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未来气候变化对我国土壤有机碳储藏的影响

郭广芬  
【摘要】:气候变化对土壤有机碳的分解和积累产生着深刻的影响,使陆地生态系统与大气的碳交换通量发生变化,从而进一步加剧或缓解全球变化的趋势。因此,在了解土壤有机碳的储量、空间分布特征与动态变化机理的基础上,研究土壤碳贮藏对气候变化的响应与反馈,为人类预测气候变化对人类和生态环境的影响与采取相应的对策以保护地球气候系统都具有重要意义。本文利用国家气候中心的NCC/IAP T63模式的最新输出的A2和B1的两种排放情景的未来气候变化(2000~2100年)的模拟结果,采用英国洛桑实验站开发的RothC模型,模拟我国农田、草地和森林生态系统土壤表层(0~20cm)有机碳储量在未来100年内的动态变化情况,以探讨我国适应气候变化和缓解气候变化的生态系统管理的对策与措施。A2和B1两种排放情景模拟结果均表明:我国大部分地区的农田、森林和草地生态系统在气候变化影响下,将成为碳源;有些地区将成为碳汇。其中,东北的小兴安岭、东北平原、内蒙古的中东部和东北部地区、华北平原、秦岭到四川盆地以及广西、广东、云贵高原的大部分地区成为强碳源区,西北为弱的碳源区;东北的北部和东部部分地区、青海、宁夏、甘肃的部分地区,湖南、江西和浙江一带以及东南沿海和云南南部地区将成为碳汇区。我国三个生态系统碳源汇在空间上总体以碳源区占据的区域为大,而且三个生态系统类型的土壤有机碳的源/汇分布区域在空间上基本一致,且随着时间的推移源/汇区域分布的变化也十分接近。 在对不同气候因子对土壤有机碳储量的影响分析发现,土壤有机碳含量随温度的升高而降低,但是随着降水的变化则受蒸发的影响,通过土壤含水量来影响土壤有机碳的收支。在东北和华南地区,虽然温度都升高,但是由于降水和蒸发的差异较大,结果导致在降水大于蒸发的地区表现为碳汇,在降水小于蒸发的地区表现为碳源。温度、降水和蒸发是气候要素中的主要物理要素,不同时期温度、降水和蒸发的变化情况非常大,因此应该综合考虑它们对土壤有机碳收支的影响。温度、降水和蒸发的综合作用将决定土壤有机碳的分解速率。过去我们认为,降水变化对土壤有机质的分解速率的影响没有温度的影响大,或者单独强调某一个因子的作用都是不全面的。


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