土壤有机碳储量对原始森林土地利用变化的响应机制

来源 :福建农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuzhaoan
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土壤是全球陆地上最主要和最大的碳库,约为1550Pg。土地利用变化是人为引起温室气体(Greenhouse gases,GHG)排放的第二大来源。原始森林遭砍伐或烧毁转变为其他土地利用类型后,将导致土壤有机碳(Soil organic carbon,SOC)的损失,进而引起CO2排放的增加。然而,森林生态系统土地利用类型变化后对SOC影响的量化研究还较少,主要是因为数据质量参差不齐(有的研究仅报告了SOC浓度而无SOC储量;有的研究未提供土壤容重数据;有的研究土壤采样深度较浅)和数据代表性不足。本研究对173篇相关文献共计1223份原始数据进行了荟萃(Meta)分析,以此估算原始森林土地利用类型转变为草地、耕地及次生林后SOC储量的变化。在此基础上,为探究SOC储量对不同土壤深度及气候带如何响应,依各项研究的土壤样品采样深度和实验地点所处的气候带将收集到的数据汇编成不同的土壤剖面(0~20 cm、0~30 cm、>30cm)和不同气候带(热带、温带)并分别进行了分析。研究结果表明:(1)原始森林转变为草地后,总体上SOC储量增加13.3%。其中,从土壤剖面上看,0~20cm增加11.9%;0~30cm增加11.3%;30cm以下增加6.4%。从气候带上看,热带SOC储量增加7.7%;温带增加24.7%。(2)原始森林转变为耕地后,总体上SOC储量减少26.3%。其中,从土壤剖面上看,0~20 cm减少31.6%;0~30 cm减少28.2%;30cm以下减少10.1%。从气候带上看,热带SOC储量减少23.6%;温带减少30.6%。(3)原始森林转变为次生林后,总体上SOC储量减少27.7%。其中,从土壤剖面上看,0~20 cm减少29.4%;0~30cm减少26.8%;30cm以下减少27.5%。从气候带上看,热带SOC储量减少25.6%;温带减少29.7%。利用一般线性模型(General linear model)回归分析表明:原始森林转变为草地后,总体SOC增加量随年平均温度(Mean annual temperature,MAT)和年平均降水量(Mean annual precipitation,MAP)的升高而降低(P<0.05)。热带和温带的SOC增加量与MAP的一般线性回归结果显示,两者呈负相关关系(P<0.05);同时,热带和温带的SOC增加量与MAT无显著相关性(P=0.1)。利用多元回归乘法模型分析表明:MAT与气候带存在交互效应;MAT、MAP和气候带的三因素交互乘法模型可解释41%的变异。原始森林转变为耕地后,SOC损失量与MAP呈显著正相关(P<0.05);而转变为次生林后,SOC损失量与MAT、MAP均无显著相关性(P=0.1)。
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