典型農(nóng)業(yè)縣土地利用變化與土壤碳庫分析——以河北省曲周縣為例.pdf

1、農(nóng)田土壤有機碳庫是全球碳循環(huán)的重要組成部分，人類大規(guī)模的農(nóng)田開發(fā)利用活動直接影響到區(qū)域的碳平衡。土壤固碳行為對農(nóng)業(yè)不同發(fā)展階段和不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響程度不盡相同，發(fā)展低農(nóng)業(yè)成本減排途徑效果相對較好；目前看來，改善農(nóng)田管理相比而言是比較有效的增匯和減排途徑。本文基于我國糧食主產(chǎn)區(qū)黃淮海平原的典型農(nóng)業(yè)縣長期的研究和數(shù)據(jù)資料，分析了縣域土地利用變化過程中土壤有機碳庫及其通量的變化特征；并結(jié)合DNDC模型，進行了不同秸稈還田率、施肥和耕作方式的室

2、內(nèi)模擬，初步分析了20年來縣域土壤有機碳庫對區(qū)域土地利用變化的響應(yīng)，得出了如下結(jié)論： 1、不同土壤類型之間，土壤有機碳密度存在一定的差異；就全縣而言，1980年平均值為18662kg·hm<'-2>;與1980年相比，2002年土壤有機碳密度普遍提高，反映在土壤有機質(zhì)含量的普遍提高，土壤容重也有一定程度的增加。秸稈、肥料等外源物質(zhì)的投入是提高土壤有機碳密度的主要原因，也是縣域土壤有機碳密度產(chǎn)生區(qū)位分布特征的主要原因。 2

3、、基于統(tǒng)計資料和遙感影像的土地利用變化分析認為，在1980年．2002年之間，縣域土地利用變化所引致的區(qū)域土壤碳庫變化，需從兩個角度考慮：土地利用類型轉(zhuǎn)換和土地類型內(nèi)部強度變化；與耕地變化所引致的土壤碳庫變化而言，其它用地類型轉(zhuǎn)換則相對較小。 3、通過統(tǒng)計計算，在1980年曲周縣域土壤碳庫是微碳源；而在2002年縣域土壤碳庫則處于微碳匯：造成兩個不同年份之間土壤碳庫差別大致可以判定是由于對作物秸稈及殘余物的不同處理和施肥等農(nóng)田管

4、理措施；在1980年縣域耕層土壤碳密度與土壤質(zhì)地等有關(guān)，自然因素決定著土壤碳密度的分布；在2002年縣域土壤有機碳密度是自然和人為因素共同作用的結(jié)果，呈現(xiàn)一定區(qū)位特征。土地利用變化之后土壤有機碳庫的變化速率隨時間會逐漸降低，這種特性一方面是由土壤有機碳分解的動態(tài)決定的，即土壤有機碳輸入、積累和分解會最終達到平衡，另一方面由惰性碳庫大小決定。這種平衡最終會使土壤有機碳庫含量不會積累很高，也不會無限降低。 4、運用模型模擬土壤有機碳

5、循環(huán)及其規(guī)律和實現(xiàn)預(yù)測正在逐漸成為區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其政策制定的有力工具。DNDC(DeNitrification—DeCoposition)模型主要是針對農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮循環(huán)的機理模型。在運用基礎(chǔ)資料進行曲周縣域不同農(nóng)作措施下土壤有機碳平衡模擬，結(jié)果表明：在進行20年的短期DNDC模擬中，不同的秸稈還田率下土壤有機碳庫達到平衡所需時間有所差別；不同耕作方式之間有機碳密度影響也存在一定的差別，尤以砂壤上表現(xiàn)最為明顯；有機無機配合施肥能有

6、效增加耕層土壤有機碳密度，并在一定范圍內(nèi)相互替代以增加土壤有機碳密度；保持適當?shù)慕斩掃€田率是達到土壤碳庫平衡的必要條件，應(yīng)該摒棄“秸稈還田量越多越好”的觀點。通過對比不同時期農(nóng)田表層土壤有機碳庫空間分布，給予空間變異點位或區(qū)域更多的關(guān)注，以便為及時調(diào)整施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)管理措施提供指導(dǎo)作用。 5、縣域土壤有機碳空間分布是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整主體一農(nóng)戶微觀土地利用的結(jié)果；農(nóng)戶的微觀土地利用是連接縣域土壤碳循環(huán)和糧食生產(chǎn)的紐帶：農(nóng)戶投入差