1940—2002年长江中下游平原乡村景观区域中土地利用覆被及其土壤有机碳储量变化

过去60a来,长江中下游平原的乡村地区发展迅速,引起土地利用覆被及其土壤有机碳储量明显地变化。通过选取区域代表性样方、基于1942年航片和2002年IKONOS影像研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集1965年前土壤有机碳历史数据,用尺度推绎和蒙特卡洛不确定性分析方法,评价了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其030cm土壤(或底泥)有机碳储量的变化。结果表明:近60a来,在86×103km2的区域中有47%的面积发生土地利用覆被转化,其中耕地转化为非耕地的面积为21%(18×103km2)。土地利用覆被类型转化及其有机碳密度的变化导致该区域土壤有机碳储量的净增加。该区域稻田和闲置水域面积分别减少了21.5%(18.5×103km2)和6.7%(5.7×103km2),导致其土壤(或底泥)有机碳储量分别减少41.8TgC和12.9TgC;而水产养殖、非渗漏表面为主的建筑用地、种植木本作物和种植1年生作物的水浇地面积分别增加了14.2%(12.2×103km2)、7.7%(6.7×103km2)、3.5%(3.0×103km2)和2.0%(1.7×103km2),使其土壤(或底泥)有机碳储量分别增加32.2TgC、22.2TgC、12.2TgC和6.5TgC。近60a来,整个区域030cm土壤有机碳的储量增加了18.2TgC,其净增加的可能性为75%,形成了弱碳汇。这主要是由于区域稻田土壤有机碳密度增加了17%,使区域土壤有机碳储量增加了22.2TgC(其净增加的可能性为92%);而且,稻田转化为种植木本作物和种植1年生作物的水浇地也使区域土壤有机碳储量分别增加了1.3TgC(净增加的可能性为86%)和0.3TgC(净增加的可能性为70%);此外,闲置水域转化为水产养殖也使区域土壤有机碳储量增加1.3TgC(净增加的可能性为77%)。但是,稻田转化为水产养殖和非渗漏表面为主的建筑用地导致区域土壤有机碳储量损失6.3TgC和0.6TgC。因稻田土壤有机碳密度增加及稻田转化类型的土壤有机碳储量变化的影响,使整个区域形成弱碳汇,但如果稻田继续减少的话,很可能变成碳源。通过选取区域代表性样方、研究小尺度土地利用覆被变化、土壤取样和收集土壤历史数据,采用尺度推绎方法,研究揭示了19402002年长江中下游平原人口密集的乡村景观区域中土地利用覆被的面积及其土壤有机碳储量的变化。

长江下游平原区乡村景观的结构、管理和土壤有机碳研究

通过实地研究主要位于宜兴市域的区域乡村景观代表性样方，评价并阐明了人口密集的长江下游平原区乡村景观的结构，土地管理与土壤有机碳储量的关系。景观绘图是基于1m分辨率的IKONOS影像并采用生态立地分类及绘图标准，通过直接解译和实地检验对边界清晰的均质景观缀块进行分类和绘图；依据区域权重分层取样设计方法，在生态立地斑块中随机设定取样点进行土壤和淤泥取样；利用区域权重系数进行区域土地利用／覆被和土壤有机碳储量评价计算。结果表明：在2．13×106hm^2的长江下游平原区乡村景观面积范围内，0-30cm土壤有机碳储量为76．97h。该区域土地利用／覆被的主要类型为水田，水产养殖，非渗漏性建筑用地，旱地1年生作物和水浇地多年生作物，这5种类型的面积百分数和土壤有机碳储量百分数分别为83％和85％。其中平原稻田面积为0．89×10^6hm^2，占总面积的42％；其0—30cm土壤有机碳储量高达36．60h，占总储量的48％。通过区域分层取样和小尺度景观斑块的区域权重推绎分析，揭示了人口密集的乡村景观中土地利用／覆被方式对当地和区域土壤有机碳的影响模式。这种在小尺度下对土地管理调查，土壤有机碳和其它生态特征研究的方法明显优于传统的基于30—1000m分辨率遥感影像的土地覆被研究和基于土壤类型的区域土壤有机碳储量评价方法。