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下辽河平原耕地土壤有机碳时空变化及固碳潜力估算

作　者: 宋丹
导　师: 汪景宽
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 土壤学
关键词: 耕地下辽河平原区土壤有机碳土壤固碳潜力
分类号: S153.6
类　型: 博士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

土壤碳库是全球碳循环的重要组成部分,在全球碳收支中占主导地位。与自然土壤比较,耕地土壤由于受到人类长期的干预,其与大气间的碳交换强度增大。尤其是在全球变暖受到关注的情况下,耕地土壤是碳“源”还是“汇”,已经成为当今土壤学领域的研究热点。本文在总结前人研究基础上,通过大量历史资料和试验数据的整理分析,利用GIS技术研究了我省重要流域——下辽河平原区土壤有机碳的时空变化、储量及固碳潜力,为提高耕地碳储量和土壤有机质提升目标等方面提供依据。研究获得以下主要结果。(1)1980年以来,下辽河平原耕地土壤有机碳含量总体呈下降趋势,空间分布差异逐渐减小。2010年耕地土壤有机碳平均含量比1980年低5.05%。从土壤有机碳含量空间分布的变化看,呈南部增加、北部降低的趋势。1980年与2010年土壤有机碳均属中等空间自相关,分析两期的变程数据,30年来其分布的均一性减弱,在小范围内的变异加强,整体分布趋向复杂。(2)下辽河平原土地利用方式(旱田和水田)和年降水量是影响土壤碳变化的主要因素,旱田促使有机碳含量降低,水田促进了该区域土壤有机碳含量的提高。(3)20世纪80年代初,下辽河平原耕层土壤有机碳密度平均为2.72kg m-2,空间分布上表现为由东南向西北降低的趋势；2010年有机碳密度平均为2.70kg m-2,空间上无明显差异性,地区间差异较小。1980年耕地耕层有机碳库总量为67.24Tg,2010年则为66.53Tg,总体上减少了0.71Tg。(4)利用1980年第二次土壤普查数据和2010年耕地地力评价数据,结合近30年来的调查研究资料和田间试验数据,建立该地区耕地土壤固碳潜力模型。预测该地区土壤固碳潜力(饱和碳密度)为4.95kg m-2,其空间分异明显,整体表现为东部高西部低、北部高南部低；根据最新土壤调查数据所建立的模型进行估算,该区域潜在耕地土壤碳汇密度增加值为2.25kg m-2,可增加耕地土壤固碳量为57.52Tg。

全文目录

摘要  8-9
Abstract  9-10
第一章绪论  10-29
  本章内容提要  10
  1.1 选题背景及研究意义  10-11
  1.2 土壤有机碳库及其影响因素  11-16
  1.3 农田土壤固碳潜力  16-18
  1.4 GIS在土壤有机碳库方面的应用及研究进展  18-22
    1.4.1 GIS在土壤有机碳库方面的应用  18-19
    1.4.2 GIS在土壤有机碳库方面的研究进展  19-22
  1.5 国内外研究现状  22-27
  1.6 本研究的目的和意义  27-29
第二章研究区域概况与研究内容及方法  29-33
  本章内容提要  29
  2.1 研究区域的概况  29-31
  2.2 研究方法  31
  2.3 研究内容  31-33
第三章下辽河平原耕地土壤有机碳含量的时空变异研究  33-56
  本章内容提要  33-34
  3.1 数据来源与研究方法  34-38
    3.1.1 数据来源  34-36
    3.1.2 研究方法  36-38
  3.2 结果与分析  38-54
    3.2.1 耕地土壤中有机碳的含量  38-41
    3.2.2 耕地土壤有机碳含量空间变异分析  41-43
    3.2.3 耕地土壤有机碳含量空间分布及变化特征  43-54
  3.3 讨论与结论  54-56
    3.3.1 讨论  54
    3.3.2 结论  54-56
第四章下辽河平原耕地土壤有机碳含量的影响因素分析  56-62
  本章内容嚷要  56-57
  4.1 数据来源与研究方法  57
    4.1.1 数据来源  57
    4.1.2 研究方法  57
  4.2 结果与分析  57-60
    4.2.1 耕地土壤有机碳含量特征  57-58
    4.2.2 耕地土壤有机碳含量影响因素的相关分析  58-59
    4.2.3 耕地土壤有机碳含量的影响因素回归分析  59-60
  4.3 结论  60-62
第五章下辽河平原耕地土壤有机碳密度变异及储量估算  62-90
  本章内容提要  62-63
  5.1 数据来源与研究方法  63-64
    5.1.1 数据来源  63
    5.1.2 研究方法  63-64
  5.2 结果与分析  64-89
    5.2.1 耕地土壤有机碳密度的时空变化  64-70
    5.2.2 基于不同土地利用方式的土壤有机碳密度时空变化  70-81
    5.2.3 基于不同土壤类型的土壤有机碳密度时空变化  81-82
    5.2.4 基于不同土壤坡度等级的土壤有机碳密度的变化  82-83
    5.2.5 下辽河平原耕地土壤有机碳储量的变化情况  83-89
  5.3 结论  89-90
第六章下辽河平原耕地土壤固碳潜力估算  90-100
  本章内容提要  90-91
  6.1 数据来源与研究方法  91-93
    6.1.1 基本原理  91-92
    6.1.2 数据来源  92
    6.1.3 研究方法  92-93
  6.2 结果与分析  93-99
    6.2.1 下辽河平原耕地土壤固碳潜力分析  93-96
    6.2.2 下辽河平原耕地土壤有机碳储量增长潜力分析  96-99
  6.3 结论  99-100
参考文献  100-113
致谢  113-115
攻读博士学位期间发表的文章  115

下辽河平原耕地土壤有机碳时空变化及固碳潜力估算

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