黄土台塬近30年植被固碳变化及土壤有机碳的响应

发布时间：2020-03-27 21:27

【摘要】：黄土台塬地处西北地区,由于特殊的地理环境和气候特点,水力侵蚀、风力侵蚀和冻融侵蚀并存交错,水土流失日益严重,频繁的人为活动更加破坏了草场和天然植被,使本来就脆弱的生态环境更加恶化。为此我国采取了三北防护林建设、退耕还林还草等生物工程措施,并取得了一定的生态效益。植被固碳变化作为衡量植被恢复生态效应的重要依据,能够为生态修复地区的植被恢复情况提供参考。本文以黄土台塬不同植被类型为研究对象,利用CASA模型和土壤呼吸估算模型模拟了研究区近三十年植被NPP及土壤Rh,通过对植被固碳量(NEP)的时空动态变化特征及其影响因素进行分析,并结合土壤有机碳的滞留时间,对研究区生态恢复背景下陆地碳循环的时空分布特征做了一定的探讨和预测。研究结论如下:(1)基于CASA模型估算的黄土台塬植被NPP年际变化显示,1985-1999年植被NPP整体为显著增长趋势;2000-2015年植被NPP表现为先降低后增长。NPP季节变化明显,春末、秋初高,冬季较低。NPP空间分布差异较大,呈西南高、东北低的分布特征;区域内植被NPP整体呈增加趋势,其中,呈显著增长的用地类型主要集中在草地覆盖区域;植被NPP下降的区域主要分散在建设用地等地区。不同植被年际NPP变化平稳,1985-1999年期间,各植被年均NPP依次为林地耕地草地裸地和稀疏植被,其中,裸地和稀疏植被呈显著下降趋势;2000-2015年期间,各植被年均NPP依次为落叶阔叶林地混交林耕地草地灌丛裸地和稀疏植被,其中,混交林、草地以及裸地和稀疏植被呈显著上升趋势。(2)采用土壤呼吸模型估算黄土台塬Rh的结果表明,1985-2015年年均土壤Rh整体呈显著增长趋势;年内土壤Rh表现为夏高冬低。土壤Rh整体表现为西南高、东北低的空间分布。1985-1999年期间,不同植被年均土壤Rh值依次为林地耕地草地裸地和稀疏植被,植被年际土壤Rh变化平稳,无显著增加或降低趋势;2000-2015年期间,各种植被年均Rh依次为落叶阔叶林地混交林耕地灌丛草地裸地和稀疏植被,其中,裸地和稀疏植被呈显著上升趋势,其他植被无显著变化。(3)黄土台塬整体上属于碳汇区。1985-1999年NEP呈波动增长趋势。NEP季节变化明显,最低值出现在七月,最高值出现在五月;2000-2015年NEP呈先降后升的趋势,整体为碳汇年,但个别年份表现为碳源年,多年平均NEP最低值出现在六月。从季节变化来看,研究区上半年表现为碳积累阶段,下半年为碳消耗阶段。在所有植被类型中,林地属于高固碳植被(140 gC·m~(-2)·yr~(-1)以上),其次是混交林(130 gC·m~(-2)·yr~(-1)以上),耕地、灌丛的NEP值接近,草地及裸地和稀疏植被的碳汇能力较弱。其中,1985-1999年碳汇区占全区总面积的74.91%以上,主要为林地,水体和建设用地集中表现为碳源;2000-2015年碳汇区约为总面积的60.08%。(4)NEP的空间变化特征是地理、气象和植被等多维因素综合作用的结果,受气温、降水、太阳辐射、经纬度、高程、坡度、坡向等多种因素的共同作用,各影响因子的影响程度依次为纬度太阳辐射气温经度降水量高程坡度坡向。(5)黄土台塬土壤SOC与植被NPP及土壤Rh相互影响,通过碳平衡模型模拟的近三十年土壤碳密度呈先增加后降低再增加的趋势。研究区土壤SOC平均滞留时间在4.9-7.1yr之间,并有逐年延长的趋势。
【图文】：

7图 1-1 黄土台塬近 30 年植被固碳变化及土壤有机碳的响应Fig. 1-1 Changes of vegetation carbon sequestration and response of soil organic carbon in th30 years in the tableland of Loess Plateau

图 2-1 陕西省黄土台塬区范围示意图ig 2-1 The schematic diagram of the tableland of loess plateau region in Shaa地貌塬是以黄土覆盖的河谷阶地，沿河谷成长条状分布的黄土台面川塬区、宝鸡的渭河黄土台塬亚区、咸阳黄土台塬亚区、西安台塬。咸阳的黄土台塬主要分布在咸阳市南部，渭河冲积平原北岸，基底为断块式的凸起，从北向南逐级陷落，上被厚层黄面，故称黄土台塬，，台塬地势较高，塬面平缓开阔。海拔 300-300 m，北部塬裸较高，可达 300-500m，各级台塬以陡坎相接，相对高差 50-150 m。地势西高东低，呈明显阶梯状倾斜。水文特征贯研究区入黄河，水源充足灌溉方便，有的地方灌淤土层厚达为主。台塬塬面高出河床 100～400m，经过长期流水冲刷，塬而变得相当破碎。较完整的塬地，塬面广阔，地面比较平坦，
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：X171.4;S153.6

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本文编号：2603411