基于GIS的江漢平原土壤養(yǎng)分空間分異及土壤有機(jī)碳研究.pdf

1、土壤碳庫(kù)是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)中最重要的，土壤有機(jī)碳發(fā)生較小的變化都會(huì)影響大氣中溫室氣體的濃度進(jìn)而引起全球氣候變化。耕地土壤長(zhǎng)期受人類活動(dòng)影響，所以其有機(jī)碳庫(kù)也發(fā)生著變化，因此，農(nóng)田土壤有機(jī)碳密度和儲(chǔ)量以及固碳潛力的估算、空間分異分析以及有機(jī)碳的影響因素的研究，可以為制定土壤有機(jī)碳的提升方案提供依據(jù)。
　　本研究依據(jù)湖北省測(cè)土配方施肥數(shù)據(jù)，利用江漢平原范圍內(nèi)3071個(gè)樣點(diǎn)，建立土壤數(shù)據(jù)庫(kù)，利用GIS技術(shù)研究了江漢平原耕地耕層土壤養(yǎng)分空

2、間分異特征、土壤有機(jī)碳密度和有機(jī)碳儲(chǔ)量及空間變化，并估算江漢平原耕層有機(jī)碳潛力，最后對(duì)耕層有機(jī)碳的影響因子進(jìn)行了討論。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)研究江漢平原農(nóng)田耕層土壤有機(jī)質(zhì)、全氮、全磷、全鉀、pH值、速效磷和速效鉀的變異性，變異系數(shù)高低依次為:速效磷＞速效鉀＞全鉀＞全氮＞全磷＞有機(jī)質(zhì)＞pH值。變異系數(shù)最大的是速效磷，所以速效磷為高度變異。其他指標(biāo)都屬于中等變異。基于江漢平原土壤數(shù)據(jù)庫(kù)研究表明，江漢平原土壤pH大多處于中性，但

3、江河湖泊分布較多的地區(qū)土壤明顯偏堿性。土壤養(yǎng)分空間分異特征主要受土壤母質(zhì)、地形因子以及施肥等因素的影響。
　　(2)基于江漢平原土壤空間數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)ArcGIS，計(jì)算得出江漢平原耕層土壤不同土類土壤有機(jī)碳密度高低次序?yàn)?水稻土＞潮土＞黃棕壤＞紫色土＞石灰土，土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量與有機(jī)碳密度分布規(guī)律一致。水田土壤有機(jī)碳密度和儲(chǔ)量明顯大于旱地，而且有機(jī)碳所占比例與江漢平原水田和旱地所占面積比例相似。在統(tǒng)計(jì)的江漢平原16個(gè)縣區(qū)研究對(duì)象中，耕層

4、土壤有機(jī)碳密度最大和最小的分別是應(yīng)城市和天門市，而有機(jī)碳儲(chǔ)量最大和最小的分別是監(jiān)利縣和沙市區(qū)。
　　(3)通過(guò)己經(jīng)建立的基于長(zhǎng)期定位試驗(yàn)的農(nóng)田固碳潛力模型估算江漢平原的固碳潛力，結(jié)果顯示目前江漢平原耕層有機(jī)碳密度均值為3.33 kg/m2，達(dá)到飽和狀態(tài)的有機(jī)碳密度即SOCP平均為8.18 kg/m2，土壤碳增長(zhǎng)潛力為4.85 kg/m2。江漢平原的SOCP空間分異明顯，西南地區(qū)略高于東北地區(qū)。具體來(lái)說(shuō)，公安縣飽和狀態(tài)有機(jī)碳密度最大

5、，仙桃市最小，而碳密度增長(zhǎng)潛力最大的為枝江市，這與水熱等氣候資源分布和土壤特性有著密切關(guān)系。江漢平原耕層土壤(0～20cm)的碳儲(chǔ)量在耕地土壤有機(jī)碳處于飽和狀態(tài)下的值為17519.07萬(wàn)噸，即可增加固碳10385.88萬(wàn)噸。
　　(4)通過(guò)自然因素和人為管理這兩個(gè)方面對(duì)江漢平原耕層有機(jī)碳的影響因素進(jìn)行討論，結(jié)果顯示土壤養(yǎng)分因子中對(duì)耕層有機(jī)碳有顯著影響的是:全氮、全鉀、堿解氮和陽(yáng)離子交換量(CEC)，而土壤pH與土壤有機(jī)碳的相關(guān)性很

6、差，且不穩(wěn)定。成土母質(zhì)及土壤物理性質(zhì)對(duì)耕層有機(jī)碳含量具有顯著影響:不同質(zhì)地下耕層有機(jī)碳含量大小依次為:粘壤土＞粘土＞壤土＞砂土，不同土壤類型下耕層土壤有機(jī)碳含量高低依次為:水稻土＞潮土＞黃棕壤，不同土壤母質(zhì)發(fā)育的土壤有機(jī)碳含量大小依次為:泥質(zhì)巖類風(fēng)化物＜河湖沉積物＜碳酸鹽巖類風(fēng)化物＜第四紀(jì)紅色粘土＜紅砂巖類風(fēng)化物＜結(jié)晶巖類風(fēng)化物。農(nóng)田管理措施對(duì)土壤有機(jī)碳含量影響也較大，例如輪作制度和灌溉水平:不同灌溉水平的耕層有機(jī)碳含量的均值分布規(guī)律表