东北主要黑土区土壤有机碳密度和碳库估算及时空变异分析

摘要

本文综合论述了全球气候变化研究的主要内容以及陆地碳循环研究在全球变化研究中的重要地位，分析了土壤有机碳的国内外研究趋势。重点利用基于配准完备的1：10万或20万的土壤空间数据库，通过收集《中国土种志》(第二卷)与全国第二次土壤普查时7个市县所在省市的土种志中有关的土壤剖面属性数据，以及自2000年～2004年对该研究区域采集的503个土壤表层、80多个土壤剖面样品的理化分析测定数据，建立了以土壤有机碳为主体的属性数据库，利用ArcGIS8.3的空间分析功能和数据分析手段，估算出土壤表层0～20cm和土壤剖面0～100cm的有机碳密度、储量，并比较分析了土壤有机碳密度和储量的时(约20年)空变异特征，为该地区合理利用和保护黑土资源以及进一步研究全国土壤有机碳库总量提供了一些理论和方法。主要研究结果如下： 整个研究区域共7个市县的土壤总面积为4.66×10<'4>km<'2>。0～1m土体中土壤的有机碳总储量，目前约为8.78×10<'8>t，1980年约为11.58×10<'8>t。全区在20年间，0～1m土体中土壤的有机碳总储量共减少了2.8×10<'8>t，平均每年减少0.14×10<'8>t。全区0～1m土体中平均土壤有机碳密度，目前为19.03Kg m<'-2>，变幅为6.93 Kg m<'-2>～59.25Kg m<'-2>。1980年全区平均土壤有机碳密度为24.87 Kg m<'-2>，变幅为9.03Kg m<'-2>～67.44 Kg m<'-2>。 研究区域包括相邻区域在内的整个中部黑土区，有机碳密度分布总体呈东北高，西南低，从北向南逐渐递减的趋势。密度较高的土壤有机碳主要集中在北部的嫩江和五大连池的大部分地区，而位于黑龙江西南部松嫩平原区的克山、海伦和双城，以及吉林省中西部的公主岭地区的土壤有机碳密度较低，且各自也都呈现出递减的趋势。 土壤表层0～20cm对气候变化最为敏感，也是与人类活动关系最密切的区域，经统计，目前整个研究区表层0～20cm土壤有机碳总储量为2.92×10<'8>t，1980年约为4.35×10<'8>t，20年间表层0～20cm总储量共减少了1.43×10<'8>t。而平均有机碳密度，分别为6.27Kg m<'-2>和9.34 Kg m<'-2>。统计结果显示，表层土壤有机碳总储量占各自0～1m土体总储量的比例较高，分别达到33％和38％，说明土壤有机碳储量主要集中在土壤表层之中，但表层土壤有机碳储量已经大量减少。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

1.1全球变暖与碳循环

1.1.1引言

1.1.2大气温室气体与全球变暖

1.1.3土壤圈与全球变化

1.2本课题的研究目的

1.3土壤有机碳研究综述

1.3.1土壤有机碳库在全球变化研究中的意义

1.3.2土壤有机碳库影响因素及其研究现状

1.4 GIS在土壤有机碳库研究中的重要作用

1.4.1数据获取

1.4.2数据管理

1.4.3数据处理

1.4.4空间分析

1.4.5模型集成

1.4.6制图输出

1.5土壤有机碳库研究进展

1.5.1国外研究现状

1.5.2国内研究现状

第二章材料与方法

2.1研究区域概况

2.1.1区域分布

2.1.2环境特征

2.2数据资料来源和软件

2.3研究思路与方法

2.3.1有机碳密度及储量的估算

2.3.2土壤容重的确定

2.3.3土壤有机碳含量的估算

第三章结果与讨论

3.1土体中土壤有机碳密度与储量

3.1.1 0～20cm土体中土壤有机碳密度与储量

3.1.2 0～1m土体中土壤有机碳密度与储量

3.2研究区域各个市不同年限土壤有机碳密度和储量

3.3土壤有机碳密度的时空分布特征

第四章结论

4.1基本结论

4.2需要进一步研究的问题

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间发表文章