石漠化對土壤碳庫和碳排放的影響研究——以貴州省關(guān)嶺縣為例.pdf

1、土壤在全球碳平衡中具有舉足輕重的作用，而土地利用變化對土壤碳的影響也是極其敏感的。本論文針對我國西南巖溶地區(qū)土地石漠化嚴重導(dǎo)致的土地退化、土壤質(zhì)量下降如何影響土壤的碳庫和碳排放的科學(xué)問題，在石漠化治理典型地區(qū)——貴州省關(guān)嶺自治縣花江峽谷區(qū)，通過選取未石漠化土地（非石漠化土地和潛在石漠化土地）和石漠化土地（輕度、中度、重度、極重度）監(jiān)測樣地，測定了土壤中的有機碳和無機碳含量，采用動態(tài)氣室法(Li-8100，USA)于2012年-2013年

2、測定了不同季節(jié)的土壤呼吸速率，采用標準溶蝕試片法進行了巖溶作用對土壤碳庫和碳排放影響的野外監(jiān)測試驗;通過關(guān)嶺縣治理前后石漠化程度監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，定量評價了石漠化治理工程對區(qū)域土壤碳庫和土壤碳排放量的影響。本論文的主要結(jié)論如下:
　　 (1)土壤的有機碳含量:未石漠化土地中非石漠化土地的土壤有機碳含量大于潛在石漠化土地的;石漠化土地中，重度和極重度石漠化土地的土壤有機碳含量高于中度石漠化土地的;未石漠化土地的土壤有機碳含量大于石漠化

3、土地的。
　　 土壤的無機碳含量:未石漠化土地中，非石漠化土地樣地草地的無機碳密度最大，約為灌木地的2倍，裸地的5倍，這說明土壤無機碳密度與地表植被類型有關(guān)，潛在石漠化土地中，各種地表植被類型的無機碳密度值均明顯低于非石漠化土地的;不同等級石漠化土地的土壤無機碳密度小于未石漠化土地的。
　　 未石漠化土地中，非石漠化土地和潛在石漠化土地的土壤平均碳密度分別為14320.15t/km2和6331.16t/km2;石漠化土地

4、中輕度、中度、重度和極重度石漠化土地的土壤的平均碳密度分別為2251.25t/km2，1012.14t/km2，333.67t/km2和278.47 t/km2;巖溶區(qū)土地的碳密度遵循非石漠化土地＞潛在＞輕度＞中度＞重度＞極重度石漠化土地的變化規(guī)律，這主要與土壤總量有關(guān)。
　　 (2)未石漠化土地土壤呼吸速率（碳排放速率）具有明顯的季節(jié)變化特征，其中非石漠化土地的土壤呼吸速率遵循植物生長的季節(jié)發(fā)生大小變化，夏季的最高，其次是秋季

5、，春季的略高于冬季，基本持平，潛在石漠化土地中春季最大、秋季高于夏季、冬季最小，其4季的平均土壤呼吸速率明顯低于非石漠化土地的，潛在石漠化土地的土壤呼吸速率變化規(guī)律具有不確定性，有待進一步獲取數(shù)據(jù)進行驗證;不同程度的石漠化土地的土壤呼吸速率均表現(xiàn)為秋季＞夏季。當未石漠化土地退化為石漠化土地后，土壤呼吸則不再遵循植物生長的季節(jié)順序發(fā)生大小變化，土壤呼吸隨季節(jié)的這種變化規(guī)律被打破。
　　 未石漠化土地中，非石漠化土地和潛在石漠化土地

6、的土壤平均年碳排放量分別為850.21 t/km2和445.88 t/km2;石漠化土地中輕度、中度、重度和極重度石漠化土地土壤的平均年碳排放量分別為515.83t/km2，287.38 t/km2，72.59 t/km2和44.39 t/km2。土地的平均碳排放量與土壤的碳排放速率和土壤覆蓋度有關(guān)。
　　 (3)巖溶作用增加了土壤的碳匯能力，在未石漠化土地中非石漠化土地和潛在石漠化土地的年巖溶碳匯量分別為0.35 t/km2和

7、0.50 t/km2;不同程度石漠化土地的年碳匯量分別為0.89 t/km2、1.28 t/km2、1.31 t/km2、和1.45 t/km2，巖溶作用碳匯效果取決于土地的石漠化程度，其對未石漠化土地的影響甚微，而隨著土地石漠化程度的加劇，影響加大;這與在其他巖溶地區(qū)的研究結(jié)果不同，原因是該地區(qū)環(huán)境條件復(fù)雜，干旱少雨可能是主要的原因。
　　 (4)關(guān)嶺縣實施的石漠化綜合治理工程改善了當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境，表現(xiàn)在土地格局的變化。其中:

8、非石漠化土地面積增加69.06 km2、潛在石漠化土地面積增加2.07 km2，輕度石漠化土地面積增加了12.21km2、中度石漠化土地面積減少78.14 km2、重度石漠化土地面積減少55.72 km2、極重度石漠化土地面積增加52.21 km2。通過治理，2005年到2010年全縣土壤碳排放量增加了4.77萬t，土壤碳庫增加了88.18萬t;碳儲存量共增加了83.41萬t，相當于關(guān)嶺縣巖溶區(qū)每平方公里增加了637.67 t C。研究