亚热带红壤丘陵区湿地松人工林固碳释氧效益研究

用标准样方法对19年生湿地松（〖WTBX〗Pinus elliottii〖WTBZ〗）人工林碳素含量及碳贮量进行了测定。结果表明,湿地松各器官的碳素含量在5092±046%～5438±026%之间波动,按碳含量高低排列为树叶>树枝>树干>树根>树皮,且各器官的碳素含量随年龄的增长而提高。不同林冠层枝、叶碳素含量存在差异,上层叶与下层叶的碳素含量较低,下层枝条碳素含量明显比上、中层枝条高。灌木层、草本层、凋落物层的碳素含量依次为4516±04%、4228±041%、4088±031%,土壤层碳素含量平均为043±004%,且随土壤深度的增加而明显递减。湿地松林生态系统碳贮量为12194 t〖DK〗·hm-2,其中乔木层碳贮量为8618 t〖DK〗·hm-2,占总量的7067%,下木层和凋落物层碳贮量分别为06 t〖DK〗·hm-2(049%) 和886 t〖DK〗·hm-2（727%）。林地土壤（0～60 cm）为263 t〖DK〗·hm-2,占总碳贮量的2157%。乔木层年净固碳量为454 t〖DK〗·hm-2,年净释氧量为1212 t〖DK〗·hm-2。采用造林成本法计算得出试区湿地松林平均每年发挥的净固碳释氧效益达9 034元〖DK〗·hm-2。     

上海土壤有机碳储量及其空间分布特征

区域土壤碳库的估算不仅是陆地土壤碳循环研究的重要内容,同时也可为国家尺度的土壤碳库的估算提供更多的数据支持。利用上海第二次土壤普查资料,结合GIS技术对上海土壤有机碳储量、碳密度及其空间分布格局展开研究,结果表明,上海地区0～100 cm深度的土壤有机碳总储量为576×107 t,占全国的0.062 6%,0～100 cm的平均土壤有机碳密度为1055 kg/m2,高于全国平均值,反映出上海土壤具有较高的碳蓄积能力。各类土壤中,水稻土的土壤碳储量最大,其次是灰潮土和滨海盐土,而黄棕壤由于面积狭小,所以土壤碳储量最小。各类土壤0～100 cm土壤有机碳密度的大小顺序依次为水稻土>灰潮土>黄棕壤>滨海盐土。从空间分布格局来看,上海土壤碳密度呈现为西高东低,在局部范围内还表现出高低相间,错综复杂的局面,这种分布规律在一定程度上体现了地形、微地貌、母质、土地利用方式等因素的影响。而快速的城市化引起的土地利用变化造成了土壤碳库的净碳损失量为39244万t,相当于2000年化石燃料产生的碳排放的9.86%,这表明在经济和城市快速发展地区,土地利用变化已经成为影响土壤碳库的重要驱动力。     

长江三角洲地区土壤有机碳库研究

土壤碳库变化对于全球温室效应、全球碳循环有重大的影响。基于新近完成的1：250 000多目标地球化学调查及相关研究成果,运用地理信息系统软件ARCGIS 9.2、统计软件SPSS13.0,对长江三角洲地区0~20、0~100、0~180 cm深度土壤有机碳密度及储量作出实测统计。结果表明:长江三角洲地区0~20 cm土壤有机碳库储量为238.65 Tg,有机碳密度为3.28±0.92 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于2.63~3.57 kg/m2;0~100 cm土壤有机碳库储量为822.76 Tg,有机碳密度为11.30±3.48 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于9.35~11.94 kg/m2;0~180 cm土壤有机碳库储量为1 245.72 Tg,有机碳密度为17.11±7.04 kg/m2,各类型土壤有机碳密度均值介于14.27~18.00 kg/m2。与第二次土壤普查比较,全区0~20、0~100cm土壤有机碳密度均值都表现为上升趋势,有机碳库储量增加,土壤表现为碳汇功能。提供了新的土壤碳库实测统计信息,为研究中国区域土壤碳固定潜力、深入全面理解区域碳循环提供基准数据。     

滨海围垦区不同陆生植物配置模式对土壤有机碳储量及土壤呼吸的影响

为了研究不同陆生植物配置模式对滨海围垦区土壤有机碳储量及土壤呼吸特征的影响,在崇明东滩围垦湿地公园栽植了8 a的湿地松纯林、湿地松 紫穗槐混交林及紫穗槐纯林3种典型陆生植物配置模式,以裸地作为对照,采用Li 6400便携式光合作用仪的土壤呼吸叶室对其土壤呼吸进行了测定,期间对土壤有机碳含量及土壤容重,影响土壤呼吸的土壤微气候因子、植物群落结构等进行了同步测定。结果表明：土层0~40 cm土壤有机碳储量变化范围为296~691 kg/m2：湿地松 紫穗槐混交林>裸地>紫穗槐纯林>湿地松纯林,不同植物配置模式对土壤有机碳储量改善不同,湿地松与紫穗槐混交配置比纯林更有利于增加滨海围垦区土壤有机碳储量;土壤呼吸速率年平均值变化范围为274~519 μmol/(m2·s)：紫穗槐纯林>湿地松 紫穗槐混交林>湿地松纯林>裸地,土壤温度是影响滨海围垦区土壤呼吸的关键因子,各配置模式土壤呼吸的差异可能与其土壤有机碳储量及植物叶面积指数有关。可为滨海围垦区进行以增汇为目的人工管理提供科学依据     

南方红壤丘陵区的农业景观特征与农业布局

分析了南方红壤丘陵区农业景观特征,提出该区重点治理的生态脆弱带为低丘岗地,认为该地带的人为干扰和自然作用不相协调是本区农业景观的不良演替的原因。初步探讨了通过农业合理布局,促进该区景观恢复的途径。指出作物布局和土壤耕作对低丘岗地保护、开发及景观恢复等方面的意义。     

红壤丘陵区土地利用变化对土壤质量影响

以鄂南红壤丘陵典型区的三个村为代表，应用地理信息系统对1981和1998年两个时期的土地利用变化和土壤质量进行对比研究，分析了土地利用变化对土壤质量的影响。结果表明：研究区土地利用结构总体上具有农业型特点，17a间水田减少了21%；其余的利用方式则有不同幅度的增加，居民地、水域、林地、园地和旱地增加了42.2%、99.6%、8%、56.8%和8%。土壤质量有从优劣两端向中等靠拢的趋势，17a后I、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ等地面积分别减少18.6%、12.2%、29.6%和25%Ⅲ等地增幅达51.9%。土地利用方式及管理措施是影响土壤质量演变方向和强度的关键因子，园地和土地的土壤质量大多得到明显改善，水田的△SQI多数呈下降的趋势，旱地的土壤质量变化比较复杂，与土地利用结构相关。依此，探讨了定向培育土壤质量的途径。     

不同水土保持林地土壤有机碳研究

研究了重庆四面山低山丘陵区不同水土保持林地0~20、20~40 和40~60 cm的土壤有机碳含量及不同深度的土壤有机碳密度。结果表明：0~20、20~40 和40~60 cm土层中土壤有机碳含量的平均值分别为3309、751和321 g/kg;0~20 cm的土壤有机碳密度介于497～1431 kg/m2,而0~60 cm的土壤有机碳密度介于784～1794 kg/m2,均值为1278 kg/m2;土壤有机碳含量和有机碳密度随土壤深度增加而显著减少,但其减少程度随水土保持林树种组成不同而异;不同水土保持林地60 cm深度的土壤有机碳密度存在显著差异,表现为：天然次生林>人工林>农耕地,其中,天然阔叶混交林土壤有机碳密度最大,为1794 kg/m2,农耕地的最小,仅为784 kg/m2。人工水土保持林中,阔叶混交林的土壤有机碳密度最大。从增加土壤碳的角度,建议营造阔叶混交林     

红壤区土壤有机碳的循环和平衡及有机资源利用

根据野外采样分析,调查及田间试验结果,讨论了红壤区土壤有机质含量的变异规律及影响因素,分析了红壤有机碳的循环和平衡状况,初步探讨了红壤有机质含量变化及其与土壤肥力退化的关系,并根据红壤有机物质资源特点提出合理利用的途径和措施。红壤区农田土壤有机质的平均含量低于东北黑土平原区,长江中下游平原区和珠江三角洲平原区,而高于黄淮海平原区以及黄土高原区,包括自然因素和人为因素所造成输入土壤的有机物质量的差异     

基于SD和CLUE-S模型的区域土地利用变化对土壤有机碳储量影响研究

土地利用/土地覆被变化改变土壤呼吸条件,进而对土壤有机碳储量变化产生影响,而土壤有机碳储量则是影响农业可持续发展和全球碳平衡领域的重要因素。以上海市崇明岛为例,运用系统动力学模型(System Dynamics Model)预测2020、2030年土地利用需求变化,结合CLUE-S模型(Conversion of Land Use and its Effects at Small region extent Model)得出各种用地类型的空间分布,并引用碳密度法估算三种发展幕景下土地利用变化对土壤有机碳储量的影响。结果表明:2030年三种发展幕景土壤有机碳储量分别为:低速发展幕景为3 093.03×106kg,惯性发展幕景为3 079.47×106kg,高速发展幕景为3 059.81×106kg;研究期内土壤有机碳储量呈现缓慢下降趋势,但人类活动对其扰动较小;SD和CLUE-S耦合模型可以从时间和空间两方面对土壤有机碳储量进行模拟,具有可行性;建议通过加强城镇用地集约利用、农田保护、林地建设来减少人为活动对土壤有机碳储量的影响。     

红壤丘陵区土地利用变化对土壤质量影响

以鄂南红壤丘陵典型区的三个村为代表 ,应用地理信息系统对 1981和 1998年两个时期的土地利用变化和土壤质量进行对比研究 ,分析了土地利用变化对土壤质量的影响。结果表明 :研究区土地利用结构总体上具有农业型特点 ,17a间水田减少了 2 1% ;其余的利用方式则有不同幅度的增加 ,居民地、水域、林地、园地和旱地增加了 4 2 .2 %、99.6 %、8%、5 6 .8%和 8%。土壤质量有从优劣两端向中等靠拢的趋势 ,17a后 、 、 和 等地面积分别减少 18.6 %、12 .2 %、2 9.6 %和 2 5 % ; 等地增幅达 5 1.9%。土地利用方式及管理措施是影响土壤质量演变方向和强度的关键因子 ,园地和林地的土壤质量大多得到明显改善 ,水田的Δ SQI多数呈下降的趋势 ,旱地的土壤质量变化比较复杂 ,与土地利用结构相关。依此 ,本文探讨了定向培育土壤质量的途径     

宝天曼自然保护区土壤有机碳异质性及其影响因素

自然界中,土壤碳库对于维持生态系统碳平衡起决定性作用,而土壤有机碳又是碳库中不可或缺的一员,研究土壤有机碳对于全球生态系统碳平衡具有十分重大的意义。因此,基于宝天曼土壤有机碳实测数据并运用半方差函数、克里格插值分析山地土壤有机碳垂直性特征及空间分异程度,利用地理探测器对影响土壤有机碳分布的环境因子进行相关分析,结果表明:(1)宝天曼土壤有机碳介于0.31～7.7 g/kg,属于较低水平,最高值(7.70 g/kg)出现在北坡987 m处;(2)不同土层深度的半方差函数模型不同,0～20和40～60 cm对高斯模型拟合效果更明显、20～40 cm对球状模型拟合效果较好,而线性模型对于60～80和80～100 cm土层深度拟合效果较佳,克里格插值表明0～20和20～40 cm空间分异特征相似,呈西南向东北增加的趋势,而40～60 cm土壤有机碳空间分异呈现东北高、西南低;(3)宝天曼不同土层深度受单个环境因子影响程度不同,解释力介于0.127～0.407,其中NDVI对0～20 cm土壤有机碳解释力最显著(0.407)、高程对40～60 cm土壤有机碳解释力最高(0.373),交互探测结果表明NDVI与坡度解释力最高、高程与其他因子交互探测后解释力显著增大,表明宝天曼土壤有机碳受多种环境因子共同影响,而非单一因素起决定性作用。     

鄱阳湖湿地土壤有机碳空间分布及其影响因素

湿地土壤有机碳是联系湿地系统内外部物质循环的重要纽带,在湿地生态系统和全球碳循环中起着重要作用。鄱阳湖作为长江中下游大型通江湖泊,其湿地系统内部的土壤有机碳的循环和转换,对于区域甚至全球的碳格局和碳平衡都具有重要意义。通过系统调查与样品采集分析,探讨了鄱阳湖土壤有机碳的空间分布格局及其与土壤性状、植被以及高程等要素的关系。结果表明：(1)鄱阳湖湿地土壤有机碳平均含量为4.38%。在主湖区中部偏北以及南部湖湾区含量较高,在北部入江通道含量最低;河口冲积洲滩和碟形湖的有机碳含量明显高于河道;(2)基于地理加权回归(GWR)模型,总氮、总磷、含水率、高程和植被归一化指数(NDVI)整体上解释了鄱阳湖湿地土壤有机碳35.28%的变化(整体R²=0.35)。局部R²值东南高,西北低,并且碟形湖和洲滩的局部R²值明显高于河道(p<0.01);(3)不同因子对于有机碳的影响的强弱程度在不同区域呈现出不同特征。总氮和有机碳之间的联系在西部湖区较强,在河道以及洲滩上较强;总磷在湖区东南部和西北部均较强,在洲滩和碟形湖中影响力较强;含...     

环鄱阳湖区农田土壤有机碳影响因素空间分布格局分析及制图研究

利用地理加权回归(Geographically Weighted Regression,GWR)模型,对环鄱阳湖区农田土壤有机碳(Soil Organic Carbon, SOC)影响因子的空间分布格局进行系统分析,结合克里格插值方法进行土壤有机碳制图研究,同时综合比较了地理加权回归方法(GWRK)与回归克里格(Return Kriging,RK)方法在预测土壤有机碳储量结果之间存在的差异。结果表明:(1)根据Pearson相关性分析结果,所选取的各环境影响因素均与土壤有机碳具有相关性(P0.01)。(2)通过GWR模型对各影响因素空间分布格局的分析,发现SOC与坡向、年均温度和年均降水呈正相关,与坡度、植被覆盖度呈负相关。(3)GWRK法得到的土壤有机碳含量变化范围为6.35～31.93g·kg~(-1),接近采样点的实测值;RK方法得到的土壤有机碳含量变化范围在7.41～25.76 g·kg~(-1),总体空间分布特征与GWRK的结果相似,但RK方法预测的结果较为平滑,与SOC储量实际状况还存在一定差异。(4)GWR的拟合优度R~2(0.50)明显高于RK中的R~2(0.20); GWRK方法的均方根误差(RMSE)为4.58,小于RK方法的均方根误差5.35,且通过GWRK方法得出的预测结果在制图上结合采样点位置信息,使成图效果更加精细。     

保护性耕作下蚕豆生育期土壤有机碳、氮含量变化与分布特征

为研究西南紫色土丘陵区坡耕地长期保护性耕作下旱作蚕豆不同生育时期农田土壤有机碳、氮相关组分分布特征,进而优化保护性耕作措施、改善土壤肥力。试验采用传统耕作、垄作、传统耕作+秸秆半量覆盖、垄作+秸秆半量覆盖、传统耕作+秸秆全量覆盖、垄作+秸秆全量覆盖6个处理。结果表明:在不同处理下,土壤总有机碳(TOC)、总氮(TN)、活性有机碳(AOC)、颗粒有机碳(POC)、水溶性氮(DN)的含量分布均表现出0～1010～20 cm土层,且随时间变化整体波动均不大。蚕豆生育期内,无秸秆覆盖条件下,垄作较平作提高了土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳的含量,但在秸秆覆盖条件下,垄作却降低了土壤总有机碳和颗粒有机碳的含量,且随着秸秆覆盖量的增加土壤颗粒有机碳和活性有机碳含量下降。同时,无论平作或垄作,秸秆覆盖较无秸秆覆盖均有利于土壤总有机碳、土壤全氮、活性有机碳和颗粒有机碳含量的提升。相关性分析表明,TOC与TN、DN、AOC之间呈显著正相关,TN与POC、DN、AOC之间呈显著正相关,POC仅表现出与DOC显著正相关,DOC与DN呈极显著正相关,DN则与AOC为极显著正相关关系。总之,单一垄作措施或秸秆覆盖能更有利于改善土壤碳、氮状况,且土壤有机碳、氮不同组分之间存在一定的耦合关系。     

丘陵区耕地土壤剖面有机质含量分布特征及其影响因素分析

为了进一步了解耕地有机质剖面信息,基于325个剖面（0~60 cm）采样数据,运用经典统计学探讨了重庆市耕地有机质剖面分布特征,并通过多因素方差分析对比了成土母质、土地类型、海拔对土壤有机质剖面分布的影响。结果表明：（1）基于成土母质、土地类型、海拔的CART树模型对0~20、20~40、40~60 cm土层有机质变异解释率分别为57%、44%、35%。（2）土壤有机质随土壤深度增加而减少,表现出较强的表聚性,0~20 cm土壤有机质均值是20~40 cm的1.5倍,是40~60 cm的2倍。（3）成土母质、土地类型、海拔均对0~20 cm土壤有机质含量变化产生显著影响,海拔对20~40 cm土壤有机质含量变化产生显著影响,成土母质对40~60 cm土壤有机质含量变化产生显著影响。（4）海拔和成土母质的交互作用对不同深度土壤有机质变化均产生显著影响,冲积母质、石灰岩母质发育的土壤在500~1 000 m的海拔区间上有机质含量最高,紫色母质发育的土壤有机质含量与海拔呈正相关关系。     

中国碳排放特征及其动态演进分析

人类经济发展史表明,经济发展与环境质量存在着密切的联系。为此,基于EKC模型,采用平均分配余量的分解方法．构建中国碳排放的因素分解模型,定量分析。1990-2005年经济规模、产业结构和碳排放强度对碳排放的贡献。即规模效应、结构效应和技术效应。结果表明：中国碳排放变化效应均值为19．55％。其中。经济规模、产业结构和碳排放强度引起的变化效应分别为15．76％,-0．86％和4．65％。总的看来。经济增长与碳排放之间呈现出“N”型关系,经济规模对碳排放变动具有增量效应。这是推动碳排放增加的主要因素;由于不同产业之间碳排放整异性越来越大,产业结构调整对碳排放具有一定的减量效应。但抑制作用并不明显。产业结构仍有待优化;技术效应波动性较大,总体上具有正的效应,从减少碳排放角度来看。现行技术对降低碳排放并未发挥优势。本研究结果对于理解我国碳排放变化与经济发展之间的内在联系,以及产业发展调整具有一定的意义。     

基于碳稳定同位素的滨岸草地生态系统土壤有机碳贡献研究

通过测定4种长三角地区常见的滨岸草本植物（百慕大、白花三叶草、高羊茅与白茅）所在样地中不同形态的土壤碳库含量及土壤有机碳稳定同位素丰度来探索该区域土壤碳库及碳稳定同位素分布特征,并利用稳定同位素混合模型,研究滨岸草地生态系统对土壤碳库的贡献。结果表明：（1）土壤中总碳、有机碳、溶解性有机碳含量随着深度的增加而逐渐降低。总碳、有机碳、溶解性有机碳在4种植物样带的表层土壤中,平均含量分别为2211、1144、5395 mg·kg-1;而深层土壤中则仅为1557、707、1947 mg·kg-1,远低于表层土壤中的含量。且土壤总碳、有机碳及溶解性有机碳两两之间存在极显著的正线性相关;（2）土壤有机碳稳定同位素在垂直方向上表现出C3植物δ13C值随深度增大而增大、C4植物δ13C值随深度增大而减小两种特征。两类植物的平均土壤有机稳定碳同位素δ13C值分别由表层土壤中的-2524‰、-2233‰变化为深层土壤中的-2435‰、-2327‰;（3）借助稳定同位素混合模型计算后发现：不同植物对土壤有机碳的贡献率及有机碳累积速率完全不同。其中百慕大贡献率为1219%、累积速率为6279 g·m-2·a-1;白花三叶草贡献率1434%、累积速率为7534 g·m-2·a-1;高羊茅贡献率为3595%、累积速率为18184 g·m-2·a-1;白茅贡献率为1851%、累积速率为9770 g·m-2·a-1。     

白云岩地区土壤呼吸日变化及其与土壤温湿度的响应关系

为揭示贵州绥阳双河洞国家地质公园白云岩地区表层土壤呼吸作用昼夜变化特征及其影响因素.研究利用土壤呼吸测量系统(SRS-SD2000,ADC,UK),在无降水影响下监测了双河洞国家地质公园岩溶地区灌木林地、竹林、旱地和人工草地4种不同土地利用方式的表层土壤呼吸通量昼夜变化特征,结合土壤温湿度和大气温湿度等环境参数,探究影响土壤呼吸昼夜变化的关键因素.结果 表明:4种不同土地利用方式土壤呼吸速率变化均呈"昼高夜低"的单峰型变化规律,日变化最大值出现在12:00～14:00之间,最低值出现在5:00～7:00之间;各样地土壤呼吸速率和土壤温度均呈现显著的正相关关系(P＜0.001),灌木林地、竹林和旱地土壤呼吸速率与土壤湿度有显著负相关关系(P＜0.001),人工草地土壤呼吸与土壤湿度之间有低度相关性(P＜0.05);气温是影响土壤呼吸速率变化的关键因子,实测数据表明土壤呼吸在达到峰值后不会随着气温的升高而增大;不同样地类型的土壤呼吸速率对土壤温度和湿度的昼夜响应特征存在差异.     

石漠化区生态治理措施对土壤团聚体稳定性及有机碳的影响

探究石漠化环境不同生态恢复措施下土壤团聚体粒径组成、稳定性水平及有机碳变化特征,为石漠化生态治理模式优化配置提供理论依据.以农耕地为对照,选择石漠化治理中具有代表性的人工核桃林、黑麦草地、刺梨地和天然恢复的灌草地为研究对象,分析不同恢复环境中0～20 cm土层土壤团聚体稳定性及其有机碳储量变化.结果 表明:相比农耕地,核桃、黑麦草和天然灌草样地内水稳定性大团聚体含量增加,微团聚体含量减少,灌草地和核桃林地团聚体MWD、GMD分别显著高于农耕地,表明利用方式转变为灌草地和核桃林后团聚体稳定性提高,土壤结构得到改善.农耕地利用方式转变后,人工核桃林、黑麦草地和天然灌草地各级团聚体有机碳含量及储量增加,其中以灌草地尤为明显,同时核桃林、黑麦草地和天然灌草地三者有机碳储量增量主要源于＞5和2～5 mm两个粒级团聚体贡献.总体而言,相比人工林草治理措施,天然灌草地在增强土壤团聚结构稳定性和促进有机碳积累方面更优.     

川中丘陵区植被遥感动态监测及其驱动力分析

川中丘陵区是长江上游重要的生态屏障,也是国家退耕还林还草和天然林资源保护工程重点实施区。近年来,由于气候变化与人类活动的影响,该区植被覆盖及生态发生了较大变化。利用该地区2000～2015年MODIS NDVI数据、气象和土地利用数据以及研究区统计数据,采用最大值合成法(MVC)、趋势分析法和相关系数法,分析了川中丘陵区经国家生态工程建设后的植被动态变化特征,并探讨了气候变化和人类活动对植被覆盖的影响。研究结果表明:近15年,川中丘陵区植被呈增加的趋势,增速为5. 84/10 a(P0. 01);31. 58%的区域植被NDVI显著增加,主要分布在嘉陵江中游和岷江中下游,2. 90%的区域植被NDVI显著减少,主要分布在城市中心及周边;研究区植被对降水的敏感性较气温更强,22. 08%的区域面积NDVI与降水是呈显著相关的,仅7. 69%区域面积NDVI与气温是显著的;森林、灌木和草地的NDVI增加明显,各自增加比例超过60%,而建设用地和湿地是NDVI减少最明显的土地利用类型;退耕还林还草和天然林资源保护工程的建设,对川中丘陵区植被覆盖的增长起到了积极作用。