区域尺度旱地土壤有机碳时空演变模拟

发布时间：2017-12-22 05:03

  本文关键词：区域尺度旱地土壤有机碳时空演变模拟　出处：《安徽理工大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

  更多相关文章： Century模型 土壤有机碳 推荐管理措施 固碳潜力 安徽省 旱地-土壤图斑

【摘要】：农田土壤有机碳演变影响土壤质量和大气中温室气体的浓度。农田土壤固碳不仅可以减缓气候变化,而且能够保障粮食安全。推荐管理措施,如少、免耕和秸秆还田等,具有促进农田土壤固碳的巨大潜力。旱地占中国农田面积的70%以上,在固定大气CO2方面可以发挥重要作用。因此,开展区域旱地土壤有机碳演变与固碳潜力的研究,不仅对于实现农业可持续发展具有重要意义,还能够为制定区域农田温室气体排放清单和固碳减排政策提供科学依据和理论支持。土壤有机碳模型是深入研究农田生态系统土壤有机碳变化并对其演变趋势进行长期预测的重要工具,也是研究不同推荐管理措施情景下农田土壤固碳潜力必不可少的一种手段。Century模型是目前应用比较广泛的土壤有机碳模型,已在包括中国在内的多个国家得到应用和验证,其在旱地土壤有机碳模拟方面较为成熟。本研究运用Century模型,首先以9个全国旱地土壤肥力长期监测点数据为基础,模拟了点位尺度上旱地土壤有机碳演变并对模拟结果进行了验证;然后选择安徽省为研究区,以安徽省1:500 000 土壤数据库和1:500 000 土地利用数据库叠加生成的4 109个旱地-土壤图斑为模拟单元,模拟了区域尺度上旱地土壤有机碳演变。主要研究结论如下:点位尺度上的验证结果表明,Century模型能够较好地模拟位于典型土壤类型、耕作制度和农业管理措施下的中国旱地土壤有机碳的动态变化。区域验证的结果表明,Century模型能够较好地模拟安徽省旱地土壤有机碳动态演变,1980-2008年,安徽省旱地土壤有机碳密度(面积加权平均值)增加5.22 Mg C ha-1,平均增速为0.18 Mg C ha-1 yr-1;3.7 Mha旱地土壤有机碳储量增加19.37 Tg,平均增速为0.67Tgyr-1。氮肥和有机肥用量的增加是安徽省旱地土壤有机碳升高的主要原因。1980-2008年,土壤固碳的旱地面积占安徽省旱地总面积的94.9%,而土壤丢碳的旱地面积只有5.1%。同时,不同旱地土类土壤有机碳动态演变差异较大。情景分析结果表明,实施少、免耕、提高秸秆还田比例和增加有机肥用量等推荐管理措施可以显著提高安徽省旱地土壤有机碳储量。其中,提高秸秆还田比例是最有效的固碳措施。未来20年,现实情景下安徽省旱地土壤固碳潜力在2.77-4.08Tg之间;理想情景下安徽省旱地土壤固碳潜力在4.28-7.17Tg之间。从安徽省旱地土壤固碳潜力空间分布格局看,淮北平原地区固碳潜力较大。因此,在安徽省旱地推广实施推荐管理措施是减缓大气CO2浓度升高和保障粮食安全的有效策略。
【学位授予单位】：安徽理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S153.6

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本文编号：1318512