江西森林植被土壤有机碳储量估算及空间分布特征

森林土壤有机碳是土壤有机碳的重要组成部分,在土壤有机碳库研究中有着重要作用.根据江西省第二次土壤普查资料,结合"十五"期间江西省森林资源二类调查资料,在GIS技术支持下采用土壤类型法估算江西省森林植被土壤有机碳储量,同时引入有机碳丰度指数这一指标,对有机碳在不同土壤和不同区域的分布特征进行分析.结果表明:江西省森林土壤在20 cm和100 cm深度的总有机碳储量分别为401.04×106t和1 025.73×106t;20 cm深度的土壤有机碳密度介于0.89～10.92 kg/m2,100 cm深度的土壤有机碳密度介于2.71～35.61 kg/m2;100 cm深度的土壤和区域有机碳丰度指数分别为0.3～3.57和0.96～1.03,与气候、植被、地形和人类活动等因素密切相关.     

森林土壤有机碳模型评述与应用

土壤有机碳(SOC)库是陆地生物圈中最大的碳库,约占陆地总碳储量2/3,而森林土壤碳占全球土壤碳贮量73%,森林SOC储量及其变化直接影响到了全球的碳平衡。森林土壤碳储量及收支计量多采用模型方法,基于研究文献,对现有主要土壤有机质模型的类型、应用对象及其模拟精度等进行简介,重点分析和比较现在常用模型的应用范围、特征及适用对象,并对模型的模拟面积、模型性能、时空尺度及模拟结果等特征进行评估,以CENTURY模型阐述模型模拟机理、计算法则、影响因素、土壤、气候植被等输入参数的不确定性。     

森林土壤碳库研究方法进展

森林土壤有机碳库是全球碳循环的重要组成部分,其积累和分解的变化直接影响全球的碳平衡,土壤有机碳库研究方法对准确估算土壤碳蓄积,反映土壤肥力,对生物多样性的保护有着重要作用。概述了森林土壤碳储量及其分布,介绍了森林土壤有机碳库的各种估算与测定方法,并就各种方法的特点及优缺点做了进一步的分析,表明各种方法都受条件限制,还有待完善,但用的最多的还是土壤类型法与生命带法,GIS方法近几年才得到应用,模型方法应用较早但还不成熟。针对各种方法估算存在的误差,从提高精度的角度出发,又对估算方法误差做了统计分析。阐述了森林土壤碳释放的测定方法,并对碳释放的一些研究成果做了总结,在此基础上,就目前土壤碳库研究方法上尚存在的一些问题作了概括与分析。参71     

区域稻田土壤碳储量的空间分布特征

深受利用方式影响的农业土壤碳库在缓减大气二氧化碳浓度增加和温室效应加剧方面具有十分重要的作用.为了明确区域稻田土壤碳库蓄积量及其空间分布特征,以全国第二次土壤普查数据资料为基础,运用地理信息系统软件Arcview建立研究区以土种为单位的空间数据库,结合GIS空间分析功能,基于土壤类型法估算重庆市巴南区稻田土壤有机碳储量及其空间分布特征,结果表明:研究区稻田土壤有机碳总储量约为6.48×106t,平均土壤有机碳密度为8.31 kg/m2,略高于全国平均水平.重庆市巴南区稻田0～20 cm土壤有机碳密度介于1.73～3.70 kg/m2之间,剖面土壤有机碳密度介于5.13～14.07 kg/m2之间.0～20 cm和100 cm土壤有机碳储量分别为1.18×106 t和4.39x106t,0～20 cm土壤有机碳储量为0～100 cm碳储量的27.50%,说明碳储量主要富集在表层土壤.土壤有机碳密度呈带状分布,且具有高度的不均匀性,同类土壤具有相似的有机碳蓄积量.     

陆地生态系统土壤有机碳储量研究进展

目前,土壤有机碳储量日益成为全球变化和陆地生态系统碳循环研究的前沿和热点问题,其中土壤有机碳又是全球碳循环中最为复杂、受全球气候变化影响最大的部分.本研究结合土壤有机碳储量研究的国内外报道,介绍了陆地生态系统中土壤有机碳库特点及研究意义,总结了当前土壤碳储量研究的5种主要方法(土壤类型法、植被类型与生命地带法、GIS估算法、模型估算法、相关关系统计法)及其各自特点、存在的问题.同时,通过土壤理化特性、气候条件、CO2浓度、土地利用、土地管理等5个方面简要评述了各种因素对土壤碳的积累与循环的影响,并对土壤有机碳储量今后的研究方向进行了展望.     

南滚河国家级自然保护区典型植被类型土壤有机碳及全氮储量的空间分布特征

目的植被群落随山地海拔升高呈现有规律的垂直分布,能够引起样地微气候及土壤性质的改变,进而影响碳氮在土壤中的沉积。因此,不同典型植被类型土壤碳氮储量的空间分布特征是山地生态系统碳氮循环研究的重要内容。本文旨在探明南滚河自然保护区不同典型植被类型土壤有机碳及全氮储量沿海拔梯度的变化及其与环境因子的耦合关系。方法选取南滚河自然保护区沿海拔形成的3种典型植被类型（沟谷雨林、半常绿季雨林和中山湿性常绿阔叶林）为研究对象,研究不同植被类型之间土壤有机碳及全氮储量的变化规律,并运用线性回归和RDA冗余分析等方法研究环境因子沿海拔变化对土壤有机碳及全氮储量的影响。结果不同典型植被类型土壤有机碳与全氮储量随海拔升高呈现显著增加的变化趋势（P < 0.05）,即沟谷雨林（89.10 t/hm2,11.94 t/hm2） < 半常绿季雨林（190.30 t/hm2,25.34 t/hm2） < 中山湿性常绿阔叶林（508.05 t/hm2,56.55 t/hm2）,这种变化规律与凋落物厚度、年均降水量、土壤含水量、总有机碳及全氮沿海拔的变化相一致;不同植被类型土壤有机碳储量均随土层深度增加呈先增后降的垂直变化规律,而土壤全氮储量则随土层深度增加呈逐渐降低趋势;土壤有机碳及全氮储量与海拔、土壤含水量、总有机碳、全氮、凋落物厚度和年均降水量呈极显著正相关（P < 0.01）,与土壤密度、pH、年均气温和土壤温度呈极显著负相关（P < 0.01）,冗余分析表明凋落物厚度与土壤含水量是影响有机碳和全氮储量的主导因子。结论热带地区植被类型沿海拔梯度有规律的分布,能够通过改变样地微气候（如温度、水分）、凋落物输入（凋落物厚度）及土壤理化环境（如土壤密度、C与N含量等）,进而显著影响土壤有机碳及全氮储量的空间分布。      

基于数量化理论Ⅰ多因子对森林土壤有机碳密度的影响分析

森林土壤有机碳在全球碳循环与收支中占主导地位,探究多因子交互作用对土壤有机碳密度的影响,对精确评估土壤有机碳储量、科学预测气候变化以及制定应对气候变化的策略具有重要意义。研究依托国家森林资源清查样地,在江西省选择典型样地进行样地调查和土壤样品采集,运用数量化理论Ⅰ,探讨多因子对土壤有机碳密度的影响,结果表明:林分类型、龄组、海拔、坡向、坡位、土壤类型6个因子是影响土壤有机碳密度的主导因子;并运用数量化理论Ⅰ,构建了林分类型、龄组、海拔、坡向、坡位、土壤类型6个主导因子与森林土壤有机碳密度之间的估算模型。     

上海崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征及碳储量估算

土壤有机碳是地球陆地生态系统中最重要和活跃的碳库。上海崇明岛表层土壤碳密度及其碳储量的变化以其独特的地理位置在全球变化中具有特殊的作用。本研究采用上海崇明岛土壤普查数据和地统计方法,研究了崇明岛表层土壤有机碳密度的空间分布特征,及其不同土地利用方式下土壤有机碳密度状况和碳储量。结果表明,全岛大部分地区表层土壤有机碳密度在2～4kg/m2,平均2.89kg/m2,具有中等变异程度和空间相关性,变异系数和块金效应分别为0.3和0.32。农田和林地的碳密度较高,2002年崇明岛63%的土地面积为农田,其碳储量达到2571.43×106kg,占全岛表层土壤碳储量的71%,而3%为林地,其碳储量占总量的4%。不同用地类型面积的比例与其碳储量基本保持一致。从土壤类型分析,全岛土壤有机碳储量最多的是水稻土,占总储量的69.1%,其次盐土的碳储量占总量的24%。全岛总的土壤碳储量为3720.85×106 kg。因此,科学合理地利用土地,动态监测全岛表层土壤和生态系统碳循环的影响,特别是人类干扰下的土壤碳库的动态变化是建设崇明生态岛的重要内容。     

永州零陵区水稻土有机碳密度和储量估算研究

水稻是永州零陵区的优势作物,采用土壤类型法对零陵区水稻土有机碳密度和储量进行了估算研究。结果表明,零陵区水稻土有机碳储库约为1 683 003.35 t,平均有机碳密度为55.42 t/hm2,空间分布上总体呈现为东、西部地区土壤有机碳储量较高,中部地区较低。相比第二次土壤普查数据,零陵区水稻土有机碳密度总体呈现上升趋势,不同土壤亚类的表层土壤有机碳密度介于49.70~56.01 t/hm2之间。不同地形的水稻土表层土壤有机碳密度有明显的差异,最高的达到57.79 t/hm2,最低的仅47.03 t/hm2。     

江西九连山不同海拔梯度土壤有机碳的变异规律

目的土壤类型、土壤层次及植被类型是土壤有机碳分布格局的重要影响因素,而海拔是对大尺度水热环境条件的再分配,涵盖了土壤类型和植被类型在小尺度上的剧烈变化信息,因而研究不同海拔梯度上土壤有机碳的变异规律对森林生态系统碳汇管理具有重要的意义。方法本研究选择九连山境内不同海拔高度(179~1 430 m)的森林土壤为研究对象,通过分析植被类型、土壤类型、和不同层次的有机碳含量与碳储量等,揭示不同海拔高度有机碳的垂直分布规律及影响因素。结果土壤的前3层(0~40 cm)有机碳含量随着海拔的升高而呈现线性增大的趋势,而第4层(40~60 cm)和第5层(60~100 cm)则随着海拔的升高而逐渐的降低,土壤碳储量与海拔梯度的趋势与土壤有机碳与海拔梯度的趋势基本一致,但总碳储量与海拔梯度的趋势则呈先降低后升高的U形趋势;草甸土的前3层土壤有机碳含量和储量往往高于红壤和黄壤,并且随海拔升高,土壤类型从红壤、黄壤至草甸土的变化过程中,前2层(0~20 cm)有机碳含量和碳储量均存在逐渐上升,而其他层次则无显著差异;高海拔的杜鹃林和高山草甸表层土壤有机碳含量和碳储量往往高于较低海拔的其他植被类型,而高山草甸和次生阔叶林的0~100 cm总碳储量较高。结论土壤表层和植被类型的变化可能是导致九连山不同海拔梯度土壤有机碳变异规律的主要原因。在全球气候变暖的情形下,高海拔地区的表层土壤可能随着温度的上升而增加碳排放。      

林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响

为了解林分密度对水曲柳人工林碳储量的影响规律,在黑龙江省帽儿山地区,选择不同造林密度(2 200、2 500、4 400、10 000株/hm2)的13年生水曲柳人工林,采用样地调查的方法在每种密度处理各设置3块样地,进行了林分碳储量与乔木层年净固碳量的测定。结果表明:水曲柳林分密度增加,其乔木层、凋落物层、土壤层以及生态系统碳储量均随之增大,而林下植被层碳储量随林分密度的增加而减小。其中不同密度林分的乔木层、林下植被层、土壤层以及生态系统碳储量差异均显著(P＜0.05),而凋落物层在各密度之间差异不显著(P>0.05)。4种密度水曲柳林分碳储量的空间分配均表现为:土壤层>乔木层>凋落物层>林下植被层,土壤层和乔木层碳储量分别占生态系统总碳储量的79.6%~82.4%和14.1%~17.0%,是人工林碳库的主要组成部分。此外,水曲柳人工林乔木层的年净固碳量随林分密度的增加而增大,造林密度为2 200株/hm2林分的年净固碳量明显低于其他密度林分(P＜0.05)。上述结果说明提高造林密度对增加幼龄林分碳储量具有显著作用。      

西双版纳森林植被的碳贮量及影响因素分析

根据目前森林碳贮量的流行计算方法和西双版纳州森林资源调查数据,以乡镇为尺度,估算了20世纪90年代中期西双版纳森林植被的碳密度、碳贮量,并探讨了它们的空间分布以及气候因素、人类活动对其形成格局的影响.结果表明,全州平均碳密度为51.13 t.hm-2.从不同林型来看,栎类的碳密度最高,平均值为67.90 t.hm-2,其次是热带林、桤木类和松类,介于54~35 t.hm-2之间.西双版纳森林植被碳贮量达64.10 Tg,其中栎类占71%,其次是热带林和经济林.全州碳密度分布表现为北部、东部较高,中部、西部及南部偏低的格局.森林植被碳密度与年降水量有正相关性,与年均温呈负相关性,人类活动也是影响本区碳密度的一个重要因素.     

紫柏山国家级自然保护区不同植被类型土壤碳氮分布特征及其影响因素

  目的  研究陕西省宝鸡市紫柏山国家级自然保护区不同植被类型下土壤碳氮分布特征,探讨其主要影响因素。  方法  以保护区内壤土类型(槲栎Quercus aliena林、华山松Pinus armandii林)和砂质土类型(锐齿栎Q. aliena var. acuteserrata林、栓皮栎Q. variabilis林、白桦Betula platyphylla林)不同土层土壤样品为研究对象,比较5种植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度和土壤碳氮储量及碳氮比的差异,分析土壤有机碳、全氮、碳氮比与土壤理化性质的关系。  结果  ①壤土区土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量显著高于砂质土区(P＜0.05),其中壤土区各土层从大到小表现为槲栎林、华山松林,砂质土区各土层从大到小表现为白桦林、锐齿栎林、栓皮栎林。②土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量在0~30 cm土层均随土层深度的增加而显著降低(P＜0.05)。③各植被类型不同土层的土壤碳氮比分布无明显规律且差异不显著,碳氮比为9.94~16.23,有机质的矿化能力较强。④土壤含水量、容重是影响土壤有机碳和全氮质量分数的主要因子,土壤含水量、pH是影响碳氮比的主要因子。  结论  不同植被类型下土壤有机碳质量分数、全氮质量分数、土壤碳氮密度及土壤碳氮储量存在显著差异(P＜0.05),土壤含水量是影响土壤有机碳、全氮和碳氮比的关键因子。图4表5参36      

半干旱区土壤有机碳时空变异特征研究

清晰地认识区域土壤有机碳的时空变异特征，能够为土壤质量动态监测和科学利用土地资源提供重要保障。选择赤峰市敖汉旗作为研究区，在实测调查数据的基础上，对比分析了敖汉旗在1985-2014年土壤有机碳的时空变异特征。结果表明： 1985年和2014年土壤有机碳含量分别为6.91和7.49 g·kg-1，且在空间上均呈现由南向北逐渐降低的分布特征。1985年，土壤有机碳含量在研究尺度内具有较强的空间自相关性，经过30 a的变化，农、林、草3种土地有机碳含量平均分别增长5.92%、10.22%与8.47%，土壤有机碳的空间自相关距离缩短。退耕还林、还草以及沙地植被恢复后，土壤有机碳含量均有显著提升。     

江苏省森林植被碳储量分布结构及变化特征

2010年以来,江苏省森林资源呈现出面积下降但蓄积增长的分化走势,森林类型和区域分布发生结构性变化,对全省森林植被碳储量产生较大影响。基于全国第8次（2010年）、第9次（2015年）2期森林资源清查资料,利用生物量转换因子连续函数法对5 a间全省森林植被碳储量、碳密度、地理空间分布格局及动态变化的特征和原因进行了研究。结果表明:1）2015年江苏省森林/林木碳储量分别为3 638.10×10⁴t、4 594.59×10⁴t,相比2010年增长8.94%、11.53%,森林碳密度23.15 t/hm²,增加14.22%。2）2015年全省乔木林碳储量3 321.73×10⁴t,同比增长9.97%,树种（组）碳储量比重标准差下降4.38,其中杨树比重降低17.45 %,树种碳储量更平衡;碳储量林龄分布由2010年时集中于中龄林（53.86%）大幅调整为23∶33∶44（幼∶中∶近成过）,结构更为合理。3）2015年全省森林碳储量在地理板块间分布比重为苏北57.26%、苏南32.61%、苏中10.13%,前两者分别降低10.5%、增长10.65%,区域分布结构趋于均衡,不同类型在市域间表现较大差异性。经分析,全省各森林类型间、树种间、林龄间、区域间的碳储量、碳密度结构趋向合理,增长的可持续性得到强化,在不同地区间造林绿化、采伐消耗、森林抚育等针对性措施驱动下,全省碳库潜力巨大,未来增长空间与速度可观。同时,在四旁树和散生木碳储量估算方法、不同树种（组）宜地生物量转换因子甄选、江淮地区灌木经济林和竹林单位面积碳储量因子选取等方面做了讨论,以期为更高精度下基于清查数据估算华东平原省份森林植被碳储量提供借鉴。     

基于林业清查资料的桂西北植被碳空间分布及其变化特征

基于2005-2010年林业资源清查数据,采用材积源生物量法,运用地理信息系统技术,估算和分析了桂西北植被碳密度及其储量的空间分布及其变化。结果显示:(1) 研究区域从2005年到2010年呈现碳汇变化趋势,植被碳储量由4.19×10⁴t增加到4.27×10⁴t(增幅为1.84%),植被碳密度从29.04t/hm²增加到29.57 t/hm²。(2) 从治理措施、林种起源方式及林种类型来看,自然保护区的植被碳密度最大,超过40 t/hm²。2005-2010年,人工植苗、直播、飞播和萌生方式植被碳密度增加,退耕还林工程的植被碳密度均呈明显增长(增加3.00 t/hm²),所有林种碳密度都呈不同程度的增长。 (3)植被碳密度空间分布上,大致表现为西部高、中东部低,北部高、南部低。西部区植被碳密度均值超过40 t/hm²,中东部区植被碳密度均值低于25 t/hm²。植被碳密度变化在空间分布上表现为无论是非喀斯特区还是喀斯特区的植被碳密度都有增长趋势,其中有7个县市植被碳密度升级为更高等级。研究表明,随着退耕还林、生态移民等治理措施的实施,区域植被碳密度显著增加,生态环境好转。     

秦岭火地塘林区主要森林类型碳储量和碳密度估算

火地塘林区地处秦岭南坡中段,是中国暖温带向亚热带气候的过渡带。林区森林主要为天然次生林,树木种类丰富并具有明显的垂直分异性。准确估算森林碳储量在研究全国乃至全球碳平衡中起着重要的作用。笔者基于生物量的回归方程,估算该林区主要森林类型碳储量和碳密度的大小,并运用GIS软件Citystar(4.0)进行数据的空间分析。结果显示:不同树种随海拔高度呈垂直地带性分布。华山松和红桦的分布范围广,且碳储量大小明显高于其它三种类型的;锐齿栎、油松主要分布于中低海拔地带;华北落叶松的平均碳密度值最大;锐齿栎和红桦的平均碳密度接近但低于华北落叶松的;油松和华山松的平均碳密度接近且较低。     

陕北黄土区不同植被类型土壤有机碳分布特征及其影响因素

  目的  探究陕北黄土区退耕还林（草）后形成的主要植被群落类型土壤有机碳空间分布特征及其影响因素，旨在为今后该地区人工林土壤碳汇管理以及生态效益评估提供参考依据，为我国北方森林土壤碳的相关研究积累基础数据。  方法  以吴起县大吉沟森林公园内的油松林、沙棘林、草地、油松沙棘混交林为研究对象，选取典型样区，运用单因素方差分析与灰色关联法，探讨不同植被类型在0 ~ 100 cm土壤有机碳垂直变化规律及其主要影响因素。  结果  （1）研究区土壤有机碳含量及储量具有明显表聚现象，且随土壤深度增加而降低。（2）不同植被类型下，土壤有机碳平均含量表现为沙棘林（7.03 g/kg） > 低坡度油松沙棘混交林（5.34 g/kg） > 草地（5.16 g/kg） > 高坡度油松沙棘混交林（3.87 g/kg） > 油松林（3 g/kg），沙棘林与油松林、高坡度油松沙棘混交林土壤有机碳平均含量呈显著性差异（P < 0.05）。（3）不同植被类型土壤有机碳储量介于41.11 ~ 74.76 t/hm2。（4）不同植被土壤剖面C/N在16.41 ~ 39.11之间，C/N均值由大到小表现为沙棘林（34.68） > 低坡度油松沙棘混交林（25.88） > 草地（25.82） > 油松林（23.08） > 高坡度油松沙棘混交林（22.71）。（5）不同植被类型土壤理化因子与有机碳含量关联度均在中等关联以上，与有机碳含量关系密切。  结论  研究区在今后建设碳汇林时应充分考虑土壤有机碳影响因素，优先选择沙棘等优势树种。