重慶市墊江縣農(nóng)田土壤有機碳儲量及演變趨勢研究.pdf

1、本文選取重慶市墊江縣為研究區(qū)域,收集該區(qū)域的土壤利用現(xiàn)狀、土壤類型分布以及土壤理化指標(2006～2007年測土配方施肥數(shù)據(jù)和第二次土壤普查數(shù)據(jù))數(shù)據(jù)等資料,在GIS技術(shù)支持下,建立數(shù)據(jù)庫,探討農(nóng)田耕層土壤基本理化特征,估算墊江縣農(nóng)田土壤有機碳儲量,分析該區(qū)域內(nèi)不同類型農(nóng)田土壤有機碳累積現(xiàn)狀,揭示近30年來墊江縣農(nóng)田土壤碳庫的演變趨勢,預(yù)測墊江縣農(nóng)田土壤的固碳潛力,并結(jié)合農(nóng)田管理現(xiàn)狀調(diào)查,提出適宜墊江縣農(nóng)田土壤碳管理的建議性策略,具體研

2、究結(jié)果如下:
　　 (1)墊江縣農(nóng)田土類(紫色土、水稻土、黃壤和沖積土)中,水稻土的耕層容重相對較低,紫色土的耕層容重變幅較大,極值為1.04～2.19g/cm3,全距達到1.15g/cm3。墊江縣農(nóng)田耕層土壤的pH為4.00～8.60,各農(nóng)田土類的pH波動區(qū)間基本一致;另外,耕層土壤中,除有效磷含量中等外,堿解氮、速效鉀含量都較缺乏,與第二次土壤普查相比,堿解氮和速效鉀均有所減少,特別是速效鉀的降低幅度最大。
　　 (

3、2)77.63%的墊江縣農(nóng)田土種的有機碳含量在6～14g/kg之間,面積分布比例為94.13%,可見墊江縣農(nóng)田土壤有機碳含量整體不高。全縣農(nóng)田土壤中,91.89%的旱地土種有機碳含量在6～14g/kg之間;在有機碳含量為6～18g/kg區(qū)間內(nèi),隨著有機碳含量增加,水稻土土種數(shù)量則呈增加趨勢,旱地土種分布則正好相反,尤其在有機碳含量為14～18g/kg區(qū)間內(nèi),水稻土土種數(shù)為10個,而早地土種僅有1個。紫色土土種的有機碳含量僅分布在6～14

4、g/kg區(qū)間內(nèi),高碳土種主要屬于水稻土和黃壤土類。
　　 (3)墊江縣農(nóng)田土壤耕層有機碳密度為2.44kg/m2,其中旱地耕層有機碳密度為2.34kg/m2,水田有機碳密度為2.57kg/m2,明顯低于重慶市和全國的平均水平,表明墊江縣旱地和水田土壤耕層還存在很大的增碳空間。從土類來看,其耕層有機碳密度的高低順序依次為:黃壤(3.03kg/m2)＞水稻土(2.57kg/m2)＞沖積土(2.51kg/m2)＞紫色土(2.29kg/

5、m2)。
　　 (4)墊江縣不同類型農(nóng)田土壤D0-20/D0-100的高低順序依次為:紫色土(0.55)＞黃壤(0.40)＞沖積土(0.27)＞水稻土(0.24),表明早地土類的耕層有機碳密度占0-100cm土體有機碳密度的比重較水稻土高,即早地土類下層(20-100cm)土體有機碳密度占0-100cm土體有機碳密度的比重較水稻土低,其中紫色土下層比重最低,其有機碳主要集中在0-20cm表層。由此可見,旱地土類下層(20-100

6、cm)土體中有機碳累積效應(yīng)明顯較水田土壤差,尤其在紫色土中表現(xiàn)最為顯著,這也進一步表明,同旱地土壤相比,水田土壤有機碳的累積優(yōu)勢不僅僅局限在耕作層,其下層有機碳累積效應(yīng)也非常值得關(guān)注。
　　 (5)墊江縣農(nóng)田0-20cm土體有機碳總儲量為2494.57×109g,0-100cm土體有機碳總儲量為7173.15×109g;水田和早地0-20cm土體有機碳儲量分別占0-20cm土體有機碳總儲量的44.95%和55.05%;水田0-1

7、00土體有機碳儲量為4579.45×109g,占全縣農(nóng)田0-100cm土體有機碳總儲量的63.84%,遠高于早地0-100cm土體有機碳儲量占總儲量的比例(36.16%)。可見,雖然墊江縣水田分布面積僅占全縣耕地面積的42.68%,但其0-100cm土體儲藏了近2/3的農(nóng)田土壤有機碳,是墊江縣最重要的農(nóng)田碳庫。
　　 (6)在墊江縣農(nóng)田中,就0-20cm耕層來說,黃壤的有機碳存儲能力最強,其次為水稻土,紫色土最弱;若考慮0-10

8、0cm土體的儲碳能力,水稻土則明顯強于其他類型土壤,尤其是紫色土,其0-100cm土體有機碳豐度僅為59.68:除紫色土耕層和0-100cm土體的有機碳豐度指數(shù)較低外,其余土類均高于全縣農(nóng)田土壤的平均水平?？梢?作為墊江縣農(nóng)田土壤中分布面積最大的土壤類型,紫色土應(yīng)該是墊江縣農(nóng)田增碳措施實施的重點對象,其中提高紫色土下層的固碳量是切實增強紫色土碳儲能力的關(guān)鍵。
　　 (7)對比墊江縣同源的旱地和水田土壤之間有機碳累積差異發(fā)現(xiàn),對于

9、墊江縣絕大部分農(nóng)田土屬來說,在促進農(nóng)田土壤有機碳累積方面,水耕稻作要明顯優(yōu)于旱作。由此可見,利用方式是影響墊江縣農(nóng)田有機碳儲量的重要因素,要想增強墊江縣農(nóng)田的碳匯功能,合理調(diào)整和選擇農(nóng)田利用方式是一個重要的調(diào)控思路:另外,在墊江縣,若要想通過旱地改水田來增加農(nóng)田碳儲量,選擇紫色沖積土、礦子黃泥土和紅棕紫泥土等土屬實施,增碳效果會更加明顯。
　　 (8)自1980年以來,近30年的人為擾動對墊江縣農(nóng)田耕層有機碳累積的影響是正面的,

10、使得墊江縣農(nóng)田耕層有機碳儲量增加了224.88×109g,這主要得益于紅棕紫泥土、棕紫泥土、灰棕紫泥土等3個紫色土土屬和紫色沖積水稻土、棕紫色水稻土等2個水稻土土屬耕層有機碳儲量的增加。就土類而言,自第二次土壤普查以來,除黃壤外,其他土類的耕層有機碳密度均有增加趨勢,其中沖積土增幅最大,其次是紫色土為18.45%,水稻土僅為4.11%。
　　 (9)若以2006年耕層有機碳密度和儲量為基點,保持現(xiàn)有旱地和水田面積不變,墊江縣農(nóng)田

11、0-20cm耕層土壤密度和儲量的增加潛力分別為2.59kg/m2和2648.74×109g,密度增幅達到106.18%,表明墊江縣農(nóng)田耕層仍具有巨大的固碳潛力。其中,耕層增碳潛力主要存在于紫色土和水稻土中,兩者的儲量潛力分別占全縣總儲量潛力的53.63%和43.25%;就土屬來說,灰棕紫泥土、紅棕紫泥土、灰棕紫色水稻土、紅棕紫色水稻土等耕層有機碳密度和儲量的增加潛力較大。因此,墊江縣耕層管理方式調(diào)查與增碳措施實的重點應(yīng)放存紫色土和水稻土