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湖南省土壤有机碳密度、储量的空间分布格局及其影响因子分析

陈仕栋  
【摘要】:本论文根据湖南省第2次(1986年)土壤普查资料,估算了湖南省主要土壤类型的有机碳库密度和储量,采用ArcGIS技术研究了湖南省土壤有机碳密度的空间分布格局,分析了影响土壤有机碳分布的因素,并结合湖南省第4次(1995年)森林资源二类调查资料,估算了湖南省不同森林类型表层土壤有机碳密度和储量及其空间分布特征,为评价湖南省土壤在区域碳平衡中的作用,以及为我国碳循环的研究提供宝贵的数据。研究结果表明: 1、湖南省主要土壤类型土壤有机碳密度、碳储量及其分布特征 湖南陆地土壤有机碳总储量约为1.845×109t,各土壤类型碳储量从大到小依次为:红壤水稻土黄壤石灰土黄棕壤紫色土潮土粗骨土山地草甸土石质土。湖南省主要土壤类型有机碳密度为66.42-183.97tC.hm-2范围之间,有机碳平均密度为116.30 tC.hm-2。湖南省不同土壤类型的有机碳平均密度从大到小依次为:山地草甸土黄棕壤水稻土石质土黄壤红壤石灰土粗骨土潮土紫色土。湖南省各地区土壤有机碳密度的空间分布格局比较均匀,主要在90~140 tC.hm-2范围内变动。 2、湖南省土壤表层(0-20cm)有机碳密度和碳储量及其空间分布特征 湖南省不同地区表层土壤(0~20cm)有机碳密度差异不大,变化范围在40.19tC·hm-2~44.12tC·hm-2之间,平均为42.31tC·hm-2。湖南省表层土壤有机碳密度在五大地理区域区间差异也不显著,总体变化趋势西南部高于东北部,大小排序为:湘南山地湘西地区湘中丘陵区湘东山地洞庭湖平原区。湖南省表层(0-20cm)土壤有机碳储量为713.69×106t,占湖南省土壤有机碳库总碳储量38.68%。湖南省表层土壤有机碳库储量的空间分布特征与湖南省地形特征基本一致,大体上为东、南、西三面山地高,中部丘陵起伏,北部湖泊平原低,平原和低山丘陵相间排列的分布格局。 3、湖南省土壤有机碳密度、碳储量的影响因素分析 湖南省五大自然地理区域的土壤有机碳密度与降水量、气温均呈正相关关系,但气候因素不是影响湖南省土壤有机碳密度空间分布的主要因子。土壤的有机碳含量(SOC)与海拔高度(x)呈极显著正相关(P0.05),表明土壤中有机碳含量随海拔高度的升高而增加。同类土壤的不同土属土壤,其有机碳含量也有明显的差异的。植被与土壤有着密切的关系,不同植被类型下土壤有机碳含量的差异,湖南省不同植被土壤有机碳含量顺序依次为:阔叶林杉木林竹林经济林灌丛松类林。表明不同的植被类型对土壤有机碳的贡献是不同的。表层土壤有机碳(SOC)与土壤pH值呈不显著负相关关系(P0.05),土壤有机碳(SOC)与土壤全N含量呈极显著正相关(P0.01),有机碳含量(SOC)与粘粒含量呈显著正相关性(P0.05)。 4、湖南省主要森林类型表层土壤(0-30cm)SOC密度与储量 湖南省不同森林类型表层土壤有机碳平均含量的变化范围在12.25-19.30g·kg-1之间,表层土壤的有机碳含量明显高于深层土壤。湖南省不同森林类型土壤有机碳密度存在一定的差异,介于31.722-45.854 tC·hm-2之间变化,平均碳密度为32.11 tC·hm-2,由高至低依次为:竹林阔叶林经济林杉木林松类林灌木林。不同森林类型土壤有机碳平均密度均随土壤深度的增加而降低。湖南省森林表层土壤(0-30cm)有机碳库总储量为68641.81×104t,占湖南省土壤有机碳库总储量的37.18%。不同森林类型土壤有机碳储量差异较大,介于5063.28×101-16658.96×104t之间变化,森林土壤有机碳储量也随土层深度的增加而降低。 5、湖南省主要森林类型表层土壤(0-30cm)有机碳密度、碳储量的空间分布特征 湖南省森林表层土壤面积加权平均碳密度为62.67 tC·hm-2,各地州市森林植被土壤的面积加权碳密度以益阳市最大,为64.78 tC·hm-2·,而湘潭市最小,为61.11tC·hm-2,其它总体都在61.11-64.78 tC·hm-2之前变动,变化幅度不大。湖南省森林植被表层土壤有机碳储量为686.41×106t。其中,怀化市森林土壤有机碳储量最大,为109.03×106t,占湖南省森林表层土壤有机碳总储量的15.88%,以湘潭市最小,仅为1.92×106t。各森林类型的碳贮量,从大到小排列依次为:杉木林松类林经济林阔叶树林灌木林竹林。


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