累积对数函数与线性函数指示了研究区内两个地区可能表现为不同的固碳潜力．前人研究结果指出，土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳，前者指封存于土壤颗粒尤其是土壤黏粒中的有机碳，不易被微生物矿化和分解，而后者是土壤有机碳中易于转化的活跃组分[40-41]．射阳地区内，碳储量的时间累积线性函数说明在千年时段内，该地区剖面有机碳的积累速率始终保持在较高水平，这可能是由于射阳地区土壤黏粒含量高，因此尽管土壤剖面发育了千年的时间，其土壤有机碳储存仍然表现出稳定的固碳能力．而东台地区内，碳储量的时间累积对数函数说明千年以来其剖面有机碳的积累速率先快后慢，这也与该地区成土母质有关．东台地区的土壤砂粒含量高，加之该地区人类围垦活动频繁，在土壤发育初期为了提高土壤肥力通过翻耕、秸秆还田、施用有机肥等措施增加了土壤剖面中外源有机碳的输入[42-43]，这使得在土壤剖面发育的前400年时间里固定了较多营养性有机碳．然而随着成土年龄增加土壤剖面继续发育，营养性有机碳易于转化、流失，且较粗的土壤颗粒储存稳定性有机碳的能力有限，使得400~1 000年的时间里土壤剖面储存有机碳的速率减慢．
4 结论
本研究基于千年时序的滨海耕地土壤剖面数据探究了土壤有机碳质量分数、密度及储量的时空演变规律及其影响因素，结果表明:千年以来滨海耕地土壤剖面有机碳质量分数在1.00~24.44 g·kg-1内变化，有机碳密度在0.13~2.78 g·m-2范围内变化，两个地区内有机碳质量分数和密度均随深度增加而降低．土壤有机碳储量的千年时间累积函数在两个地区有所差异，射阳地区内有机碳储量随着成土年龄表现出线性函数，而东台地区有机碳储量随时间则表现为对数函数，成土母质的差异是造成两地区碳储量不同变化趋势的主要原因之一．此外，滨海耕地土壤有机碳与土壤理化属性显著相关．两个采样地区相比，射阳地区的土壤有机碳与容重、全盐量的相关系数更高，相关性较好，而东台地区的有机碳与土壤质地的相关系数更高，相关性更好．本研究为进一步认知滨海土壤碳库的动态特征和碳储存机制提供了依据．
