基于GIS的天水市麥積區(qū)土壤有機(jī)碳空間分布及儲(chǔ)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(jì)，地球表面1m土層中有機(jī)碳儲(chǔ)量1500～2000Pg（IPg=1015g），是大氣CO2含量的2倍左右，土壤碳庫(kù)0.1%的變化將導(dǎo)致大氣圈CO2的濃度發(fā)生百萬(wàn)分之一的變化。國(guó)內(nèi)外研究者研究中小尺度地域單元內(nèi)土壤有機(jī)碳庫(kù)的成果尚不多見(jiàn)，因此，開(kāi)展小尺度范圍土壤有機(jī)碳空間分布和儲(chǔ)量估算方面的研究具有十分重要的意義，而對(duì)于半濕潤(rùn)半干旱地區(qū)地區(qū)山地土壤的空間分布和儲(chǔ)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(gè)土種剖面數(shù)據(jù)和2008年麥積區(qū)耕層20cm土壤的6060個(gè)實(shí)測(cè)剖面的數(shù)據(jù)，以及1：50000的土壤采樣點(diǎn)圖，行政圖、現(xiàn)狀圖、土壤圖等用于分析的基礎(chǔ)圖件資料，用Kriging最優(yōu)內(nèi)插法和Mapgis軟件對(duì)研究區(qū)有限剖面點(diǎn)進(jìn)行插值分析，研究土壤有機(jī)碳含量的空間分布特征，并運(yùn)用土壤類(lèi)型法計(jì)算了麥積區(qū)土壤表層、耕層、和1m深以及2008年實(shí)測(cè)耕層土壤的有機(jī)碳密度和儲(chǔ)量。得出以下主要結(jié)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(duì)土壤有機(jī)碳含量的進(jìn)行了空間插值分析，目的是能在一定程度上克服剖面點(diǎn)較少和比較直觀的看到土壤有機(jī)碳的空間分布趨勢(shì)。Kriging插值結(jié)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(jī)碳含量分布狀況是地勢(shì)較低的東南部的秦嶺山地和低槽地較高，而地勢(shì)較高的黃土高原梁峁地的有機(jī)碳含量均較低，并且隨著土

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

5、9.60kg·m-2作為參照標(biāo)準(zhǔn)，則麥積區(qū)1m深土壤有機(jī)碳密度比全國(guó)土壤有機(jī)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(jī)碳密度的空間分布差異較大。土壤有機(jī)碳密度的這種空間分布總體特征與土壤有機(jī)碳含量的空間插值圖結(jié)果類(lèi)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(shì)。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(jī)碳密度較高的土壤類(lèi)型是山地棕壤土、山地褐色土；較低的土壤類(lèi)型是紅土、淀土。 （3

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