基于GIS的土壤有机碳储量核算及其对土地利用变化的响应.pdf

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1、基于GIS的土壤有机碳储量核算及其对土地利用变化的响应揣小伟1黄贤金1,2赖力1张梅1，3南京大学地理与海洋科学学院,南京210093江苏省土地开发整理技术工程中心，南京210093南京大学金陵学院城市与资源学系，南京210093摘要:土地利用变化是影响土壤有机碳储最变化的重要驱动因素，为了进一步探讨土地利用变化对土壤碳储量的影响，该文根据土壤样点数据、土壤类型图、土地利用类型图，分析了江苏省1985年和2005年表层土壤有机碳密度的变化以及土地利用变化对表层土壤有机碳密度的影响，主要结论如下:1）江苏省表层土壤有机密度的空日间变化趋势为:黄淮平原生态区南北差异明显，北部的

2、沂沭泗平原丘岗以增加为主，南部的淮河下游平原以减少为主;沿海滩涂与海洋生态区持平为主:而长江三角洲平原生态区表现不一:沿江平原丘岗生态亚区以增加为主,而茅山宜溧低山丘陵生态亚区和太湖水网生态亚区均表现为有机碳密度的减少;2）各地类表层土壤有机碳密度均有所增加;耕地-林地、草地:草地-林地、建设用地:建设用地-耕地、草地、林地:水域的转出以及未利用地的转出等转换类型有利于土壤碳储量的增加、其他地类间的转换会造成一定的碳排放。土地利用;土壤;影响;土壤碳储量;土壤碳密度;江苏省10.3969/j.issn.1002-6819.2011.09.001K90A1002-6819(2

3、011)-09-0001-062010-12-252011-07-16基金项目:国土资源部公益性行业科研专项经费项目(200811033),土地利用规划的碳减排效应与调控研究。作者简介:揣小伟，男,（1981-）,河北省迁西人，博士生，南京大学地理与海洋科学学院国土资源与旅游系，主要研究方向:土地利用与规划。南京南京大学地理与海洋科学学院,210093。Email:chuaixiaowei@163.com通信作者:黄贤金（1968-）,教授、博导,中国自然资源学会会员(S300000423M),主要从事自然资源与区域土地利用变化研究.南京南京大学地理与海洋科学学院,2100

4、93.2农业工程学报2011年其进行了数字化处理；土地利用数据库是以陆地卫星TM或ETM+、CBERS等数据为基础，本文所用的1985年(1980s中期)和2005年的土地利用栅格数据由中国科学院遥感应用研究所制作完成，分辨率为lkm。1．2研究方法土壤样点碳密度根据土壤有机碳(TOC)含量和土壤质量体积计算得出，其中土壤质量分数来源于《江苏土种志》。其他分析主要借助ArcGIS9．3软件完成，具体过程为：为了避免由于精度原因在分析过程中丢失面积较小的土地类型变化斑块并提高分析的准确性，本文借助了数字化的土壤类型图(43种土壤亚类)。首先将土壤样点导入土壤类型图，采取Kri

5、ng空间插值法生成1985年和2005年江苏省表层的土壤有机碳密度图，利用summarize工具提取出各土壤类型的平均碳密度并据此分析1985—2005年江苏省表层土壤碳密度的变化。将生成的不同时期的土壤碳密度图与相应时期的土地利用类型图叠加，利用summarize工具进行统计分析得到1985和2005年全省不同地类土壤平均碳密度。利用AreToolbox工具的Overlay模块，对江苏省1985和2005年的土地利用遥感解译图进行Intersect空间叠加生成1985到2005年土地利用变化图，将此图与生成的表层土壤碳密度的变化图叠加后进行区域统计(zonalstatis

6、tic)，可以得出土地利用变化与表层土壤有机碳密度的应对关系。2土壤有机碳密度2．1不同地类表层土壤碳密度由于有水域覆盖的土壤采样点较少，所以本文剔除了主要的内陆水系，文中水域土壤碳密度是指被水域覆盖的，有土壤采样点的水域用地。1985年江苏省表层土壤平均有机碳密度为13．66kg／m3，其中林地>草地>耕地>水域>建设用地>未利用地，各地类之间变化幅度达1．61kg／m3；2005年各地类表层土壤有机碳密度较1985年均有所增加，平均值14．93kg／m3，较1985年增加1．27kg／m3，林地>草地>耕地>建设用地>水域>未利用地，各地类之间的变化幅度为1．52kg／

7、m3。见表l。．表1不同土地利用类型土壤表层碳密度TablelSurfaceSOCofdifferentlanduseskg·m‘32．2表层土壤有机碳密度时空变化分析利用ArcGIS9．3软件将1985年O～O．2m土壤有机碳密度数据和2005年O～O．2m土壤有机碳密度数据导入江苏省土壤图(剔除了主要内陆河湖水系)属性表，将2个年份的碳密度在属性表里相减生成江苏省表层土壤有机碳密度变化数据，根据该列数据生成江苏省表层土壤有机碳密度变化图，见图l。^手i产。皂01磊—曷0k。图1江苏省表层土壤有机碳密度空间格局变