基于GIS的天水市麥積區(qū)土壤有機碳空間分布及儲量估算.pdf

1、土壤碳是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分。據(jù)估計，地球表面1m土層中有機碳儲量1500～2000Pg（IPg=1015g），是大氣CO2含量的2倍左右，土壤碳庫0.1%的變化將導致大氣圈CO2的濃度發(fā)生百萬分之一的變化。國內(nèi)外研究者研究中小尺度地域單元內(nèi)土壤有機碳庫的成果尚不多見，因此，開展小尺度范圍土壤有機碳空間分布和儲量估算方面的研究具有十分重要的意義，而對于半濕潤半干旱地區(qū)地區(qū)山地土壤的空間分布和儲量估算研究就更加重要。

2、本文以天水市麥積區(qū)為研究區(qū)域，根據(jù)1981年二次普查的65個土種剖面數(shù)據(jù)和2008年麥積區(qū)耕層20cm土壤的6060個實測剖面的數(shù)據(jù)，以及1：50000的土壤采樣點圖，行政圖、現(xiàn)狀圖、土壤圖等用于分析的基礎圖件資料，用Kriging最優(yōu)內(nèi)插法和Mapgis軟件對研究區(qū)有限剖面點進行插值分析，研究土壤有機碳含量的空間分布特征，并運用土壤類型法計算了麥積區(qū)土壤表層、耕層、和1m深以及2008年實測耕層土壤的有機碳密度和儲量。得出以下主要結論

3、： （1）Kriging插值及空間分布規(guī)律分析。本文用Kriging最優(yōu)內(nèi)插法對土壤有機碳含量的進行了空間插值分析，目的是能在一定程度上克服剖面點較少和比較直觀的看到土壤有機碳的空間分布趨勢。Kriging插值結果顯示：在同一土壤層次的不同部位，土壤碳含量存在明顯差異。從整體上看，土壤表層、耕層、1m深土壤內(nèi)的土壤有機碳含量分布狀況是地勢較低的東南部的秦嶺山地和低槽地較高，而地勢較高的黃土高原梁峁地的有機碳含量均較低，并且隨著土

4、層深度的增加土壤有機碳的含量越低，隨后分析了土壤有機碳含量的空間分布成因。 （2）土壤有機碳密度的計算和討論。通過計算各土種的土壤有機碳密度，總體看來麥積區(qū)土壤平均有機碳密度較低，二次普查時土壤表層5cm深、耕層20cm、1m深平均有機碳密度分別為0.92kg·m-2、3.31kg·m-2、7.79kg·m-2，2008年耕層20cm平均有機碳密度為2.43kg·m-2，若以于東升（2005）等估算的1m深全國土壤平均有機碳密度

5、9.60kg·m-2作為參照標準，則麥積區(qū)1m深土壤有機碳密度比全國土壤有機碳密度低1.91kg·m-2。從土壤碳密度空間分布圖看出麥積區(qū)有機碳密度的空間分布差異較大。土壤有機碳密度的這種空間分布總體特征與土壤有機碳含量的空間插值圖結果類似，都是從東南部秦嶺山地到西北部黃土高原粱峁地呈現(xiàn)遞減的趨勢。密度較高的鄉(xiāng)鎮(zhèn)主要是三岔鄉(xiāng)、東岔鎮(zhèn)和利橋鄉(xiāng)。土壤有機碳密度較高的土壤類型是山地棕壤土、山地褐色土；較低的土壤類型是紅土、淀土。 （3

6、）土壤有機碳儲量估算方法與結果討論。本文中先介紹了目前國內(nèi)外土壤碳儲量估算的四種主要方法，并對其做了比較。由于土壤類型法有利于分析碳蓄積量估計中不確定性的原因，還可以與全球土壤分類系統(tǒng)形成統(tǒng)一的估算體系，便于匯總和對比。因此，根據(jù)本研究采用土壤類型法，根據(jù)研究區(qū)范圍采用了以土種為單元來計算土壤有機碳的儲量，然后相加得到各土層土壤有機碳的儲量，這樣處理能夠更加精確地得到麥積區(qū)的土壤有機碳儲量值。經(jīng)計算得到麥積區(qū)二次普查時土壤表層（0-5c