普定縣農(nóng)田土壤有機碳庫演變特征及影響因素研究.pdf

1、本文選取貴州省普定縣為研究區(qū)域，以2011年野外采樣實測分析數(shù)據(jù)和1980年第二次土壤普查數(shù)據(jù)為基礎，并收集了普定縣的土地利用現(xiàn)狀圖、土壤類型分布圖等資料，通過運用ArcGIS軟件，建立了普定縣0-20 cm和0-100 cm農(nóng)田土體有機碳數(shù)據(jù)庫，同時估算了普定地區(qū)0-20 cm和0-100 cm土體有機碳儲量，分析普定縣不同土壤類型的農(nóng)田有機碳庫大小，揭示近30年來普定縣農(nóng)田土壤有機碳庫的演變特征并預測其農(nóng)田土壤的固碳潛力，結(jié)合田間調(diào)

2、查資料，分析普定縣農(nóng)田耕層土壤碳庫的主要影響因素并探討了該縣土地可持續(xù)利用和進一步穩(wěn)定提高農(nóng)田土壤有機碳庫儲量主要應考慮的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)措施。
　　具體研究結(jié)果如下:
　　(1)普定縣農(nóng)田耕層0-20 cm土壤有機碳密度為4.90 kg/m2，其中水田耕層有機碳密度為6.53 kg/m2，旱地耕層有機碳密度為4.30 kg/m2。不同土類0-20 cm土體有機碳密度的高低順序依次為:水稻土(6.53 kg/m2)＞山地黃棕壤(5.

3、53 kg/m2)＞山地灌叢草甸土(4.98 kg/m2)=潮土(4.98 kg/m2)＞石灰土(4.40 kg/m2)＞紫色土（4.26 kg/m2）＞黃壤（4.19 kg/m2）。其中，石灰土、黃壤和紫色土的有機碳密度均低于全縣平均水平。普定縣0-100 cm農(nóng)田土體有機碳密度均值為15.88 kg/m2，不同土類0-100 cm土體有機碳密度以水稻土最高，達24.96kg/m2，潮土、山地黃棕壤和山地灌叢草甸土的有機碳密度也較高，

4、均在15.00 kg/m2以上;石灰土的有機碳密度最低，為12.03 kg/m2。
　　(2)普定縣農(nóng)田0-20 cm土體有機碳總儲量為2707.89×109 g，0-100 cm土體有機碳總儲量為8775.29×109g。其中水田0-20 cm土體有機碳儲量為975.17×109g，旱地為1732.72×109 g，二者分別占全縣農(nóng)田0-20 cm土體有機碳總儲量的36.01％和63.99％;水田和旱地0-100 cm土體有機碳

5、儲量分別占0-100 cm土體有機碳總儲量的42.49％和57.51％。由此可見，雖然普定縣水田分布面積僅占全縣總耕地面積的27.02％，但其0-100 cm土體有機碳總儲量卻占全縣總儲量的將近1/2，因此水田是普定縣最為重要的農(nóng)田土壤碳庫，也是今后固碳增碳的重點對象。就不同土類0-20 cm和0-100 cm土體有機碳儲量來看，水稻土、黃壤和石灰土的有機碳儲量均較高，三者有機碳儲量之和分別占全縣0-20 cm和0-100 cm土體有機

6、碳總儲量的97.25％和97.49％。由此可見，不管是0-20 cm的土體，還是0-100 cm的土體，水稻土、黃壤和石灰土都是普定縣農(nóng)田土壤有機碳庫的重點調(diào)控對象。
　　(3)在普定縣0-20 cm耕層農(nóng)田中，水稻土的有機碳儲存能力最強，黃壤最弱;同樣在0-100 cm農(nóng)田土體中，有機碳儲存能力最強的依然是水稻土，最弱的是石灰土。不同土屬間的土壤有機碳儲存能力也有所不同。0-20 cm土體中，水稻土的銹毒田、冷浸田和鴨屎泥田土屬

7、的有機碳儲存能力均較高，有機碳豐度指數(shù)均高于200.00;而坡螃黃泥田、白膠泥田、白鱔泥田和紫沙土土屬的有機碳豐度指數(shù)較低，均低于55.00;0-100 cm土體中，有機碳豐度指數(shù)最高值仍然出現(xiàn)在水稻土中，而最低值是石灰土土類中的黃色石灰土，僅為38.38。可見，作為普定縣分布面積最廣的農(nóng)田土壤類型，石灰土和黃壤應該是全縣農(nóng)田增碳措施實施的重點對象。
　　(4)自1980年以來，近30年的人為擾動對普定縣農(nóng)田土壤有機碳累積的影響是

8、正面的。普定縣農(nóng)田0-20 cm和0-100 cm土體有機碳庫總體上表現(xiàn)為增加趨勢，有機碳儲量增幅分別為0.95％和47.16％。就土類而言，0-20 cm土體中，潮土、黃壤和水稻土的有機碳儲量表現(xiàn)出增加的趨勢，發(fā)揮了“碳匯”作用，其中以水稻土的有機碳儲量增加最多，達218.96×109 g，石灰土的有機碳儲量降幅達最大;0-100 cm土體有機碳儲量的增加主要得益于水稻土、黃壤和石灰土，三種土類有機碳儲量增加值分別占全縣0-100 c

9、m土體有機碳儲量總增加值的比例為53.83％、32.01％和17.19％。
　　(5)若以2011年0-20 cm和0-100 cm土體有機碳密度和儲量為基點，保持現(xiàn)有耕地面積不變，普定縣農(nóng)田0-20 cm土體有機碳密度和儲量的增加潛力分別為2.13 kg/m2和1177.88×109 g;0-100 cm土體有機碳密度和儲量的增加潛力分別為3.60 kg/m2和1990.80×109g。說明普定縣農(nóng)田土壤仍然具有一定的固碳潛力。

10、就土類而言，普定縣0-20 cm土體固碳潛力主要集中在黃壤、石灰土和水稻土土類中，其中黃壤和石灰土二者的固碳潛力分別占全縣0-20 cm土體總固碳潛力的49.0％和41.05％;0-100 cm農(nóng)田土體固碳潛力主要集中在黃壤和石灰土中。不同土屬中，白膠泥田、白鱔泥田和紫沙土在0-20 cm土體中固碳潛力最大;次生黃色石灰土在0-100 cm土體中固碳潛力最高。
　　(6)普定縣不同海拔區(qū)間的土壤有機碳密度均不具有顯著性差異，說明海

11、拔高度不是普定縣農(nóng)田土壤有機碳密度的主要影響因子;而坡度與土壤有機碳密度呈極顯著的負相關(guān)關(guān)系(p＜0.01)，說明坡度較緩的區(qū)域有利于土壤有機碳的積累。土壤有機碳密度與有效磷、全氮、全磷、碳氮比以及粉粒含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系(p＜0.01);與礫石體積比和砂粒含量呈顯著負相關(guān)(p＜0.05)。不同種植制度不同作物類型的土壤有機碳密度平均值大小次序為:一年兩熟（稻-油）＞一年一熟（水稻）＞一年兩熟（其它）＞一年一熟（玉米）＞一年兩熟（玉-