乌鲁木齐河流域土壤有机碳影响因素研究

【摘要】： 随着全球变暖趋势的加剧,人类对全球碳循环的研究不断深入和扩展,对土壤有机碳的关注度日益升高,越来越多的专家学者都在对土壤有机碳的储量、密度、形成机理、影响因素及动态变化等进行不断深入的发掘。由于土壤空间异质性很强,对小区域土壤有机碳进行研究显得非常必要。 本文选取了乌鲁木齐河流域作为研究区域,原因在于该流域高差大,地形复杂,山区、沟谷、山前平原兼备,土壤类型齐全。对野外采集的土壤剖面的各项理化指标进行测定,指标包括土壤有机碳、易氧化有机碳、容重、碳氮比、氮、磷、粘粒百分比和pH值,将测定值与权重运算后得到土壤剖面各项指标含量,用SAS9.2作图进行初步的数据分布分析;之后用MATLAB对数据进行标准化和中心化;再运用统计学原理,使用统计学方法及SPSS16.0统计软件对各项数据指标做相关分析、回归模型、各项检验及逐步回归。 同时搜集温度、降水量、植被等自然环境方面的资料,逐一分析外部环境因素对土壤有机碳的影响。将海拔高度和温度分别与土壤有机碳进行回归分析,找到定量化的关系;通过对降水量趋势面的分析,找出降水量对土壤有机碳的影响趋势;通过比对资料,分析不同类型土壤上着生的植被对该种土壤中所含有机碳的影响。 得到结论是,在研究区域内,灰褐色森林土的有机碳、易氧化有机碳、碳氮比、氮素都高,容重、磷素、粘粒百分比和pH都较低,是该区质地好,有机碳含量高的土壤。高山草甸土、亚高山草甸土和山地黑钙土是有机碳较高,质地较好,呈中性的土壤。而山地栗钙土和山地棕钙土则是相对干旱,有机碳储量少,呈强碱性的疏松土壤。 对土壤有机碳有决定性影响的理化因子是氮、易氧化有机碳、碳氮比和pH值,其中正向影响最大的是氮,负向影响最大的是pH值。其它相关性强的因子有容重和粘粒百分比。在分别讨论海拔高度、温度与土壤有机碳关系时,发现海拔与温度都深刻影响着土壤有机碳,但综合分析过程中,温度的影响被忽略,理论上的原因在于综合模型存在多重共线性,实际上的原因在于海拔高度直接决定了温度在该区域的表现,从而影响土壤有机碳的积累,而综合模型无法准确反映这一点。降水趋势是东北少,西部、南部较多,低山区降水少,高山区略多,中山区最多,与有机碳含量分布相似。研究区内,植物种类丰富,覆盖度高,主要植被为针叶林、阔叶林和草类的区域,土壤有机碳含量高;植被单一且稀疏,主要是砾质旱生的各种禾本科植物及灌木、小灌木的区域,有机碳含量低。