基于1:5万土壤数据库的未来气候变化对苏北旱地有机碳影响研究

发布时间：2017-12-18 00:26

  本文关键词：基于1:5万土壤数据库的未来气候变化对苏北旱地有机碳影响研究

  更多相关文章： 气候变化 DNDC模型 土壤有机碳 苏北旱地 年均固碳速率

【摘要】：农田土壤有机碳容易受到强烈人为干扰并可在较短时间内进行调节,对大气CO2具有“源”和“汇”的双重功能,它的碳收支研究对于实行“固碳减排”政策和履行《巴黎协定》公约具有重要意义。旱地占我国农田总面积的70%以上,在固定大气CO2方面发挥着重要的作用。本研究以模拟生物地球化学过程较为成熟的DNDC (DeNitrification and DeComposition)模型为例,选择属于黄淮海平原的一部分——江苏北部(简称“苏北地区”)29个县(市)390多万hm2旱地作为研究区,利用该地区最新建立的高精度1：5万大比例尺土壤数据库模拟2010-2039年IPCC报告中规定和常见的多种气候变化情景分析,并分析未来不同气候变化处理下旱地土壤有机碳的变化规律,研究结果可为我国黄淮海地区早地应对未来气候变化和制定合理的固碳减排措施提供理论依据。主要研究结果如下：1、2010-2039年常规处理情景模拟结果表明,苏北旱地保持当前的农业管理和近30年的气象资料不变,未来呈现强烈的“碳汇”作用,固碳总量为41.76 Tg,年均增幅在50-780 kg C hm-2之间,平均固碳速率为355 kg C hm-2y-1。苏北早地各土类未来30年平均固碳速率大小排序为：潮土(372 kg C hm-2 y-1紫色土(367 kg C hm-2y-1)盐土(345kg C hm-2y-1)褐土(344 kg Chm-2y-1)砂姜黑土(333 kg C hm-2y-1)棕壤(324 kgC hm-2y-1)石质土(210kg C hm-2y-1)石灰土(175 kg C hm-2 y-1)、其中,石灰土和石质土的初始有机碳含量对年均固碳速率影响最大,变异解释度在84.1%-97.9%；盐土和潮土年均固碳速率受黏粒含量影响较大,变异解释度为30.9%-47.3%；棕壤和紫色土年均固碳速率较高主要与较大的氮肥和有机肥的施用量有关；褐土和砂姜黑土年均固碳速率较高主要与黏粒含量较高和初始有机碳较低有关。2、温度、降雨、CO2以及氮沉降10种气候情景下苏北旱地2010-2039年的土壤有机碳年均固碳速率大小为：氮沉降浓度增加2.0倍(373kg C hm-2y-1)氮沉降浓度增加1.0倍(365kg C hm-2y-1)CO2浓度升高2.0倍(364kg C hm-2y-1)CO2浓度升高1.0倍(360kg C hm-2y-1)降雨量减少20%(359 kgC hm-2y-1)CO2浓度升高0.5倍(357kg C hm2y-1)常规处理(355kg C hm-2y-1)氮沉降浓度减少一半(348kg C hm-2y-1)降雨量增加20%(345kg C hm-2y-1)温度升高2℃(326kg C hm-2y-1)温度升高4℃(291 kg C hm-2y-1) 。总体来看,未来30年苏北早地在不同气候变化情景下均呈“碳汇”效应,但与常规处理相比,氮沉降浓度减少一半、降雨量增加20%、温度升高2℃和温度升高4℃有机碳年均积累速率均在降低。3、T1P1(温度升高2℃降雨减少20%)、T1P2(温度升高2℃降雨增加20%)、T2P1(温度升高4℃降雨减少20%)和T2P2(温度升高4℃降雨增加20%)4种情景下土壤有机碳固碳总量分别为39.10 Tg C、3/.39Tg C、34.69 Tg C和33.64TgC,年均有机碳增幅变化范围分别在：74-649 kg C hm-2 y-1、 63-643kg C hm-2 y-1、92-536 kg C hm-2 y-1和84-518kg C hm-2y-1之间,年均固碳速率分别为332kg C hm-2y-1、 318 kg C hm-2 y-1、 295 kg C hm-2 y-1和286 kg C hm-2y-1。总体来看,未来30年苏北旱地土壤有机碳在4种不同温度和降雨量情景组合处于“碳汇”状态,但其有机碳年积累速率均呈下降趋势,且在T2P2情景下年均有机碳积累速率最低。4、从不同气候情景下2010-2039年苏北旱地土壤年均固碳速率的影响因素分析结果来看,初始有机碳和黏粒含量是苏北旱地土壤年均有机碳的最主要的影响因素。Pearson简单相关分析中,不同气候情景下初始有机碳含量与年均固碳速率呈较强的负相关关系(p0.01),相关系数在-0.478～-0.562之间,而黏粒含量与年均固碳速率呈正相关关系(p0.01),相关系数在0.199～0.325；进一步多元线性回归分析表明,不同气候情景下黏粒含量和初始有机碳对苏北旱地年均固碳速率的变异解释均较高,分别在27.6%-39.2%和22.8%-31.5%之间,而容重和pH值对年均固碳速率影响均较小。因此,在以后该地区的有机碳模拟中首先保证黏粒含量和初始有机碳的输入精度,以提高模拟结果的准确度是非常必要的。
【学位授予单位】：福建农林大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S153.6

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 张文菊,吴金水,童成立,杨钙仁,胡荣桂,唐国勇;三江平原湿地沉积有机碳密度和碳储量变异分析[J];自然资源学报;2005年04期

2 张德全,桑卫国,李曰峰,王宗泉,盖文杰;山东省森林有机碳储量及其动态的研究[J];植物生态学报;2002年S1期

3 佟小刚;王伯仁;徐明岗;张文菊;;长期施肥红壤矿物颗粒结合有机碳储量及其固定速率[J];农业环境科学学报;2009年12期

4 李洁;盛浩;周萍;袁红;廖超林;黄运湘;张杨珠;;亚热带丘陵几种林地土壤剖面有机碳和轻组有机碳的分布[J];土壤通报;2013年04期

5 王百群,吴金水,吴振海;子午岭次生林区植被中有机碳的储量[J];西北植物学报;2004年10期

6 张城;王绍强;于贵瑞;何洪林;张文娟;王伯伦;陈庆美;吴志峰;;中国东部地区典型森林类型土壤有机碳储量分析[J];资源科学;2006年02期

7 慈恩;杨林章;马力;唐玉姝;程月琴;殷士学;;长期耕作水稻土的有机碳分布和稳定碳同位素特征[J];水土保持学报;2007年05期

8 Mohammed Alamgir;M.Al-Amin;;异速模型评估森林植被生物量有机碳储量(英文)[J];Journal of Forestry Research;2008年02期

9 石福臣;李瑞利;王绍强;Sasa Kaichiro;;三江平原典型湿地土壤剖面有机碳及全氮分布与积累特征[J];应用生态学报;2007年07期

10 尤孟阳;李海波;韩晓增;;土地利用变化与长期施肥对黑土有机碳密度的影响[J];水土保持学报;2010年02期

中国重要会议论文全文数据库 前2条

1 漆良华;范少辉;艾文胜;毛超;孟勇;;湘中丘陵区不同经营类型毛竹林土壤热水浸提有机碳垂直分布与季节动态[A];第十五届中国科协年会第19分会场：中国西部生态林业和民生林业与科技创新学术研讨会论文集[C];2013年

2 周银;郭燕;史舟;;浙江省水稻土有机碳库储量估算和比较研究[A];面向未来的土壤科学（下册）——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

中国博士学位论文全文数据库 前5条

1 魏云敏;火干扰对兴安落叶松林土壤理化性质和有机碳组分的影响[D];东北林业大学;2015年

2 刘琼;东海上层海洋有机碳储量的遥感估算方法研究[D];武汉大学;2013年

3 黄雪夏;紫色水稻土有机碳固定及碳汇效应[D];西南农业大学;2005年

4 张旭辉;农业土壤有机碳库的变化与土壤升温对水稻土有机碳矿化和CO_2排放的影响[D];南京农业大学;2005年

5 张黎明;太湖地区水稻土有机碳演变模拟的尺度效应研究[D];南京农业大学;2009年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 杨文静;长期不同土壤管理措施X土无机碳储量及其与有机碳的转化关系[D];西北农林科技大学;2015年

2 刘汉向;哈泥泥炭地进现代有机碳沉积速率空间分异的植物物源输入机制研究[D];东北师范大学;2015年

3 赵传拓;农安县耕地质量评价和有机碳储量预估研究[D];吉林农业大学;2015年

4 朱丽琴;植被恢复对退化红壤有机碳与“土壤水库”库容的影响[D];南昌工程学院;2015年

5 陈颂超;色季拉山土壤表层有机碳空间分布特征及数字制图研究[D];浙江大学;2016年

6 马旺;辽河源主要森林类型有机碳储量及影响因子的研究[D];河北农业大学;2011年

7 孙s，

本文编号：1302160