统计分析与土壤碳储计算

一、统计分析方法

用统计分析方法对柱样容重、有机组分、有机碳、矿物含量、粒径、矿物组成、沉积速率、累积速率进行数据整理分析。标准误差在95%置信区间之内。统计分析所用软件为Matlab和SPSS。

二、土壤碳储计算

土壤碳储计算是基于对特定地区一定深度土壤的碳含量的计算。为了获得碳储数据，需要测定以下内容：

（1）土壤深度；

（2）二次取样深度与间隔；

（3）原位密度；

（4）有机碳浓度。

碳储计算可按下述步骤进行：

（1）对每段二次取样样品进行有机碳密度分析，计算方法如下：

SOCD＝BD×Corg

式中，SOCD为土壤碳密度（g/cm3）；BD为土壤原位密度（g/cm3）；Corg为土壤碳浓度（%）。

（2）计算样品每段取样间隔的有机碳含量，方法是用步骤（1）得到的土壤碳密度乘以特定的取样间隔厚度，公式如下：

LC＝SOCD×H

式中，LC为层碳含量（g/cm2）；SOCD为土壤碳密度（g/cm3）；H为层厚度（cm）。

（3）把所有层的碳含量累积计算得到总取样深度（最少1m）的碳含量。需要注意的是报告中必须有总取样深度的数据。

式中为总取样深度碳含量；LC1为A层碳含量（g/cm3）；LC2为B层碳含量（g/cm3）；LC3为C层碳含量（g/cm3）；LCn为所有土壤样品中的层碳含量（g/cm3），所有的土样都要计算在内。

（4）将步骤（3）得到的样品碳总量进行单位转换，用碳储量评估中常用的计量单位表示。公式为：

土样碳总量（MgC/hectare－cm）＝柱状样各层的碳加和（g/cm3）＊（1Mg/1　000　000g）＊（100　000　000cm2/1hectare）

单位MgC/hectare（指从地表至1m深度）是用于碳贮评价的典型单位。

＊每个柱状样品数据都可重复上述四个步骤进行碳贮评价。

（5）计算地层中给定深度样品的平均碳含量，并算出相应的标准偏差。

样品平均碳含量＝｛样品1碳含量［步骤（4）可得］＋样品2碳含量＋样品3碳含量＋…N｝/N。

标准偏差计算公式如下：

式中，X为样品平均碳含量；x1为样品1碳含量［步骤（4）可得］；x2为样品2碳含量，等；N为样品数。

（6）获取生态系统中总的碳储量。由步骤（5）得出的每个样品平均碳含量乘以每个地层公顷面积值得出每层的MgC值，然后相加得到总碳储量。

另外，注意土样深度需要标注，且在一个特定的深度间隔（通常为1m）每层碳储量数值格式保持MgC不变。

（7）为了消除测量误差，需要计算数据的不确定因子。首先，计算每层平均碳含量的标准偏差［由步骤（5）得出的碳值标准偏差乘以地层面积］。然后把这些标准偏差做累计运算，公式如下：

式中：σT为总的不确定性因子；σA为地层A区样品平均碳含量标准偏差；σB为地层B区样品平均碳含量标准偏差；σN为地层剩余区域样品平均碳含量标准偏差。

当独立地层碳含量平均值得出后，此方法方可采用。

（8）最后得出的土壤碳储汇以平均碳储量±总不确定因子的方式来表示。另外，用最大和最小碳密度乘以项目区范围得出的最大和最小碳储量值，也可以用来表示最终土壤碳储量。项目区总有机碳［步骤（6）可得］±标准偏差［步骤（7）可得］。

表1－2　调查区土壤碳储量快速评价指南