福建省表层土壤有机碳密度空间分布及影响因素分析

为准确估算福建省表层土壤有机碳密度,确定其空间分布和影响因素,基于2016—2019年采集的4 350个表层土壤样本,利用地统计学方法与ArcGIS技术分析土壤有机碳密度空间分布,并通过随机森林模型分析影响土壤有机碳密度的重要因素。结果表明：福建省表层土壤有机碳密度范围为0.03~14.68 kg·m^-2,平均值为4.06 kg·m^-2。全省表层土壤有机碳密度在空间上聚集分布,具有中等程度空间自相关性,空间变异主要由结构性因素主导,呈现自南向北、从沿海向内陆山地逐渐升高的空间分布格局。降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH是影响有机碳储量的主要因素,地貌类型、土壤类型和作物类型影响相对较弱,且随着化肥（磷肥和钾肥）施用量的增加,表层土壤有机碳密度显著降低。研究表明,福建省表层土壤有机碳密度不高,空间分布聚集,自然气候变化、地形因子和人类活动都会影响土壤有机碳密度,其中降雨量、海拔、土壤质地和土壤pH为主导因素。     

福建省土壤有机碳密度和储量的估算

根据福建省第2次土壤普查的基本数据对福建省土壤有机碳储量和密度进行估算,结果表明福建省土壤有机碳总储量为1 575 661×106 t,平均有机碳密度为145 23 t·hm-2,高于全国平均水平.红壤、黄壤和水稻土作为福建省面积分布最广的土壤类型,其有机碳储量占福建省土壤有机碳总储量的93 81%;其有机碳密度分别为146 107 t·hm-2、257 675 t·hm-2和111 633 t·hm-2,均高于全国平均水平.     

松嫩平原黑土土壤有机碳库的估算及其影响因素

松嫩平原黑土总面积约5.90×106hm2,对上述黑土区9个市县34个土壤剖面102份土壤样品的有机碳进行了分析,并对其有机碳密度、储量进行了数理统计。结果表明,松嫩平原黑土有机碳平均含量较高为14.14g·kg-1,变幅在11.29～17.31g·kg-1之间。有机碳密度平均值为23.49kg·m-2,变幅在17.24～30.43kg·m-2之间,与全国其他各种土壤类型比较,黑土有机及其碳密度均较高,反应出黑土具有深厚有机质累积的特征。松嫩平原黑土机碳储量约为14.12×108t,是比较大的土壤有机碳库,约占全国陆地土壤总有机碳储量的1.53%。如按统计的877.63×106hm2国土面积计算,松嫩平原黑土面积仅占统计面积的0.67%。黑土分布区内不同地域黑土有机碳密度分布与温度关系最为密切,表现为与纬度正相关,与≥10℃的积温负相关,尚未发现黑土分布区内有机碳密度分布与降水存在相关关系。     

渝西南典型区农田表层土壤有机碳库研究

选取位于渝西南的江津区为典型研究区,通过实地采样分析和历史资料调研,在GIS技术的支持下,对该区 域的农田表层(0~20cm)土壤有机碳密度及储量进行了估算,并探讨其空间分布特征.结果表明,研究区农田表 层土壤有机碳含量变化范围为1.14~52.3g/kg,平均有机碳含量为9.47g/kg,有机碳密度均值为2.54kg/m2, 低于重庆市和全国的平均水平.从空间分布来看,江津区农田表层土壤有机碳密度分布不均匀,高值区零星分布 在江河沿岸及周边地区,低值区由中部向东南部延伸分布.农田表层土壤有机碳总储量为3668.9×109 g,其 中,仅水稻土和紫色土的土壤有机碳储量已占总储量的96.14%.农田表层土壤的有机碳丰度指数介于0.80~ 1.33之间,其中冲积土最高,紫色土最低.水稻土和紫色土是研究区农田土壤有机碳库调控的重点对象,因此, 在当前经济发展中,能否稳定和增加其有机碳的储量对研究区农田土壤有机碳库管理方式的制定与增碳措施的 实施具有重要意义.     

武陵山脉龙山段土壤有机碳密度分布及控制机制

为了探究山地地貌背景下土壤有机碳密度的分布规律及影响因子,以湘西北龙山县土壤有机碳(0~100cm土层)为研究对象,对其密度及储量进行了研究。运用ArcGIS空间插值法估算了该县土壤有机碳密度的空间分布格局并利用Surfer软件绘制有机碳密度地形空间分布图。结果表明:龙山县0~100cm土层土壤有机碳储量为30 537.07×10~9 g,平均有机碳密度达10.61kg·m~(-2),略高于全国平均水平(9.60kg·m~(-2))。研究区有机碳密度以位于境内两条山脉西北坡的山原最高,龙山主脉山脊、紧接河谷的中低山山地有机碳密度次之,河谷开阔地与山地之间的缓坡地带土壤有机碳密度再次,龙山主脉两侧河谷开阔地带最低。山脉东西坡水热条件的差异是东西坡土壤有机碳密度差异的根本原因;人为因素的影响导致旱耕地土壤有机碳密度低于山地土壤。     

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.     

浙江省土壤有机碳密度与储量的初步研究

为正确评价土壤在陆地生态系统碳循环以及全球变化中的作用,运用土壤类型法和GIS估算法对2009—2012年间所采集的145个土壤剖面调查资料进行分析,对土壤类型法与GIS估算法的优劣进行比较,并系统研究了浙江省土壤碳库。结果表明,浙江省陆地土壤碳库约为081～083 Pg,平均碳密度约为808～837 kg·m-2,不同类型土壤的有机碳密度差异较大。浙江省土壤有机碳密度以金衢盆地至台温沿海的东南向条带状区域为低值中心,并沿向北、向西、向南3个方向增加。     

基于GIS的安徽省土壤有机碳密度的空间分布特征

目的深层土壤有机碳库是陆地碳库的重要组成,研究云南省深层土壤有机碳的含量及其影响因素,对云南土壤中污染物的迁移和农作物的生长具有重要意义。方法收集云南省第二次土壤普查资料中570个土壤统计剖面数据,运用土壤类型法对云南省深层土壤有机碳密度(SOCD)进行估算;根据云南省土壤类型图,统计云南省不同类型土壤的深层土壤有机碳储量(SOCR);使用ArcGIS绘制深层SOCD的空间分布图,与云南省表层土壤空间分布进行比较;结合单因素分析对影响土壤有机碳含量的因素进行研究。结果根据Van Bemmelen系数估算所得：云南省30~200 cm深层平均SOCD为44.21 t/hm²,SOCR为1.67×10⁹ t。深层SOCD由滇东南向滇西北方向逐渐增大,与云南省表层土SOCD变化规律相似;并且深层SOCD的分布受海拔、降水量和温度的影响,深层SOCD值与海拔和年均降水量呈正相关,温度与深层SOCD则呈负相关。结论云南省深层土壤SOCD大于全国SOCD的平均值,但均小于云南省0~20 cm表层SOCD。本研究对未来其他地区深层土壤有机碳的研究具有重要参考价值。     

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。     

色季拉山西坡表层土壤有机碳的小尺度空间分布特征

  目的  对小空间尺度上土壤有机碳（SOC）及其密度（SOCD）的空间分布进行研究,以期为大尺度下高寒土壤碳储量的精确估算提供理论支撑。  方法  本研究以色季拉山西坡海拔4 200 ~ 4 400 m的苔草高寒草甸（CAM）、林芝杜鹃灌丛（RTS）和雪山杜鹃灌丛（RAS）为研究对象,采用10 m × 10 m规则格网采集表层（0 ~ 10 cm）土壤样品,借助GS+和ArcGIS软件以分析不同植被类型SOC和SOCD的空间结构性、分布格局及影响因素。  结果  （1）研究区表层SOC平均值达100.97 g/kg,表现为RAS（146.45 g/kg） > CAM（95.60 g/kg） > RTS（60.43 g/kg）,SOCD平均值达6.28 kg/m2,表现为CAM（7.34 kg/m2） > RAS（6.32 kg/m2） > RTS（4.80 kg/m2）,均高于全国0 ~ 10 cm土壤水平（24.56 g/kg、1.21 kg/m2）。（2）除RAS外,该区域SOC、SOCD均具有强烈的空间自相关性,结构比为1.46% ~ 12.51%,表明结构性因素引起的空间变异为主。RAS的SOC、SOCD结构比达100%,空间依赖性较弱,随机因素引起的空间变异为主。SOC、SOCD空间自相关尺度在17.44 ~ 30.29 m之间,并且SOC > SOCD,CAM > RTS,这表明植被类型可能是影响表层SOC和SOCD空间变异及格局的主要因素。（3）克里格插值表明,CAM表层SOC、SOCD的高值斑块与高土壤含水率相对应,低值斑块与沟壑位置相对应,RTS的SOC、SOCD呈高低值斑块交错分布,与地面覆被物（灌丛、草本、裸地）的镶嵌性分布对应,表明土壤含水率、微地形、植被覆盖等是影响研究区表层SOC和SOCD空间分布的主要因素。（4）冗余分析表明,土壤含水率、土壤密度、pH、全氮是影响3种植被类型SOC、SOCD含量及空间异质性的关键要素,其次是机械组成、坡度,全磷的影响不明显。  结论  色季拉山SOC含量比较丰富,小空间尺度下枯落物量、微地形、土壤性质（含水率、土壤密度等）的空间异质性显著影响SOC、SOCD的空间分布和预测。      

基于GIS的县域土壤有机碳密度及其储量变化分析

【目的】研究陕西省合阳县1983-2005年土壤有机碳密度及储量的变化。【方法】以陕西省第一次和第二次土壤普查数据为主要资料,运用GIS技术对合阳县1983和2005年的土壤有机碳密度及储量进行了估算,并根据估算结果分析了不同类型土壤有机碳密度和储量的变化及有机碳密度的空间分布特征。【结果】1983-2005年,陕西合阳县相同类型土壤的有机碳密度有所上升,不同土壤类型有机碳密度差异较大。与1983年相比,2005年不同类型土壤的有机碳密度均有所提高,其中水稻土的有机碳密度增加幅度最高,为2.32kg/m2,而红土、褐土和黄土性土的有机碳密度变化较小;土壤有机碳储量涨幅明显,由3 757.87×106 kg(1983年)增加到了5 582.00×106 kg(2005年)。合阳县土壤有机碳密度的整体空间格局变化很大,1983年合阳县的有机碳密度为0.71~4.65kg/m2,2005年为3.05~7.66kg/m2。与1983年相比,2005年合阳县土壤有机碳密度整体有所提升且变化较为剧烈,其最小值不断提高,最大值也有一定增长。【结论】1983-2005年,由于多种因素的综合影响,合阳县土壤碳汇作用加强,土壤有机碳密度及储量变化明显。     

浙江省临安市山核桃产区林地土壤有机碳分布特征

为阐明我国特色干果山核桃(Carya cathayensis)林地土壤有机碳的分布特征,于2008年7—8月采用1km×1km网格在浙江省临安市域内设置山核桃林样地306个,采集0～30cm土壤样品,分析其有机碳和其他养分含量及其空间分布特征.结果表明,不同区域山核桃林地表层土壤有机碳质量分数、碳密度存在较大的差异,平均值分别为18.87g/kg和60.92t/hm2,明显低于相同区域的常绿次生阔叶林.多元协方差分析表明,海拔、乡镇和母岩类型等3因素是影响临安市山核桃林地土壤有机碳含量的主要因素.大峡谷镇山核桃林地土壤有机碳平均含量最高,显著高于河桥、马啸、湍口、清凉峰等乡镇;随着海拔高度的升高,山核桃林地土壤有机碳含量增加,海拔在800m以上的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于600m以下的山核桃林地土壤;花岗岩发育的山核桃林地土壤有机碳含量显著高于砂页岩发育的土壤.临安市山核桃林主要分布在西部山区,面积29 047.1hm2,0～30cm土壤有机碳总贮量为1 828.92×103t.土壤有机碳含量与pH、容重呈极显著负相关(R2=0.187 1～0.207 6,n=306,P<0.01),而与碱解氮、有效磷、速效钾和有效硫含量呈极显著正相关(R2=0.193 1～0.708 7,n=306,P<0.01).     

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。     

我国东部土壤有机碳的密度和储量

利用土壤有机碳与土壤剖面深度的统计回归模型,根据全国第二次土壤普查资料,计算了我国东部土壤的有机碳密度和储量。结果表明,我国东北地区土壤有机碳密度变幅为2.5—73.3kgC·m-2,其面积加权平均值为10.5kgC·m-2;在232万km2土壤中剖面有机碳总储量为24.36GtC。我国东南热带亚热带剖面土壤有机碳平均密度变幅为3.9—16.7kgC·m-2,其面积加权平均值为9.52kgC·m-2,较东北地区低;在94.3万km2土壤中0—100cm的有机碳储量为9.35GtC。     

海南植胶区土壤有机碳储量的估算

分别采用固定深度法、等效质量法和纵向拟合法对海南植胶区土壤有机碳储量进行了估算。结果表明,海南植胶区4种不同母质分别发育而成的砖红壤土壤有机碳储量均具有明显的垂直分布性,随着土壤深度的增加,有机碳储量逐渐降低。3种方法计算的海南植胶区4种砖红壤0~60 cm土层有机碳储量平均为47.98~59.14 Mg/hm~2,远低于同气候带原始森林土壤有机碳储量。     

新疆石河子棉区耕层土壤有机碳储量的估算

基于石河子垦区第2次土壤普查数据,结合垦区行政区划图,在地理信息系统技术的支持下,估算了棉区耕层土壤有机碳储量。结果表明:石河子棉区耕层土壤有机碳密度由南至北(除136农场)大致呈降低趋势。土壤有机碳总储量为5173.23×106kg,且不同地貌下土壤有机碳储量表现为冲积扇(2479.52×106kg)>冲积平原(1630.26×106kg)>干三角洲(1063.45×106kg)。     

陕西省宜君县森林碳密度及空间分布格局研究

【目的】对宜君县森林碳储量、碳密度及空间分布格局进行研究,为宜君县森林价值及服务功能估算等提供参考。【方法】以宜君县第7次二类森林资源清查资料为数据源,运用材积源生物量法和平均生物量法进行生物量估算,结合不同树种的分子式含碳率,进行宜君县森林碳储量和碳密度的估算,并结合GIS软件进行数据的空间分析,探讨碳储量和碳密度的空间分布格局。【结果】宜君县森林碳储量为1 093 721.91t,森林平均碳密度为15.20t/hm2,总体呈自西向东递减的趋势,西部碳储量和碳密度明显高于东部。林分和灌木碳储量占森林碳储量的94.97%,林分平均碳密度为18.42t/hm2,天然林的碳密度均高于人工林。乡镇与国有林场森林在碳密度结构上存在差异性,国有林场森林碳密度呈自西向东递减的趋势,而乡镇森林碳密度呈自西南向东北递减的趋势。【结论】宜君县林分的碳密度低于陕西省林分的平均碳密度,也低于全国平均水平。     

山西太岳山森林碳密度及空间分布格局研究

森林植被是陆地生物圈的主体,森林碳储量和碳密度的研究对森林碳汇及全球气候变化都具有重要的理论和实践意义。根据山西省太岳山2010,2015年2期森林资源连续清查数据,采用TWINSPAN方法对太岳山135个有林样地的森林植被进行群系分类,并运用生物量转换因子连续函数法,对太岳山森林植被碳密度的变化进行了动态分析,同时对太岳山森林碳密度的空间格局进行了研究。结果表明,太岳山森林植被可分为9个群系,9个群系的碳密度差距明显,其中,辽东栎+鹅耳枥群系的碳密度最高,而刺槐群系的碳密度最低。2010—2015年太岳山森林碳密度显著增加,5 a间碳密度增加了6.91 t/hm~2,以1.38 t/(hm~2·a)的速率增加。太岳山森林碳密度分布总体呈现西高东低的格局,碳密度随着海拔的升高而升高,最低为6.17 t/hm~2,最高为62.24 t/hm~2;太岳山有林样地以斜坡和陡坡为主,陡坡碳密度最高,缓坡碳密度最低;太岳山有林样地以上、中2个坡位为主,平地碳密度最高,中坡位碳密度最低;太岳山有林样地主要集中在半阴坡和阳坡,碳密度以阴坡最高,以阳坡最少。     

东北黑土区玉米带保护性耕作固碳效应研究进展

东北黑土区是我国重要粮食生产区,黑土地保护和利用已经上升到国家战略,目前在东北黑土区实施的保护性耕作技术是缓解气候变化的一项重要策略,但不同研究中保护性耕作对黑土固碳、释碳和作物产量的影响存在较大的差异,需要进一步阐明黑土固碳与释碳的影响机制。围绕东北黑土区玉米带的特殊环境条件以及保护性耕作方式,系统地梳理了黑土固碳与释碳理论的演变及最新试验证据,明确黑土区环境特征、施肥及耕作方式对黑土碳固存与释放的影响机制、途径及效果。提出未来黑土固碳与释碳研究的重点方向和内容,建议后续进行长期性、针对性与定量性的研究,以推动黑土固碳与释碳研究的深入开展。     

黄花甸子流域人工林土壤有机碳密度分布特征

【目的】分析内蒙古黄花甸子流域不同人工林土壤有机碳密度分布特征,为该地区人工林生态系统的碳汇管理提供理论依据。【方法】以内蒙古赤峰市敖汉旗黄花甸子流域内山杏×油松混交林、山杏林、小叶杨林、柠条林4种典型人工林为研究对象,选取典型样区,探讨了0~100cm土层不同林分土壤有机碳密度的变化。【结果】4种林分土壤平均有机碳密度为0.85~1.07kg/m2;土壤有机碳密度呈现出混交林明显高于纯林,乔木林明显高于灌木林的特征,土壤平均有机碳密度由大到小表现为山杏×油松混交林山杏林小叶杨林柠条林。土壤有机碳富集在0~20cm土层中,并随土层深度的增加,土壤有机碳密度明显降低。【结论】在研究区的造林实践中,建议增加混交林造林面积,减少人类活动对森林表层土壤的干扰和破坏。