耕层土壤有机碳含量影响因素及碳库估测分析——以临沂市河东区为例

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1、山东农业大学硕士学位论文耕层土壤有机碳含量影响因素及碳库估测分析--以临沂市河东区为例姓名：唐建申请学位级别：硕士专业：土地资源管理指导教师：赵庚星20120619山东农业大学硕士学位论文中文摘要随着全球变暖研究的深入，全球碳循环研究受到人们的普遍关注，成为全球变化研究的三大热点之一。土壤是陆地生态系统的核心，是连接大气圈、水圈、生物圈与岩石圈的纽带。土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，也是陆地碳库的重要组成部分，全球约有1．5"1015kg碳以有机质形态贮存于土壤中，约占陆地植被总碳贮量的2．5～3倍，是全

2、球大气碳库的2倍。土壤碳库O．1％的变化将导致大气圈C02的浓度发生百万分之一的变化，全球土壤有机碳10％的变化，其释放C02的数量相当于人类活动30年排放的数量。因而，土壤碳库较小幅度的变化，都可以通过向大气排放温室气体直接导致大气层二氧化碳浓度升高，进而以温室效应影响全球气候变化。本文采用了野外调查法、方差分析法和回归相关分析法研究了河东区耕层土壤有机碳的影响因素，对河东区土壤有机碳库估测和碳密度分布进行了分析。从自然和人为管理方面分析了土壤有机碳的影响因素，其中自然因素选取了土壤类型、耕层质地和地貌类型

3、；人为因素选取了植被类型、灌溉水平和土地利用方式。对土壤有机碳库进行估测采用了GIS软件支持下的土壤类型法和土地利用类型法。(1)土壤的粘粒含量对土壤有机碳有着明显的影响，偏砂性土壤类型和耕层质地类型不利于土壤有机碳含量的积累。在不同土壤类型下，土壤有机碳含量的分布规律为粗骨土<石质土<棕壤<潮土<砂姜黑土<水稻土，在不同耕层质地质地下为砂壤<轻壤<中壤<重壤。土壤有机碳含量还受到土壤所处的高程和地势状况的影响，在不同地貌类型下为岑岭荒地<沿河阶地<缓平地<微斜平地<倾斜平地。(2)本次研究对象为河东区耕层土

4、壤，而耕层土壤受土地利用方式和管理措施影响程度较高。在不同植被类型下，一年两熟的植被类型比一年一熟的植被类型更有利于土壤有机碳含量的积累；在不同灌溉水平下，土壤有机碳含量的分布规律为无灌溉措施<基本满足<一般满足<充分满足，河东区研究表明，水分灌溉越充分，越有利于土壤有机碳的积累，但有机碳的增加率并未随着灌溉水平的提高而呈现明显的提高。在不同土地利用方式下，土壤有机碳含量的分布规律为灌溉水田>水浇地>旱地>果园>菜地。(3)土壤有机碳可以提高其他土壤养分的有效性。研究表明土壤有机碳含量与土壤全氮、速效钾、pH

5、、碱解氮、缓效钾、有效铁、有效锰在1％和5％水平上均呈现显著相关性。尤其是与全氮含量，其相关系数达0．468。通过对不同利用类型下全氮与有机碳含量进行回归分析得不同利用类型下的回归方程：灌溉水田为Y=7．6423x+2．7982，耕层土壤有机碳含量影响因素及碳库估测分析一以临沂市河东区为例R2=O．6551；水浇地为Y=6．9993x-I-3．0241，R2=0．593；旱地为Y=7．8332x+2．0176，R2=0．7034；菜地为Y=7．3125x+2．5867，R2=0．4455；果园为Y=9．422

6、1x+0．3935，R2=0．8984。表明灌溉水田下土壤固碳对土壤氮素积累明显强于其他利用方式。(4)通过野外采样，在GIS软件支持下，利用土壤类型法和土地利用类型法分别估算了河东区土壤有机碳库储量。运用土壤类型法得出河东区耕层土壤有机碳库储量为89．70万吨，土壤有机碳密度的平均值为2．91kg／m2；利用土地利用类型法得出河东区耕层土壤有机碳库储量为90．18万吨，土壤有机碳密度的平均值为2．93kg／m2。其中河东区中部和南部地区土壤有机碳储量和碳密度较高，河东区北部地区土壤有机碳储量和有机碳密度较低

7、，这与河东区不同地区土地利用程度不同和土壤类型有密切关系，土地利用程度越高，土壤有机碳密度越高，利用程度越低，土壤有机碳密度越低。(5)河东区土壤有机碳含量总体处于较高水平。管理一区(C<9．549／kg)，面积为7936．72hm2，占耕地总面积的25．52％，管理二区(11．839／kg>C>9．549／kg)，面积为14389．97hm2，占耕地总面积的46．27％，管理三区(C>11．83)面积为8773．31hm2，占耕地总面积的28．21％。需要进行有机碳提升的区域主要分布在河东区的北部和周边地区

8、。关键词：临沂河东区，有机碳，影响因素，有机碳库和碳密度估测，有机碳提升措施．2山东农业大学硕士学位论文AffectingFactorsandStorageEstimationofSOCintheTopsoil卅CaseStudyinHeDongdistrictaLinYiCityAbstractWiththedeepeningresearchoftheglobalwarming，theglobal