區(qū)域耕地紫云英用地適宜性與固碳區(qū)劃研究.pdf

1、土壤碳庫是陸地碳庫的重要組成部分,其較小幅度的變化就可能影響碳向大氣排放,以溫室效應(yīng)影響全球氣候變化。與自然生態(tài)系統(tǒng)相比,農(nóng)業(yè)土壤碳庫是受人為強烈干擾而又可在較短時間尺度上進(jìn)行調(diào)節(jié)的碳庫,故尋求將能源消耗排放的碳在農(nóng)業(yè)中重新收集與固定已成為國際上共同努力的趨勢。紫云英是我國南方亞熱帶地區(qū)冬季常種的綠肥作物,不僅有利于農(nóng)田有機質(zhì)的提升,且也有利于農(nóng)田生態(tài)環(huán)境的改善和農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)的提高,但不同立地條件的紫云英生長狀況和產(chǎn)量都有很大差異,而目前

2、我國仍普遍缺乏區(qū)域紫云英種植用地適宜性以及區(qū)域耕地土壤有機碳時空變化的現(xiàn)勢性資料,致使在實施土壤有機質(zhì)提升計劃中推廣種植紫云英存在很大的盲目性。本研究以南平市浦城縣耕地為研究對象,利用浦城縣第二次土壤普查(1983年)和耕地地力調(diào)查(2006年)樣點數(shù)據(jù),借助GIS與數(shù)學(xué)模型集成技術(shù)分別估算并建立1983年和2006年浦城縣耕地耕層土壤有機碳密度、儲量空間數(shù)據(jù)庫,探討區(qū)域耕地耕層土壤有機碳的時空動態(tài)變化,并估算縣域耕地土壤固碳潛力,進(jìn)而

3、開展區(qū)域紫云英用地適宜性評價及其固碳區(qū)劃研究。研究結(jié)果表明:
　　 1、1983和2006年浦城縣耕地耕層土壤有機碳密度分別變化于2.02 kg／m2-5.73 kg／m2和2.50kg／m2-5.74 kg／m2之間,面積加權(quán)平均值分別為4.064±0.54 kg／m2和4.05±0.47 kg／m2。土壤有機碳密度空間變異明顯。1983年耕地土壤有機碳密度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要有九牧、南浦、山下、石陂、臨江和楓溪,較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要有仙

4、陽和盤亭:2006年有機碳密度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要有山下、石陂、楓溪、臨江,管厝和富嶺,較低的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要有古樓、官路和盤亭?？傮w來看,全縣兩期耕地耕層土壤有機碳密度均呈現(xiàn)西南高,北部、西部、南部低的空間變化規(guī)律。從不同土壤類型來看,熟化度高的和通氣性不良的土壤平均碳密度較高,而熟化度低的和質(zhì)地偏砂的土壤平均碳密度較低。從不同利用方式來看,菜地和灌溉水田的有機碳密度較高,而旱地、水澆地和望天田的有機碳密度較低。
　　 2、1983年和20

5、06年浦城縣耕地耕層土壤有機碳儲量分別為1365058.12 t和1360170.73 t。土壤有機碳儲量空間變異明顯。1983和2006年各鄉(xiāng)鎮(zhèn)耕地土壤碳儲量分別變化于8828.91-170412.77 t和7568.26—169182.29 t之間,兩個時期耕地土壤有機碳儲量的空間變異趨勢基本一致,即耕地土壤有機碳儲量最大和最小的鄉(xiāng)鎮(zhèn)均是石陂鎮(zhèn)和河濱街道。有機碳儲量最大的土種、土屬、亞類和土類分別均為灰泥田、灰泥田、潴育水稻土和水稻

6、土:儲量最小的土種、土屬、亞類和土類分別均為白底田、紅土田、淹育水稻土和潮土。灌溉水田的有機碳儲量最大,而水澆地的有機碳儲量最小。
　　 3、與1983年相比,2006年浦城縣耕地耕層土壤有機碳總體呈微弱下降趨勢。全縣大部分地區(qū)耕地土壤有機碳呈減少趨勢,其中以河濱街道下降最為顯著,降幅達(dá)14.18％,而管厝鄉(xiāng)上升最為明顯,升幅達(dá)11.17％。23年間全縣北部、西北部、西部、西南部及南部的邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)及中部縣城等區(qū)域耕層土壤有機碳存在

7、不同程度地?fù)p失,而東北部、東南部、東部的邊緣鄉(xiāng)鎮(zhèn)及中北部和中西部等區(qū)域有機碳密度則有不同程度地增加。九牧鄉(xiāng)損失的有機碳最多,減少了8391.37 t；而仙陽鎮(zhèn)是全縣最大的碳匯,增加了11332.26 t。從土壤類型來看,水稻土是浦城縣最大的碳源,23年間其土壤有機碳損失了4490.49 t,紅壤損失了665.28 t,而潮土則增加了268.38 t。從不同利用方式來看,望天田是最大的碳源,23年間其有機碳儲量損失了15191.50 t,

8、而灌溉水田是最大的碳匯,增加了9956.44 t。
　　 4、低于全縣有機碳平均含量,占全縣耕地總面積45.25％的耕地土壤有機碳含量若提高到全縣現(xiàn)有平均水平,則浦城縣0-20 cm耕地土壤固碳潛力為59725.20±24.15 t,相當(dāng)于可固定218974.64±88.54 t的大氣CO2量；若將全縣灌溉水源有保證,生產(chǎn)力較高,占耕地總面積70.89％的耕地有機碳含量提高到豐富水平,則全縣0-20 cm耕地固碳潛力為13344

9、6.48±40.87 t,相當(dāng)于能固定489264.08±149.84 t的大氣CO2量。其中蓮塘鎮(zhèn)耕地碳匯作用最顯著,達(dá)到全縣平均水平和豐富水平的固碳潛力分別為9036.53 t和18308.54 t；而耕地碳匯作用最弱的鄉(xiāng)鎮(zhèn)是楓溪鄉(xiāng),達(dá)到全縣平均水平和豐富水平的固碳潛力儀分別為125.81 t和674.66 t。
　　 5、浦城縣適宜種植紫云英的耕地總面積27505.75 hm2,占全縣耕地總面積的81.82％,主要分布于石

10、陂、富嶺、仙陽、蓮塘、忠信、永興、管厝、水北街道和臨江等鄉(xiāng)鎮(zhèn)。其中高度、中度和一般適宜種植紫云英的面積分別為3200.73 hm2、13675.98 hm2和10629.03hm2。全縣不適宜種植紫云英的耕地面積6113.66 hm2。適宜種植紫云英的耕地土壤類型主要有灰泥田、灰黃泥田、黃泥田、青格灰泥田、黃格灰泥田、黃底灰泥田、砂格灰泥田、灰砂田和砂礫底灰泥田,其中以潴育型水稻土最為適宜。不適宜種植紫云英的耕地土壤類型主要為深腳爛泥田

11、、青泥田和淺腳爛泥田。
　　 6、浦城縣紫云英固碳用地區(qū)劃可分為優(yōu)先、次優(yōu)先和一般種植區(qū)。優(yōu)先種植區(qū)總面積5028.21hm2,占全縣耕地總面積的14.96％,主要分布于蓮塘、水北街道、古樓、永興和忠信等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的河谷平原地區(qū),該區(qū)紫云英鮮草總產(chǎn)量可達(dá)208272.30 t,紫云英固碳量可達(dá)9477.87 t。次優(yōu)先種植區(qū)總面積9931.04 hm2,占全縣耕地總面積的29.54％,主要分布于蓮塘、富嶺、忠信、仙陽、石陂、永興和臨江

12、等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的緩坡地梯田,該區(qū)紫云英鮮草總產(chǎn)量可達(dá)326377.18 t,固碳量可達(dá)14852.48 t。一般種植區(qū)總面積5096.11 hm2,占全縣耕地總面積的15.16％,主要分布于仙陽、富嶺、九牧、忠信、石陂、蓮塘、管厝、永興、官路和盤亭等鄉(xiāng)鎮(zhèn)的坡梯田,該區(qū)紫云英鮮草總產(chǎn)量可達(dá)122407.18 t,固碳量可達(dá)5570.40 t。各區(qū)耕層土壤有機碳含量達(dá)到全縣平均水平(17.39g／kg)或豐富水平(19.0g／kg)的年限不同,優(yōu)先