典型農(nóng)業(yè)縣土地利用變化與土壤碳庫分析——以河北省曲周縣為例.pdf

1、農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫是全球碳循環(huán)的重要組成部分，人類大規(guī)模的農(nóng)田開發(fā)利用活動(dòng)直接影響到區(qū)域的碳平衡。土壤固碳行為對(duì)農(nóng)業(yè)不同發(fā)展階段和不同產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的影響程度不盡相同，發(fā)展低農(nóng)業(yè)成本減排途徑效果相對(duì)較好；目前看來，改善農(nóng)田管理相比而言是比較有效的增匯和減排途徑。本文基于我國糧食主產(chǎn)區(qū)黃淮海平原的典型農(nóng)業(yè)縣長期的研究和數(shù)據(jù)資料，分析了縣域土地利用變化過程中土壤有機(jī)碳庫及其通量的變化特征；并結(jié)合DNDC模型，進(jìn)行了不同秸稈還田率、施肥和耕作方式的室

2、內(nèi)模擬，初步分析了20年來縣域土壤有機(jī)碳庫對(duì)區(qū)域土地利用變化的響應(yīng)，得出了如下結(jié)論： 1、不同土壤類型之間，土壤有機(jī)碳密度存在一定的差異；就全縣而言，1980年平均值為18662kg·hm<'-2>;與1980年相比，2002年土壤有機(jī)碳密度普遍提高，反映在土壤有機(jī)質(zhì)含量的普遍提高，土壤容重也有一定程度的增加。秸稈、肥料等外源物質(zhì)的投入是提高土壤有機(jī)碳密度的主要原因，也是縣域土壤有機(jī)碳密度產(chǎn)生區(qū)位分布特征的主要原因。 2

3、、基于統(tǒng)計(jì)資料和遙感影像的土地利用變化分析認(rèn)為，在1980年．2002年之間，縣域土地利用變化所引致的區(qū)域土壤碳庫變化，需從兩個(gè)角度考慮：土地利用類型轉(zhuǎn)換和土地類型內(nèi)部強(qiáng)度變化；與耕地變化所引致的土壤碳庫變化而言，其它用地類型轉(zhuǎn)換則相對(duì)較小。 3、通過統(tǒng)計(jì)計(jì)算，在1980年曲周縣域土壤碳庫是微碳源；而在2002年縣域土壤碳庫則處于微碳匯：造成兩個(gè)不同年份之間土壤碳庫差別大致可以判定是由于對(duì)作物秸稈及殘余物的不同處理和施肥等農(nóng)田管

4、理措施；在1980年縣域耕層土壤碳密度與土壤質(zhì)地等有關(guān)，自然因素決定著土壤碳密度的分布；在2002年縣域土壤有機(jī)碳密度是自然和人為因素共同作用的結(jié)果，呈現(xiàn)一定區(qū)位特征。土地利用變化之后土壤有機(jī)碳庫的變化速率隨時(shí)間會(huì)逐漸降低，這種特性一方面是由土壤有機(jī)碳分解的動(dòng)態(tài)決定的，即土壤有機(jī)碳輸入、積累和分解會(huì)最終達(dá)到平衡，另一方面由惰性碳庫大小決定。這種平衡最終會(huì)使土壤有機(jī)碳庫含量不會(huì)積累很高，也不會(huì)無限降低。 4、運(yùn)用模型模擬土壤有機(jī)碳

5、循環(huán)及其規(guī)律和實(shí)現(xiàn)預(yù)測正在逐漸成為區(qū)域農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及其政策制定的有力工具。DNDC(DeNitrification—DeCoposition)模型主要是針對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)土壤碳氮循環(huán)的機(jī)理模型。在運(yùn)用基礎(chǔ)資料進(jìn)行曲周縣域不同農(nóng)作措施下土壤有機(jī)碳平衡模擬，結(jié)果表明：在進(jìn)行20年的短期DNDC模擬中，不同的秸稈還田率下土壤有機(jī)碳庫達(dá)到平衡所需時(shí)間有所差別；不同耕作方式之間有機(jī)碳密度影響也存在一定的差別，尤以砂壤上表現(xiàn)最為明顯；有機(jī)無機(jī)配合施肥能有

6、效增加耕層土壤有機(jī)碳密度，并在一定范圍內(nèi)相互替代以增加土壤有機(jī)碳密度；保持適當(dāng)?shù)慕斩掃€田率是達(dá)到土壤碳庫平衡的必要條件，應(yīng)該摒棄“秸稈還田量越多越好”的觀點(diǎn)。通過對(duì)比不同時(shí)期農(nóng)田表層土壤有機(jī)碳庫空間分布，給予空間變異點(diǎn)位或區(qū)域更多的關(guān)注，以便為及時(shí)調(diào)整施肥、灌溉等農(nóng)業(yè)管理措施提供指導(dǎo)作用。 5、縣域土壤有機(jī)碳空間分布是農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整主體一農(nóng)戶微觀土地利用的結(jié)果；農(nóng)戶的微觀土地利用是連接縣域土壤碳循環(huán)和糧食生產(chǎn)的紐帶：農(nóng)戶投入差