[01699102]耕作对新疆干旱土剖面无机碳组成与含量的影响

主要研究内容： 1.新疆不同生态区土壤碳垂直分布研究：分析不同生态区土壤碳的剖面分布特征,探讨不同层次土壤碳的变化规律及影响因素。 2.新疆土壤碳的空间变异分析：分析新疆土壤碳的空间结构特征,明确最优空间结构拟合模型,探讨新疆土壤碳在剖面中的空间变异性。 3.新疆土壤碳空间分布的定量预测：结合地形地貌、气候、植被指数及土地利用等空间数据,运用普通克里格（OK）、多元线性回归（MLR）、回归克里格（RK）、地理加权回归（GWR）和地理加权回归克里格（GWRK）等模型,定量预测新疆土壤碳密度的空间分布,验证评价不同模型预测结果,确定最佳预测模型和空间控制变量。 4.新疆土壤碳库储量估算：根据最佳定量模型预测估算新疆土壤碳库储量,对比土壤分类图估算的碳库储量,探讨定量模型在新疆土壤碳库储量估算中的适用性与精确度。 5.新疆典型绿洲土壤碳库分布研究：分析不同开垦期土壤碳库的剖面分布特征,探讨土壤质地、土壤盐分对土壤碳垂直分布的影响。 科学发现点： 1.新疆土壤有机碳含量随剖面深度增加呈不断减少,无机碳呈不断增加的趋势。阿尔泰、准噶尔西部山地半干旱草原针叶林生态区和天山山地干旱草原-针叶林生态区的有机碳密度高于其它生态类型区,对土壤有机碳库的贡献最大。塔里木盆地暖温带极干旱沙漠、戈壁及绿洲生态区的无机碳密度高于其它生态类型区,60 cm以下的土壤对新疆土壤无机碳库的贡献最大。 2.地理加权回归模型相比多元线性回归模型,能够更好的拟合新疆土壤碳及其解释变量之间的关系,土壤有机碳和无机碳库定量预测的最佳模型是地理加权回归和地理加权回归克里格模型。新疆天山山脉中段至西段的土壤有机碳密度大于21 kg m-2,塔里木盆地东部和西部无机碳密度大于24 kg m-2,高于其它区域;东部及中部塔里木盆地区域土壤有机碳密度小于6 kg m-2,北部阿勒泰山区域无机碳密度小于5 kg m-2,低于其它区域。 3.影响新疆土壤有机碳储量分布的关键因素是归一化植被指数（NDVI）（100%）,控制着整个新疆的土壤有机碳空间分布;影响新疆土壤无机碳储量分布的关键因素及控制面积从高到低依次为：多年平均降水（P）（47.76%）,地表蒸散量（ET）（21.38%）,多年平均气温（T）（17.36%）,坡度（S）（9.44%）,土地利用综合指数（La）（4.05%）。4.基于定性数据和定量数据估算的新疆碳储量分别为38.45 Pg和46.60 Pg。定量数据估算结果显示,有机碳储量为19.56 Pg,土壤无机碳储量为27.04 Pg,分别占新疆土壤碳库储量的41.97%和58.03%。 科学价值： 干旱生态系统占陆地总面积的47%,约占全球“碳失汇”的1/3,是全球变化最为敏感的区域之一。新疆作为中国典型的干旱与半干旱地区,对中国陆地生态系统的碳循环及环境气候变化产生深刻的影响。然而,受研究尺度及观测数据的限制,有关新疆全区碳储量及其分布特征尚不清楚,缺乏完整的研究方法和技术体系。本研究基于详实的调查数据资料,应用计量土壤学相关原理,研究分析新疆土壤有机碳和无机碳的剖面分布特征,并结合地形地貌特征、气候特征、植被指数及土地利用状况等影响因素,建立地理空间分析模型定量预测新疆土壤有机碳和无机碳的空间分布特征,在此基础上估算新疆地区土壤碳库储量,为干旱区生态系统碳循环研究提供了科学依据和方法参考。 同行引用及评价： 《新疆土壤碳库分布特征研究方法》被纳入国家林业和草原局研究生教育“十三五”规划教材,推荐作为生态学等相关专业研究生教材和土壤、地学等专业科研教学人员参考用书。