吉林西部是东北平原的主要农业区,是全国最具农业发展潜力的地区之一,同时又是我国北方重要的农牧过渡带。过去几十年中,由于受到自然因素(北方半干旱区的气候暖湿变化趋势)和人为因素(主要为农业生产、湿地开垦等)的影响,土壤有机碳含量下降,直接造成土壤肥力降低和农田土壤生态系统恶化,进而促使粮食产量减少和区域农业的经济发展速度滞缓。吉林西部土地“三化”(沙化、盐碱化、退化)是本区域的主要生态环境问题,土地盐碱化成为研究区经济发展的主要待解决问题。而基于3S技术的吉林西部土地盐碱化与土壤有机碳响应研究鲜有报道;为推进3S技术在土地资源调查方面的应用,选择吉林西部为主要研究区,同时根据吉林西部盐碱化土地分布的典型性和广泛性确定大安市为重点观测区。主要研究方法采用地统计学和传统统计方法相结合,统计分析吉林西部土壤有机碳储量的时空变化特点,为区域土壤有机碳储量的变化机理及半干旱区陆地生态系统碳循环研究提供科学依据。主要研究结论如下:(1)吉林西部的土地盐碱化特征1)吉林西部重点观测区——大安市土壤盐碱化发生区域内收集的样本中,轻度级别以上的盐化土壤占38.60%,土样溶液电导率<2.00ds/m的样本占总样本的61.40%,为非盐化土地取样。总上,2016年该区域土壤盐化级别为轻度,土壤中盐含量偏低。2)2016年重点观测区内收集的样本中89.50%的检测样本(p H>8.50,EC<4.00ds/m并且SAR>13)表现为中碱化度级别以上的盐渍土。3)研究区盐碱化土壤是钠盐为主成分的轻盐中碱地,可溶性Na+离子与p H数值呈显著性正相关关系(0.84,p<0.01),这是土壤碱化程度偏高的主要原因。(2)吉林西部盐碱化土地的时空变化特征吉林西部土壤盐碱化有加剧的发展趋势,中碱化盐渍土转换成强碱化盐渍土是研究区土地盐碱化的主要形式。2005-2016年强碱化度盐渍土重心在霍林河以东以南地区;强碱化盐渍土多发生在吉林西部的淡黑钙土上,中碱化盐渍土多以草甸土和复合土为发生土壤。2009-2016年研究区盐渍化碱土的主要转入类型是人为开垦后的耕地发生次生盐碱化,其中旱作农田转成中碱化盐渍土的面积为162.40km2,占总退化面积的23.67%。近几年来,耕地盐碱化已经成为吉林西部盐碱化土地的主要增加源。耕地次生盐碱化直接导致土地肥力下降、作物产量降低,是已经表现出来的主要生态问题。(3)吉林西部盐碱发生区土壤有机碳的时序变化1980s-2016年研究区土地弱碱化过程(耕地、水田等可利用土地的次生盐碱化)是土壤有机碳的主要流失形式(占总样本的60%)。而在弱碱化盐渍土转换为中碱化盐渍土的过程中土壤有机碳流失量最大,平均减少数值为-2.34 kg/m2。近几十年来,吉林西部中碱化盐渍土转换为弱碱化盐渍土是土壤有机碳的主要改善形式(占总样本的50.30%)。弱碱化土壤有机碳相对稳定(1.15kg/m2),弱碱化盐渍土转换成可利用土地后土壤有机碳的减少和流失过程会持续存在一段时间(-1.96kg/m2)。2016年吉林西部重点监测区的土壤有机碳总储量约为629.8499×104 t,近30年(a)来,重点区土壤有机碳储量(SOCs)共计减少约为394.4913×104 t。(4)吉林西部盐碱发生区土壤有机碳的空间格局1980s-2016年吉林西部的土壤有机碳密度(SOCD)均表现为由东北向西南逐次降低的空间格局。依据1980s-2016年土壤有机碳密度的变化差异将研究区划分为2个变化区域:1)大安市中部地区以姜家店羊草草场(最大增加值,3.74kg/m2)与月亮泡南侧湖泊尾闾湿地(最大增加值,4.66kg/m2)为中心的土壤有机碳增加显著,表现为碳汇;2)大安市中北部以新平安镇至安广镇为中心的中度盐碱发生区(最大减少值,-4.83kg/m2)和大安市中南部以大岗子镇至龙沼镇为中心的旱地农耕区(最大减少值,-3.30kg/m2)的土壤有机碳明显减少,是主要的碳源。(5)吉林西部土壤有机碳密度变化的成因分析在盐碱发生区,地表植被的NDVI生长季(5-10月)累积量与土壤有机碳密度的变化表现出显著的相关关系(0.36,p<0.01),并且其在回归分析模型中的贡献率为0.50。吉林西部,土壤有机碳密度动态变化的主要生态控制因子是土壤湿度(0.54、且p<0.01),模型中的贡献率为0.51。