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陆地生态系统碳循环及碳平衡对土地利用/覆被变化(LUCC)的响应是当前全球变化和碳平衡研究的重点内容。土壤有机碳库是陆地土壤碳库的重要组成部分,城市作为主要的人类活动集中地,在碳循环中占据着重要地位。伴随着全球气候变化的加剧,城市土壤碳库研究被赋予了新的内涵,受到了广泛关注。因此,开展城市绿地土壤碳库研究、了解城市化进程对土壤有机碳库的影响,是制定合理的土地政策,增加陆地碳汇量,促进城市生态可持续发展的基础。 基于高清遥感影像和GIS技术,本研究选取了芜湖市4条具有城乡梯度差异的土壤样带为研究对象,其中北线与南线均从城市中心延伸至主城区边缘,东西方向的两条样点设置为南北并列两条,芜湖市4个行政区内均有样带经过。在此基础上,将芜湖城市绿地土壤划分为6种绿地类型进行采样,共采集土壤样品174个,采用重铬酸钾容量法——外加热法来测定芜湖城市绿地样点的土壤有机碳含量及密度,依据所测结果,多角度分析芜湖城市绿地土壤有机碳密度空间分布特征,探讨各种可能对其造成影响的因素。所得结论如下: (1)芜湖市174个土壤样品经过理化性质测定,测得芜湖市绿地土壤容重平均值为1.47 g.cm-3,变幅在1.06~2.00 g.cm-3,除了生产绿地和街头绿地,基本表现出0-10cm土壤容重比10-20cm层低的规律。芜湖城市绿地土壤含水量变化范围在2.28~42.41%,平均值为19.86%。芜湖市pH值均值在0-10cm土层和10-20cm土层分别为7.8和7.9,且174个土壤样品的pH值在7.5~8.5之间的分布频率为73.56%,说明芜湖市绿地土壤偏碱性。 (2)芜湖市87个样点0-20cm土层土壤有机碳密度均值为3.28kg.m-2,在水平空间格局上4条样带土壤有机碳密度分别为:东线(南支)>南线>北线>东线(北支);在垂直空间格局上,芜湖市城市绿地土壤0-10cm土层 SOC含量大大超过10-20cm土层,表现出伴随土壤深度的增加,芜湖城市绿地土壤有机碳含量有所下降的趋势。 (3)对土壤理化性质与土壤有机碳密度的相关性进行分析,其中含水量与土壤有机碳密度的回归方程无统计学意义,不做探讨。研究结果表明,土壤有机碳密度随着土壤容重、pH值增加而降低,呈显著负相关。 (4)根据国家城市绿地分类标准,将芜湖城市绿地土壤分为6种类型,依据样品测试结果,芜湖市不同绿地类型下的土壤有机碳含量差异较大,其中,道路绿地土壤有机碳含量均值最高(13.85g.kg-1),街头绿地土壤有机碳含量均值最低(9.03 g.kg-1),研究结果发现在0-10cm土层中,SOC密度均值依次为:道路绿地>公园绿地>附属绿地>生产绿地>防护绿地>街头绿地;10-20cm土层有机碳密度均值无显著差异,究其原因在于不同绿地类型人为维护管理方式存在较大差异。 (5)芜湖市不同植被类型下的土壤有机碳密度差异显著,其均值大小依次为乔木类型>灌木类型>草本类型,该结果与各植被类型本身的生物特性不同有关。此外,在对研究区划分的3种植被类型中,土壤有机碳密度均值在0-10cm和10-20cm土层下都表现出乔木类型>灌木类型>草本类型的排列次序,与自然状态下植被类型的土壤有机碳含量一致,说明芜湖市绿地土壤有机碳积累过程受到的人类活动干扰影响较小,总体仍然符合自然土壤有机碳积累过程。 (6)人类活动影响下的土地利用/功能区划是造成城市土壤有机碳密度空间差异的关键性因素。本研究选取的芜湖4种不同功能区类型下的土壤有机碳密度存在较大空间差异,文教区土壤有机碳密度均值最大,为4.06 kg.m-2,而最小值出现在商业区,为2.64 kg.m-2,其总的大小排序为文教区>居住区>工业区>商业区,并且在0-10cm土层和10-20cm土层中SOC均值大小排列情况与其一致。 (7)根据距离城市中心远近划分了3个不同的城郊梯度类型,研究结果表明芜湖市内环区域的土壤有机碳密度显著大于中环、外环区域,0-10cm和10-20cm土层有机碳密度总体上呈现出与城市中心距离越远,SOC密度递减的规律。 (8)根据采样点形成或建成的大致时间,将87个样点分为三类,发现0-10cm土层三种年代类型对应的SOC密度大小分别为20年前(2.16 kg.m-2)>10-20年内(1.94 kg.m-2)>10年内(1.57 kg.m-2);而10-20cm土层三种年代类型的均值大小方面与0-10cm土层一致,具有年代越久远,土壤有机碳密度越高的规律。