本文選題：土壤有機碳　切入點：尺度特征　出處：《內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文

【摘要】：土壤碳庫作為陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大的碳庫,其動態(tài)變化和儲量的分布不僅對土地質(zhì)量起著重要的指示作用,同時對全球氣候變化也有著巨大的影響。大量的研究顯示土壤有機碳的空間異質(zhì)性普遍存在,隨著精準農(nóng)業(yè)的發(fā)展和科學(xué)利用土地的要求日益提升,土壤有機碳的時空變異性也受到廣泛關(guān)注。因此,準確估算土壤有機碳儲量,分析其時空變異特征并找到控制土壤有機碳空間分布的主導(dǎo)因素,不僅可以為當前碳源、碳匯的研究工作提供科學(xué)參考,也對地區(qū)生態(tài)建設(shè)和科學(xué)利用土地資源起到積極的借鑒作用。本研究以內(nèi)蒙古赤峰市敖漢旗為研究對象,以實地調(diào)查數(shù)據(jù)為基礎(chǔ),借助遙感、地理信息系統(tǒng)等工具,采用經(jīng)典統(tǒng)計學(xué)與地統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的方式對敖漢旗0～100cm深度土壤有機碳含量的空間變異特征及其空間分布格局進行了研究,揭示了不同土層下影響土壤有機碳空間變異的主導(dǎo)因素;并對研究區(qū)進行多尺度采樣,探尋表層土壤有機碳空間變異的尺度效應(yīng);結(jié)合土地利用方式的變化,分析30年前后敖漢旗土壤有機碳含量及儲量的變化特征和時間尺度上影響土壤有機碳時空變異的驅(qū)動因素。研究得到以下主要結(jié)論:(1)敖漢旗0～100cm不同土層內(nèi)有機碳含量的分布特征基本相同,總體上均表現(xiàn)為東北部偏低,逐漸向西南部升高的分布特征。其中,表層(0～20cm)土壤有機碳含量南北差異明顯,呈現(xiàn)條帶狀分布,并具有中等強度的空間相關(guān)性;20cm以下深度土壤有機碳均具有強烈的空間相關(guān)性,隨著土壤深度的增加,隨機性因素所引起的空間變異逐漸降低,而地形、土壤等結(jié)構(gòu)性因素成為導(dǎo)致深層土壤有機碳空間變異的主要因素。0～100cm深度土壤有機碳含量的變化范圍為0.23～20.71g kg-1,土壤有機碳含量主要富集在0～40cm深度的土壤中,且隨著土壤深度的增加有機碳含量逐漸降低。土壤類型和土地利用類型對土壤有機碳含量具有顯著影響,不同土壤類型下土壤有機碳含量均表現(xiàn)為:棕壤褐土栗鈣土風沙土;各土地利用方式下土壤有機碳含量均表現(xiàn)為:林地農(nóng)地草地。(2)廣義相加模型能夠較好地擬合土壤有機碳含量與各環(huán)境因素之間的相互關(guān)系,隨著土壤深度的增加,各環(huán)境因素對土壤有機碳含量的影響也存在較大差異。在0～20cm 土層,植被和土壤容重是影響土壤有機碳含量的主導(dǎo)因素;20～40cm 土層,植被、海拔和土壤容重是影響土壤有機碳含量的主導(dǎo)因素;40～60cm 土層,坡度和海拔是影響土壤有機碳含量的主導(dǎo)因素;60～100cm 土層,土壤含水率是影響土壤有機碳含量的主導(dǎo)因素。(3)在縣域、中等區(qū)域和小流域尺度上表層土壤有機碳含量均具有中等強度的空間相關(guān)性。隨著研究尺度的縮小,隨機性因素所引起的空間變異占總變異的比例也逐漸降低,土壤有機碳的空間自相關(guān)距離逐漸縮小。不同研究尺度上各影響因子與土壤有機碳含量的相關(guān)關(guān)系也存在較大差異,縣域尺度上土壤和植被因子對土壤有機碳含量的影響最大,中等區(qū)域尺度上植被和海拔因子對土壤有機碳含量的影響最大,而小流域尺度上海拔和坡度對土壤有機碳含量的影響最大。(4)1985年敖漢旗土壤有機碳含量表現(xiàn)為較強的空間相關(guān)性,經(jīng)過30年的變化,土壤有機碳含量的空間自相關(guān)距離縮小;2014年土壤有機碳平均含量在不同土壤類型和土地利用方式下均比1985年顯著升高。土地利用方式的改變是土壤有機碳時空變異的最主要驅(qū)動因素,2014年林地、農(nóng)地、草地土壤有機碳密度較1985年分別提高了 6.97%、5.39%和12.12%;就土壤碳儲量而言,2014年林地土壤碳儲量是1985年的3.89倍,而農(nóng)地和草地土壤碳儲量分別降低了 19.79%和22.85%;敖漢旗總碳儲量達到16.28× 106t,相比1985年增長了 3.17%。敖漢旗退耕還林還草、風沙治理以及荒山造林等生態(tài)建設(shè)工程的長期大規(guī)模開展,使敖漢旗土地利用格局得到合理調(diào)配,各鄉(xiāng)鎮(zhèn)土壤有機碳含量與儲量總體上升,尤其是北部的風沙土區(qū)碳儲量升高最為顯著。
[Abstract]:In this paper , the spatial variability of soil organic carbon content and the spatial distribution pattern of soil organic carbon are studied by means of remote sensing and geographic information system . ( 2 ) The relationship between soil organic carbon content and soil organic carbon content is the main factor affecting the content of organic carbon in soil .

【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：S153.6

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本文編號：1705736