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下辽河平原耕地土壤有机碳时空变化及固碳潜力估算

宋丹  
【摘要】:土壤碳库是全球碳循环的重要组成部分,在全球碳收支中占主导地位。与自然土壤比较,耕地土壤由于受到人类长期的干预,其与大气间的碳交换强度增大。尤其是在全球变暖受到关注的情况下,耕地土壤是碳“源”还是“汇”,已经成为当今土壤学领域的研究热点。本文在总结前人研究基础上,通过大量历史资料和试验数据的整理分析,利用GIS技术研究了我省重要流域——下辽河平原区土壤有机碳的时空变化、储量及固碳潜力,为提高耕地碳储量和土壤有机质提升目标等方面提供依据。研究获得以下主要结果。 (1)1980年以来,下辽河平原耕地土壤有机碳含量总体呈下降趋势,空间分布差异逐渐减小。2010年耕地土壤有机碳平均含量比1980年低5.05%。从土壤有机碳含量空间分布的变化看,呈南部增加、北部降低的趋势。1980年与2010年土壤有机碳均属中等空间自相关,分析两期的变程数据,30年来其分布的均一性减弱,在小范围内的变异加强,整体分布趋向复杂。 (2)下辽河平原土地利用方式(旱田和水田)和年降水量是影响土壤碳变化的主要因素,旱田促使有机碳含量降低,水田促进了该区域土壤有机碳含量的提高。 (3)20世纪80年代初,下辽河平原耕层土壤有机碳密度平均为2.72kg m-2,空间分布上表现为由东南向西北降低的趋势;2010年有机碳密度平均为2.70kg m-2,空间上无明显差异性,地区间差异较小。1980年耕地耕层有机碳库总量为67.24Tg,2010年则为66.53Tg,总体上减少了0.71Tg。 (4)利用1980年第二次土壤普查数据和2010年耕地地力评价数据,结合近30年来的调查研究资料和田间试验数据,建立该地区耕地土壤固碳潜力模型。预测该地区土壤固碳潜力(饱和碳密度)为4.95kg m-2,其空间分异明显,整体表现为东部高西部低、北部高南部低;根据最新土壤调查数据所建立的模型进行估算,该区域潜在耕地土壤碳汇密度增加值为2.25kg m-2,可增加耕地土壤固碳量为57.52Tg。


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