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河北平原区土壤有机碳储量变化控制因素及趋势分析

蔡奎  
【摘要】:土壤有机碳库作为陆地生态系统最大的碳库,对全球气候变暖起到了至关重要的作用,近些年来受到国内外学者的广泛关注。本文利用河北省多目标地球化学调查所获得的20029个表层土壤样品,5056个深层土壤样品,及研究区9个土壤剖面。在GIS平台中采用中国地质调查局提出的“单位土壤碳含量”概念(指数模型法),按土壤类型和土地利用分类两种划分方式计算了河北省平原区土壤有机碳密度及有机碳储量;通过9个土壤剖面,分析了有机碳垂向分布规律;运用相关性分析,探讨了河北省平原区有机碳储量变化的影响控制因素及趋势。主要得出以下结论及认识: 1、目前,土壤有机碳计算方法分为直线法(平均法和分段法)和指数法两种。经研究和公式推导证明,精确程度为:指数模型法分段法平均法。 2、0~20cm、0~100cm、0~180cm,3个深度的土壤有机碳密度分别为2249.6t·km~(-2)、7389.1t·km~(-2)、10562.5t·km~(-2),低于全国平均水平。0~20cm、0~100cm、0~180cm土壤有机碳库储量分别为166.7Mt、547.6Mt、782.8Mt,表层和深层土壤有机碳分别比1979年增加38.4Mt、138.68Mt,占79年总量的29.93%和21.53%。在这25年间吸收了大量的二氧化碳,对河北省经济贡献巨大; 3、土壤类型不同,有机碳密度不同。其中沼泽土、黄姜土和砂姜黑土较高,分别为:3160.7t·km~(-2)、2794.3t·km~(-2)和2631.5t·km~(-2);风沙土最低为1656.3t·km~(-2),对比79年,沼泽土、棕壤有机碳含量有所降低。研究区的棕壤主要被开垦为耕地或园地,面积减小,人为活动的加剧会使有机碳分解速率加大。客观上反应了人类活动的加剧及自然环境的破坏,导致有机碳流失。河北平原有机碳主要储存在褐土和潮土中,占全省的91.15%; 4、分别分析了冀中南和冀东平原的土地利用类型。土地利用类型不同,土壤有机碳密度不同。总体表明:其它农用地、居民点及独立工矿用地、耕地较高,林地较低。耕地园地林地。通过计算,得出冀中南平原有机碳储量为653.58Mt,冀东平原为125.56Mt; 5、对研究区9个土壤有机碳剖面进行分析,得出土壤有机碳含量随着土壤深度的增加而减少。不同土体构型有机碳含量不同,通体粘型砂夹粘型通体壤型上粘下砂型上砂下粘型通体砂型,粘性土壤大于壤型土壤和砂型土壤; 6、通过相关性分析得出,土壤有机碳含量与碱解氮量、全氮量、全磷量呈显著正相关,与PH值呈负相关关系。土壤母质、土壤类型、土壤性质、土地利用和管理方式、施肥、大气CO2浓度等影响土壤有机碳储量变化; 7、通过控制影响因素分析,河北省平原土壤有机碳库呈增长的趋势。分析了未来2022、2032有机碳储量的变化,预测2022年有机碳储量为882.77Mt,2032年有机碳储量为938.27Mt。


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