基于DNDC模型的水稻土有機碳儲量變化研究——以青田縣為例.pdf

1、青田縣位于浙江省南部山區(qū)，地勢以低山、丘陵為主。該縣常年以梯田耕作方式進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，作物秸稈基本不還田，土壤有機質(zhì)含量偏低，酸化加重，土壤養(yǎng)分不平衡，障礙因子增多，板結(jié)度增加，耕作層變淺，土壤肥力降低明顯，是我國潛力很大的丘陵山區(qū)梯田的典型代表。因此，研究該縣土壤有機碳儲量的變化趨勢，及其農(nóng)田管理措施對土壤碳循環(huán)規(guī)律的長期影響效應(yīng)，不僅可以為土壤固碳能力和土壤質(zhì)量的提高及作物產(chǎn)量的增加提供科學(xué)依據(jù)，也為氣候變化的緩解，科學(xué)減排措施的制定

2、提供技術(shù)支撐，同時有助于實現(xiàn)青田縣農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的長遠目的，最終達到“雙贏”的目標。本研究在青田縣農(nóng)業(yè)局提供的資料數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，驗證了DNDC模型在青田丘陵農(nóng)業(yè)區(qū)應(yīng)用的可行性，利用該模型估算了青田縣域水稻土有機碳儲量，并對有機碳儲量變化進行了預(yù)測，得出以下主要結(jié)論:
　　(1) DNDC區(qū)域模擬的數(shù)據(jù)庫包括地理信息系統(tǒng)(GIS)數(shù)據(jù)和通用資料數(shù)據(jù)，為實施青田縣域有機碳儲量的模擬，需要建立青田縣水稻土的GIS數(shù)據(jù)庫和通用數(shù)據(jù)庫，DN

3、DC模型從這些數(shù)據(jù)庫中讀取全部區(qū)域輸入信息才能進行模擬。為了驗證DNDC模型是否適用于青田縣水稻區(qū)域，將模型的模擬結(jié)果與實測數(shù)據(jù)進行比較來驗證DNDC模型的可行性。本研究采用青田縣農(nóng)業(yè)局提供的1985年的實測數(shù)據(jù)模擬25年，得到2010年水稻土耕層有機碳含量的模擬結(jié)果，再與2010年的相應(yīng)實測數(shù)據(jù)進行相關(guān)性分析，得出r=0.454，p＜0.01。結(jié)果表明，2010年水稻土有機碳含量的模擬值與實測值呈現(xiàn)出統(tǒng)計意義上的相關(guān)性，從而驗證了DN

4、DC模型在該區(qū)域的適用性。
　　(2)在2010年區(qū)域模擬過程中，DNDC對每一多邊形中的每一種植體系運轉(zhuǎn)4次，4次的參數(shù)組合分別為:①最敏感土壤參數(shù)最大值+灌溉;②最敏感土壤參數(shù)最小值+灌溉;③最敏感土壤參數(shù)最大值+非灌溉;④最敏感土壤參數(shù)最小值+非灌溉。DNDC將逐年、逐種植系統(tǒng)和逐多邊形地進行模擬，直到數(shù)據(jù)庫的末端。模擬結(jié)果表明，充分灌溉與最大敏感土壤因子、無灌溉與最大敏感土壤因子兩個情境下水稻土0～20 cm耕層有機碳量相

5、同，最低為9.77 g/kg，最高為37.79g/kg，平均值為20.97 g/kg;而充分灌溉與最小敏感土壤因子、無灌溉與最小敏感土壤因子兩個情境下有機碳量也相同，最低為5.81 g/kg，最高為24.40 g/kg，平均值為13.15 g/kg，在現(xiàn)有生產(chǎn)水平條件下，2010年青田縣水稻土耕層有機碳量處于中等水平。
　　(3)基于1985年的實測數(shù)據(jù)庫和1985～2010年氣象數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)，模擬了青田縣2010年和2035年的土

6、壤有機碳庫儲量，隨后根據(jù)模擬結(jié)果，估算了青田縣水稻土耕層有機碳密度與有機碳總儲量。結(jié)果顯示，2010年和2035年水稻土耕層平均有機碳密度分別為3.84 kg/m2與3.48 kg/m2，水稻土耕層有機碳總儲量分別為0.95 Tg與0.89 Tg，而2010年其平均有機碳密度與有機碳儲量實測值分別為3.72 kg/m2與1.00 Tg;1985年青田縣水稻土有機碳平均含量為13.78 g/kg，其平均有機碳密度為3.10 kg/m2，有