开封市城市土壤有机碳和无机碳空间分布特征

摘要

随着全球变化研究的深入，作为影响全球气候变化的碳循环愈发受到各界的关注。土壤碳是陆地碳库的重要组成部分，包括土壤有机碳与无机碳，了解土壤碳循环是研究陆地生态系统碳循环的重要前提。作为一种新型的土壤类型─城市土壤受到广泛的关注，随着城市化的深入，城市土壤受到的影响范围和程度越来越强烈。城市土壤的理化性质随着土壤利用类型的转变发生大的变化，土壤自身的其它特征也随之改变。长期以来，有机碳作为土壤肥力指标得到多方研究，城市土壤中有机碳具有一定代表性，其变化过程更多受干扰于人为因素，这与自然土壤或农田有机碳循环过程有一定差别。与此同时，土壤中另一类碳—以碳酸盐形式存在的无机碳的研究也尤为重要，无机碳含量的变化影响土壤原有性质，同时城市化过程又对土壤中无机碳的含量和分布造成影响，加之无机碳与有机碳间是否存在必然联系尚不确定，分别分析城市土壤中无机碳和有机碳的含量和分布特征显得十分必要。
　　开封市历史悠久，其发展历史造成其城市土壤的特殊性，本研究以开封市为例，以垂直方向和空间分布分析无机碳、有机碳和活性炭含量变化，碳密度变化趋势，区分无机碳组成，分析影响碳含量的因素。本次研究共选取62个剖面点，301个土层进行土壤基础理化性质，无机碳含量，有机碳含量，水溶性无机碳组分和活性炭含量的测定。
　　通过本次研究，得出以下结论：
　　（1）开封市城市土壤中无机碳和有机碳含量在垂直方向上的变化呈现多样性，无统一规律，自然土壤的无机碳含量在垂直方向上随深度增大呈先升后降变化，而有机碳含量呈递减趋势。在空间分布上，各功能区无机碳密度大小顺序为：文教区（14.35kg/m2）>行政/居民区（13.10kg/m2）>工业区（12.98kg/m2）>休闲区（12.66kg/m2）>交通区（11.88kg/m2）；有机碳密度大小排序为：行政/居民区（53.99kg/m2）>工业区（51.33kg/m2）>文教区（44.70kg/m2）>休闲区（29.87kg/m2）>交通区（27.15kg/m2）。其中无机碳密度占总的碳密度的1/3。
　　（2）开封市城市土壤中难溶性无机碳所占比例大，可溶性无机碳中以 HCO3-形式存在的 C占主导，垂直方向上变化形式不一，空间分布上其含量大小依次为休闲区>工业区>交通区>行政/居民区>文教区；活性炭含量在垂直方向上变化多样，空间上，活性炭密度变化为休闲区>文教区>工业区>交通区>行政/居民区。
　　（3）将所选样点分为绿地和非绿地两类，绿地无机碳含量垂直变化相对统一，非绿地则呈多样性；空间分布上无机碳含量与碳密度变化一致，绿地为工业区>行政/居民区>文教区>交通区>休闲区，非绿地为文教区>交通区>行政/居民区>工业区>休闲区，非绿地无机碳含量与碳密度高于绿地。
　　（4）绿地与非绿地有机碳含量和活性炭含量在垂直方向上变化无规律；有机碳含量，活性炭含量及碳密度皆为非绿地高于绿地；有机碳含量与碳密度，活性炭含量与碳密度在空间分布上排列顺序不一致。

目录

中文摘要

英文摘要

目录

1 引 言

1.1研究背景

1.2 国内外研究进展

1.3研究目的、意义以及技术路线图

2 材料与方法

2.1研究区概况

2.2研究方法

3 开封市城市土壤中无机碳分布特征

3.1开封市城市土壤中无机碳的含量基本情况

3.2开封市城市土壤无机碳密度分布特征

3.3开封市城市土壤中可溶性无机碳的研究

3.4绿地与非绿地无机碳含量和碳密度变化分析

3.5本章小结

4 开封市城市土壤中有机碳含量及碳密度特征

4.1开封市城市土壤中有机碳含量的变化特征

4.2开封市城市土壤中有机碳密度分布特征

4.3绿地与非绿地有机碳含量和碳密度变化分析

4.4本章小结

5 开封市城市土壤中活性炭含量及碳密度特征

5.1开封市城市土壤中活性炭含量的变化特征

5.2开封市城市土壤中活性炭密度的分布特征

5.3绿地与非绿地活性炭含量和碳密度变化分析

5.4本章小结

6 开封市城市土壤中碳和土壤理化性质关系探讨

6.1开封市城市土壤理化性质与碳含量变化关系

6.2开封市城市土壤碳分布特征

6.3本章小结

7 结论与展望

7.1结论

7.2展望

参考文献

致谢