东北地区旱地土壤有机碳密度的主控自然因素研究

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1、生态环境学报2009,18(3):1049-1053http://www.jeesci.comEcologyandEnvironmentalSciencesE-mail:editor@jeesci.com东北地区旱地土壤有机碳密度的主控自然因素研究1,21,2*11111王丹丹，史学正，于东升，王洪杰，孙维侠，任红艳，赵永存1.土壤与农业可持续发展国家重点实验室//中国科学院南京土壤研究所，江苏南京210008；2.中国科学院研究生院，北京100039摘要：土壤有机碳(SOC)库在陆地生态系统中具有重要作用。基于全国第二次土壤普查获得的1022个东北地区旱地土壤剖面数据，采用

2、方差分析和回归分析方法分析了年均温、年均降水量、成土母质、土壤质地和pH值对旱地SOC密度的影响。结果表明，各因子对东北地区旱地SOC密度在表层和剖面均有显著影响。在5个自然因子中，对SOC密度变异程度的独立解释能力最大的在表层为气温，达32%，剖面为土壤质地，为28.7%。5个自然因子的综合作用分别能解释旱地表层和剖面SOC密度变异的51.2%和50.2%。其中，气温和土壤质地是影响东北地区旱地SOC密度的主要自然因子。因此，合理利用自然条件有利于该区旱地SOC的积累。关键词：土壤有机碳密度；主控自然因素；旱地；东北地区中图分类号：X144文献标识码：A文章编号：1674-

3、5906（2009）03-1049-05土壤有机碳（SOC）由于其巨大的库容和在全但是目前对于土壤pH值对SOC作用的研究结论不[17]球碳循环中扮演的角色及农业生产中的地位，使得一，有待于进一步研究。其储量和影响因子的研究一直是全球变化和农业随着全球变暖等环境问题日益突出，农业土[1-4]领域的重点。众所周知，SOC储量受五大成土壤固碳和实现温室气体减排已经得到国际上的普因素及人类生产活动等自然和人为因素影响，明确遍认可。有研究表明旱地土壤的固碳能力较水田[18]影响SOC储量的主控因素对于建立和评价碳循环强。东北地区是我国重要的粮食产区。根据20002过程模型、减少土壤温

4、室气体的排放，增加土壤碳年遥感统计数据，区内旱地面积达32.5万km，主存储和粮食安全等方面都具有重要的理论和现实要分布在地形较为平坦的地区。旱地面积是水田的意义。七倍多，该区是我国旱地分布较为集中的区域，因目前关于SOC与自然影响因素的研究较多，此，东北地区影响旱地SOC密度的自然因素研究取得了较大成果。已有研究表明气候（气温和降水）具有一定的代表性。但目前对中国东北地区SOC[5][19-20][21]是控制SOC的重要自然因子，因为它在很大程的研究主要是储量或在全国尺度上进行，而度上决定了植被的类型、产量和植物残体的分解过在区域尺度上对影响SOC密度自然因子的详细研[6

5、]程。一般认为SOC密度随着温度的降低和降水究较少，这对于合理利用现有自然条件增加碳固存增加而增加，但是许多学者对于气候变化对全球碳具有重要作用。因此，本文利用方差分析和逐步回[7]库的影响存在分歧，并且气温升高导致土壤释放归分析等方法，在区域尺度上研究气候（气温和降[8]CO2是否加剧气候变化仍旧是争论的主题。母质雨）、成土母质类型、土壤质地和pH值对SOC密[9]是土壤形成的物质基础，在一定程度上能够反映度的影响，探求在区域尺度上影响SOC密度的主[10-11]土壤的综合理化性质，对SOC储量产生影响，要自然因子。尤其在区域尺度上研究土壤有机碳密度的影响因1材料与方法素，

6、成土母质不容忽视。土壤的理化特性对SOC1.1研究区概况也有重要影响，而最受关注的是土壤质地与SOC东北地区（38º40′~53º30′N，115º05′~135º02′E）[12-14]的关系。一般认为，SOC随粘粒含量的增加而包括黑龙江、吉林、辽宁三省和内蒙古自治区东部，[15]2增加；也有研究表明，粘粒含量几乎无法解释土地总面积约124万km。本区属于温带季风气候，[16]SOC的变异，说明土壤质地对SOC的影响有明冬季寒冷漫长，春季多风少雨，夏季高温多雨，秋显的区域差异。其它理化性质如pH值，通过影响季晴朗，降水比春季稍多。由于地域辽阔，气候南微生物对SOC的分解速率

7、，从而影响SOC的积累，北差异较大，从北到南（1600km）又可分为寒温基金项目：国家自然科学基金创新群体项目（40621001）；中国科学院知识创新工程重大项目(KSCX1-YW-09-02)；中国科学院知识创新工程领域前沿项目（ISSASIP0715）作者简介：王丹丹（1980年生），女，博士研究生，主要从事遥感和土壤资源管理研究。E-mail:wdd_0813@126.com*通讯作者，E-mail:xzshi@issas.ac.cn收稿日期：2009-04-131050生态环境学报第18卷第3期