大慶地區(qū)土地利用-覆被變化對植被和土壤碳氮儲量的影響.pdf

1、陸地生態(tài)系統(tǒng)碳貯量及其變化在全球碳循環(huán)和大氣CO2濃度變化中起著非常重要的作用,因而是全球氣候變化研究中的重要問題。正確地評估陸地生態(tài)系統(tǒng)中的土地利用/土地覆被對于評估區(qū)域和大陸的碳平衡正變得日益重要。土地利用變化,主要通過自然植被轉(zhuǎn)變?yōu)楦鼗蛘咄ㄟ^放牧,可以影響很多自然現(xiàn)象和生態(tài)進(jìn)程,導(dǎo)致土壤屬性發(fā)生顯著的變化。精確地評估區(qū)域尺度的土壤有機(jī)碳儲量以及由人類活動引起的變化是必要的,特別是以野外實地測量的大量碳密度數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的研究,這將為

2、我們提供很好地理解未來陸地生態(tài)系統(tǒng)與大氣之間碳流動的基礎(chǔ)。土地退化是碳循環(huán)研究的一個熱點問題。大慶地區(qū)是區(qū)域土地退化的典型地區(qū),因而本文利用1978年MSS多光譜數(shù)據(jù),1988、1992、1996和2001年TM數(shù)據(jù),2008年中國資源衛(wèi)星數(shù)據(jù)、第二次全國土壤普查數(shù)據(jù)和2009年土壤野外實驗數(shù)據(jù),分別對大慶地區(qū)土地利用/覆被動態(tài)變化、植被碳儲量動態(tài)變化、土壤碳氮儲量動態(tài)變化、土地覆被土壤碳氮庫及其影響因子、植被和土壤碳氮儲量動態(tài)變化預(yù)測

3、進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:
　　 耕地始終占據(jù)了各類土地覆被類型面積的首位,大慶的林地在1978～2008年間呈逐年增加的趨勢,耕地和草地是向林地轉(zhuǎn)換的主要土地覆被類型。大慶地區(qū)土地覆被動態(tài)變化的生態(tài)環(huán)境效應(yīng)表現(xiàn)為:草地不斷退化;沼澤地大面積減少,功能減退;沙化和鹽堿化日趨嚴(yán)重。草地→鹽堿地和草地→耕地這兩個轉(zhuǎn)移過程是大慶地區(qū)土地覆被變化的驅(qū)動因素,是引起大慶地區(qū)生態(tài)環(huán)境效應(yīng)的根本原因。草地在研究時段內(nèi)的劇烈調(diào)整是該研究區(qū)土地覆被動

4、態(tài)變化的主線;油田的開發(fā)過程是本地區(qū)土地覆被結(jié)構(gòu)變化的主要動因;農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的穩(wěn)定性需求是耕地持續(xù)增加的直接原因;盲目開墾,過度放牧以及一些水利工程的負(fù)效應(yīng)等加強(qiáng)了土地覆被轉(zhuǎn)移過程。
　　 大慶地區(qū)耕地、林地、草地和沼澤地植被碳密度分別為0.57 kg·m-2、5.70 kg·m-2、0.129 kg·m-1和0.41 kg·m-2。大慶地區(qū)1978年和2008年植被碳密度分別為0.58 kg·m-2和0.67 kg·m-1。1

5、978和2008年植被碳儲量分別為9.38×106 t和10.40×106 t,30年期間植被碳儲量增加了1.02×106t,是“碳匯”。大慶地區(qū)的平均植被碳密度低于中國的平均水平。
　　 大慶地區(qū)1979年平均土壤碳氮密度分別為9.26±1.73 kg·m-3和0.62±0.17 kg·m-3,2009年平均土壤碳氮密度分別為8.18±1.65 kg·m-3和0.37±0.11 kg·m-3,30年期間大慶地區(qū)的平均土壤碳氮密

6、度分別減小了1.08 kg·m-3和0.25 kg·m-2。大慶地區(qū)的平均土壤碳氮密度低于中國的平均水平。大慶地區(qū)1979年土壤總碳氮量分別為187.19±34.95×106 t和125.78±33.61×105t,2009年分別為165.28±33.30×106t和75.52±21.48×105t,30年期間土壤總碳氮量分別減少了21.91×106t和50.26×105t,是“碳氮源”。
　　 大慶地區(qū)1979年土地覆被下平均

7、土壤碳氮密度分別為8.10±2.34 kg·m-3和0.50±0.11kg·m-3,2009年分別為7.53±2.16 kg·m-2和0.33±0.16 kg·m-3。30年期間大慶地區(qū)土地覆被下土壤平均碳氮密度分別減小了0.57 kg·m-3和0.17 kg·m-3。大慶地區(qū)土地覆被下土壤平均碳氮密度低于中國的平均水平。1979年全區(qū)土地覆被下土壤總碳氮量分別為163.68±47.34×106t和102.00±22.55×105t,2

8、009年分別為152.19±43.74×106 t和67.44±33.23×105t,30年期間大慶地區(qū)土地覆被下土壤總碳氮量分別減少了11.49×106 t和34.56×105t,是“碳氮源”。大慶地區(qū)耕地、林地、草地、沙地、鹽堿地和沼澤地的土壤碳庫影響因子分別為0.07、-0.24、0.70、0.89、3.67和0.77,土壤氮庫影響因子分別為0.65、-0.18、1.41、0.23、0.35和0.89。
　　 據(jù)馬爾可夫模

9、型預(yù)測,到2158年,大慶地區(qū)耕地、林地、草地、水域、居民工礦用地、沙地、鹽堿地和沼澤地面積所占比例分別為56.48％、5.94％、10.91％、4.08％、5.48％、0.63％、13.60％和2.88％。1978～2158年期間,大慶地區(qū)植被總碳儲量增加5.12×106 t;土地覆被下總土壤碳氮儲量分別減少21.64×106 t和28.10×105t;植被和土壤總碳儲量減少16.52×106t。
　　 最后,對大慶地區(qū)建立合