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。     

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。      

造林对土壤有机碳储量的影响(综述)

造林作为一种重要的增加碳汇方式已经或正在被很多国家应用,但是造林后土壤有机碳库储量的变化和影响因素尚不明确。在总结了近年来的相关文献后认为:造林前土地利用类型、纬度变化、土壤类型和树种选择都能对造林后土壤有机碳储量的变化产生重要影响;农田和裸地造林后土壤有机碳汇显著增加,草地造林后土壤有机碳变化的不确定性是由林龄的不同导致的;温带地区造林后土壤有机碳汇快速增加,随着纬度的上升,造林后土壤有机碳储量先下降后达到或高于造林前的水平所需要的时间越来越长;土壤黏粒与粉粒的含量与造林后土壤有机碳库储量呈正相关关系;农田造乔木林和灌木林土壤有机碳储量都会显著增加,而草地最好选择阔叶乔木,灌木可以广泛应用于造林前的各种土地利用类型。     

厦门城市森林碳储量和碳密度时空变化特征

基于4期森林资源规划设计调查资料,运用生物量转换因子连续函数法,结合GIS空间分析手段,分析了厦门市城市森林主要植被类型碳储量和碳密度在不同城市化区域的时空变化特征。结果表明,1972-2006年,厦门市城市森林碳储量呈现出前期上升,后期小幅下降,总体上升的趋势,34 a间城市森林碳储量增加了865 589.71 t。在城市化梯度上,碳储量大小为中心区<近郊区<远郊区,碳密度大小为中心区>近郊区>远郊区。这主要是由于近郊区和远郊区面积比例较大以及不同区域间植被类型和龄组结构的差异,更深层次的原因是在城市化的快速发展过程中,土地利用变化、植树造林、人为经营管理活动等因素共同影响城市森林碳汇功能。     

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。      

开垦天然草地种植冰草和小麦对草地生产力和土壤碳储量的影响

[目的]为更加合理地利用和管理草地,保证草地可持续发展提供理论指导。[方法]选取代表性品种多年生牧草冰草和一年生作物小麦研究开垦天然草地对草地地上净初级生产力ANPP和草地土壤碳储量的影响 选取2个植被组成和土壤类型均不同的样地进行ANPP和土壤碳储量的对比研究。[结果]结果表明：ANPP和0~2×109、0~12×109g/hm2土壤碳储量显著受到样地和种植处理的影响（P〈0.05）。开垦天然草地种植冰草13/12年后,ADRI和Onefour样地的ANPP降低,而种植小麦使ANPP增加。开垦天然草地种植冰草13/12年土壤碳储量和对照相比无显著变化而种植小麦使土壤碳储量显著降低。ADRI样地3个处理的ANPP和土壤碳储量均显著高于Onefour样地的ANPP和土壤碳储量（P〈0.05）。加拿大混合普列里草地类型上,草地ANPP和土壤碳储量呈线性正相关关系（P〈0.0001）。[结论]加拿大混合普列里草地类型上,开垦天然草地种植冰草和小麦13或12年后使草地生产力发生明显变化。     

中度火干扰下不同火烧时间对喀纳斯泰加林土壤有机碳的影响

土壤碳是高纬度地区森林生态系统最大的碳库,是森林生态系统碳循环的重要组成部分,土壤碳库发生微小的变化,都会对全球碳循环产生重要的影响。因此,研究中度火干扰后不同火烧时间对喀纳斯泰加林土壤有机碳的影响对掌握泰加林土壤碳循环具有重要意义。本文采用野外调查、采样及室内分析的方法,对喀纳斯不同火烧迹地的土壤有机含量进行测定并估算碳储量,研究中度火干扰下不同火烧时间对土壤有机碳含量及碳储量的影响。结果表明:中度火干扰下不同火烧时间的火烧迹地中土壤有机碳含量及碳储量均与对照土壤存在显著差异,且有机碳含量及碳储量均随着火烧后恢复时间的延长逐渐恢复并超过火烧前水平。     

土地利用变化对森林植被碳储量的影响分析——以江西省宁都县为例

【目的】确定土地利用变化对江西省宁都县森林植被碳储量的影响,探讨土地利用类型间转换对森林植被碳储量影响的具体原因,以期为国土空间格局优化,政府主管部门碳汇林业经营决策、林业碳汇计量监测及应对气候变化响应等提供决策参考或科学依据。【方法】基于土地利用变化,利用江西省宁都县林地变更年度数据、应用马尔科夫转移矩阵对土地利用变化进行分析,采用生物量扩展因子法、单位面积生物量法估算因土地利用变化导致的森林植被碳储量变化,分析土地利用变化对森林植被碳储量的影响,并通过面积权重和单位面积森林植被碳储量变化进一步分析主要影响因子的具体原因。【结果】2017—2021年,宁都县土地利用类型之间的转换面积为26 299.85 hm²,总体来看主要还是林业用地之间的转换,其中乔木林转出12 968.15 hm²、占49.31%,转入9 968.21 hm²、占37.9%,是变化最活跃的土地利用类型;土地利用类型变化引起的森林植被碳储量变化值+120 429.46 Mg,表明森林植被碳储量是增加的;土地利用类型变化对森林植被碳储量影响排序前6的...     

北京主要森林类型碳储量变化分析

利用全国森林资源清查资料中的北京市部分,基于生物量转换因子法,通过建立不同森林类型蓄积量与生物量间的回归方程,估算出北京市不同时期森林的生物量和碳储量,并对碳储量的变化进行了分析。结果表明:北京市森林碳储量在5 a内由796万t增加到852万t,呈现增长的趋势,各森林类型碳储量的变化与相应森林类型面积变化呈正相关关系。在全市森林总碳储量中,栎类Quercus spp.,阔叶类,杨树Populus spp.在碳汇中起着重要的作用。树种年龄组成上的不合理很大程度上限制了北京的森林碳汇能力,幼龄林与中龄林面积大但是碳储量较低,成熟林碳储量所占比例较大,不同植被类型以及不同龄组的森林碳密度呈现略微下降的趋势,碳密度随着龄级的增长而增加,其他林分要素在碳汇中发挥着较为重要的作用。表4参20     

土地利用变化对区域陆地碳储量的影响研究综述

土地利用变化的过程中往往伴随着大量的碳交换,从而影响着温室气体的排放以及陆地碳储量,因此土地利用变化对于陆地碳储量的影响逐步成为研究热点。本文综述了近些年来各学者对陆地生态系统碳储量的研究、各种土地利用变化的影响以及土地利用变化碳效应的研究方法,分析了未来土地利用变化碳效应研究的方向和发展趋势,以期为科学评价土地利用变化对陆地碳储量的影响提供参考依据。研究表明,土地利用变化对于陆地碳储量(植被碳和土壤碳)的变化有着举足轻重的影响;陆地碳储量具有时空特征;林地的转变是碳储量损失最重要的原因;退耕还林还草政策在一段时间后能够提升碳储量;建设用地占用农用地,一方面降低碳存量,另一方面增加了碳排放;土地利用变化碳效应评估方法多样化,精确度也越来越高。研究提出在未来,应建立长期定位陆地碳储量监测体系;多领域融合,注重陆地碳储量质量状况的科学评价;优化低碳排放下的土地利用空间格局;建立并优化不同土地利用变化与生态系统耦合模型等。     

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      

吉林省耕层土壤有机碳储量及影响因素

为了了解最易受人类活动影响的耕地表层土壤有机碳库对土壤碳库变化及土壤固碳的潜力,以吉林省为研究区域,基于吉林省土肥站提供的2010年耕地地力评价数据(5742个耕地表层土壤采样点数据)以及1∶500 000土壤图等用于分析的基础图件资料,结合ArcGIS技术及统计分析软件SPSS,分析计算了研究区耕地表层土壤有机碳密度、储量及其空间分布特征,并且对吉林省耕地表层土壤有机碳与影响因素之间的关系进行研究。结果表明:吉林省耕地表层有机碳平均密度为3.95kg·m-2,土壤有机碳总储量约为0.206Pg;吉林省东部、中部和西部三大自然地理区域的耕地表层有机碳平均密度分别为4.94、3.66kg·m-2和3.22kg·m-2,自东向西有递减的趋势。各土壤类型中,暗棕壤、白浆土、黑土、黑钙土、草甸土5种土壤类型的耕地表层有机碳储量约占耕地表层土壤有机碳总储量的75.37%,高于其他土壤类型。土壤有机碳含量与年积温呈不显著负相关关系,与年降雨量、土壤阳离子交换量呈显著正相关关系,与pH呈显著负相关关系,在对土壤有机碳进行空间预测和碳库估算时,需要考虑以上四个重要因子。总之,吉林省耕地表层土壤有机碳密度具有高度的空间变异性,整体上呈现自东向西逐渐减小的趋势,年降雨量、年积温、土壤pH及CEC与耕地表层土壤有机碳含量密切相关。     

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。     

基于InVEST模型近10年太湖流域土地利用变化下碳储量功能

应用"全国生态环境十年变化(2000—2010年)遥感调查与评估"项目中2000、2010年2期土地覆盖类型数据和生物量数据,并根据《基于1∶100万世界土壤数据库(HWSD)的中国土壤数据集》计算太湖流域地区土壤碳密度、植被(地上、地下)碳密度,并分别计算2000、2010年太湖流域地区碳储量,结合土地利用变化转移情况,分析土地利用变化对碳储量变化的影响。结果表明:太湖流域地区近10年碳储量总体呈下降趋势,碳储量净减少了914.80万t,其中土壤碳储量下降了1 375.66万t,主要是由于林草湿地等土地类型转换为建设用地所致;植被碳储量上升了460.86万t,主要由于林草地近10年生物量上升所致,虽然农田和建设用地向林草地转换使得植被碳储量有所上升,但土地利用转换不是植被碳储量上升的主要驱动因素。     

土壤植硅体碳稳定性的研究进展与展望

植硅体碳（phytolith-occluded organic carbon, PhytOC）是一个重要的长期（数千年）陆地碳组分,从而成为陆地土壤长期固碳的重要机制之一。植硅体碳的稳定性对全球陆地土壤碳库贡献比植硅体碳储量要大得多。综述了土壤植硅体碳的形成机制与特征,研究植硅体碳稳定性的重要意义以及影响植硅体碳稳定性的因素:不同植被类型产生的植硅体碳的稳定性存在显著差异,不同生长环境下同一植被类型的植硅体碳稳定性也存在差异;古土壤中的植硅体碳稳定性大于幼年中的土壤;植物植硅体的形态组合能够响应土壤盐碱浓度及pH值的变化;湿度和降水等影响植硅体的数量、大小、形态组合以及碳、氧同位素;大气二氧化碳浓度对植硅体的类型、大小比率等产生影响;植硅体的硅铝比值越低,稳定性越高。表1参90     

荒漠区新建林及外围荒漠植被生物量分析

对克拉玛依荒漠区新建的新疆杨林和俄罗斯杨林区及其外围3种原有荒漠区的植被类型、覆盖率、植被生物量、碳储量、土壤含水量和可溶性盐总量进行了调查和测定,分析了干旱荒漠区植树造林对原有荒漠植被生物量的影响,探讨了土壤含水量和可溶性盐总量与生物量之间的关系.结果表明,与外围原有荒漠区相比,荒漠区新建新疆杨和俄罗斯杨林区植被类型...     

北长山岛森林乔木层碳储量及其影响因子

人工林是庙岛群岛典型的陆地生态系统的组成部分,对维护海岛地区生态环境具有重要作用。采用现有生物量相对生长方程和样地调查数据相结合的方法,以庙岛群岛中北长山岛为研究区,对海岛黑松纯林与黑松×刺槐混交林两种林型的碳储量进行了估算,并分析了土壤质地及其理化性质对海岛乔木层碳储量的影响。结果表明:黑松乔木层平均碳储量为84.00 t/hm²,接近于世界平均水平(86.00 t/hm²);黑松×刺槐混交林乔木层平均碳储量为29.60 t/hm²,高于山东省乔木层的平均碳储量(27.62 t/hm²)。应用因子分析法研究影响乔木层碳储量的主要因子,结果表明:土壤质地、pH值、含水量及含盐量是影响海岛乔木碳储量重要的影响因子。北长山岛土壤全氮、总磷、土壤有机质、碳氮比等其他理化性质对乔木层碳储量影响不是非常明显。     

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.     

灌溉对农田温室效应贡献及土壤碳储量影响研究进展

农田碳库是全球碳库最活跃的部分,对管理措施变化的响应十分敏感。灌溉技术作为中国旱作农业的重要管理措施,其变化势必会对农田温室效应贡献及土壤碳固存能力产生重要影响,但相关试验数据及机理研究迄今仍十分缺乏。文章综述了灌溉对农田土壤呼吸及其不同组分、氧化亚氮（N2O）与甲烷（CH4）源汇通量以及农田土壤碳储量变化的定量影响,比较了上述参数变化对不同灌溉方式、灌溉量、灌溉频率、灌溉年限以及灌溉水质等的差异响应,剖析了可能的影响机制。分析表明：（1）灌溉通常将增加土壤的碳排放,但土壤呼吸与灌溉量间并非线性关系。在水分亏缺条件下,土壤呼吸与灌溉量呈现正相关,而过量灌溉则会降低土壤呼吸;灌溉影响土壤呼吸的温度敏感性（Q10）,Q10与灌溉量之间呈抛物线关系,漫灌方式下土壤呼吸的温度敏感性高于滴灌;不同灌溉方式下土壤呼吸不同组分的贡献率及其对水分变化的响应存在较大差异,灌溉对根系呼吸的影响较对土壤微生物呼吸的影响更为显著,滴灌条件下根系呼吸对土壤呼吸的贡献率显著大于漫灌;灌溉水质与灌溉深度显著影响土壤温室气体释放总量,开展充分的市政污水处理能够为国家和地区换取更多的碳排放信用。（2）水分管理是减缓农田N2O与CH4排放的重要措施,水分状况对N2O与CH4的产生过程与排放途径均存在重要影响;水分管理对CH4和N2O排放的影响往往存在明显的消长关系,采用全球增温潜势（GWPs）等综合性评价指标才能更加准确与全面地反映灌溉及其不同方式所带来的农田温室效应贡献变化。（3）水分变化对土壤有机碳存在增加、降低或不显著等多种可能影响。不同气候、土壤类型下表层有机碳含量变化对灌溉的响应存在明显不同,灌溉在相对干旱地区对土壤有机碳的增加效应更为显著;不同组分有机碳对灌溉方式变化响应的敏感度以及响应方向存在差异,对于某种灌溉方式影响效应的评价须从农业节水、增加土壤有机碳储量以及提高活性有机碳利用率等多角度进行综合分析。迄今为止,灌溉对土壤主要温室气体排放及土壤有机碳储量的影响效应仍存在较大不确定性,今后应加强不同灌溉方式之间的对比研究,尤其是灌溉方式改变后土壤温室气体排放空间差异性的变化;重点关注灌溉及其方式变化对温室气体综合增温潜势以及生态系统碳源汇功能的影响;加强不同灌溉方式的长期与短期效应的比较;深化灌溉驱动农田温室效应变化的微生物学驱动机制的研究等。     

山岳型国家公园生态系统碳储量时空分布分析——以武夷山国家公园为例

【目的/意义】国家公园作为抵御气候危机,影响人类命运的先驱领域,科学地研究武夷山国家公园碳储量的时空变化特征,为今后制定更为合理的生态管理方案提供参考。【方法/过程】基于InVEST模型,选用文献检索法收集不同类型碳密度数据,对武夷山国家公园碳储量在时间和空间两个维度上进行分析。【结果/结论】结果显示：（1）武夷山国家公园林地地类是该区域主导的用地类型,草地和农田位居第二、第三位;（2）武夷山国家公园总碳储量呈现“先减后增,U型变化”,碳储量高值区和林地地类范围重合;（3）土壤碳储量是生态系统碳储量的主要构成要素,占比突出。