摘 要

21世纪以来，全球气候变暖的趋势日益显著，越来越成为国际社会普遍关注的重大环境问题。众所周知，造成全球变暖的原因就是人类活动向大气中排放的大量温室气体，其中以CO₂为主。土壤碳作为全球碳循环的重要组成环节，其变化将会对全球碳循环产生巨大影响 ，从而引起全球气候变化和相应环境变化。土壤有机碳是土壤碳对大气碳含量影响中主要的贡献者。土地利用方式的变化对土壤有机碳的含量有强烈的影响，其中农业用地增加是主要的土地利用变化形式 。湿地是全球主要的碳库之一，其碳储量占全球土壤碳总量的四分之一左右。对全球碳平衡有着极大的影响力。人类对湿地较为普遍的干扰方式就是对沿海滩涂的围垦。这种干扰引起的土壤有机碳储量变化也是影响全球大气碳循环的主要因素。因此，研究滩涂围垦后土壤有机碳的变化趋势，以及不同土地利用方式对其含量变化的影响具有重要意义。本文主要阐述了苏北沿海滩涂围垦50年后的水田，旱地，林地三种不同土地利用方式下土壤有机碳含量的变化动态。

1.滩涂围垦50年后，经过人类的生产经营活动，土壤浅层即0-20cm土层有机碳含量显著增加。

2.围垦后不同土地利用方式即林地、旱田和水田下，其土壤有机碳含量存在差异，但这种差异可能因为取样地东台市土地水旱轮作的经营方式被削弱而不显著。

关键词：围垦，土壤有机碳，全球变暖，碳循环，土地利用方式

Effects of Different Land Use Patterns on Soil Organic Carbon under tideland Reclamation in Northern Jiangsu Province

Abstract

Since the 21st century, the trend of global warming has become increasingly prominent, and it has become a major environmental issue of general concern to the international community. As we all know, the cause of global warming is the large amount of greenhouse gases emitted by human activities into the atmosphere, mainly CO₂. Soil carbon is an important part of global carbon cycle, and its changes will have a great impact on global carbon cycle, which will lead to global climate change and corresponding environmental changes. The main contribution of soil carbon to atmospheric carbon content comes from soil organic carbon. The change of land use pattern has a strong impact on the content of soil organic carbon, and the increase of agricultural land use is the main form of land use change. Wetlands are one of the most important carbon pools in the world, and their carbon accounts for 20-25% of the total soil organic carbon in the world. It has an important contribution to the global carbon balance. Reclamation of coastal areas is a common way of human disturbance to wetlands. The change of soil organic carbon storage caused by this disturbance is also the main factor affecting the global atmospheric carbon cycle. Therefore, it is of great significance to explore the change trend of soil organic carbon after tideland reclamation and the impact of different land use patterns on its change. This paper mainly examined the dynamic changes of soil organic carbon content in paddy field, dry land and woodland after 50 years of reclamation of coastal areas in northern Jiangsu. Our results indicated as follows.

1. After 50 years of beach reclamation, the organic carbon content in shallow layer of soil, i.e. 0-20 cm layer, increased significantly after human activities.

2. There are differences in soil organic carbon content among different land use patterns after reclamation, namely woodland, dryland and paddy field, but this difference may not be significant because of the weakening of land-water-drought rotation in Dongtai City.

Key words: tideland reclamation, soil organic carbon, global warming, carbon cycle, land use type

目 录

1 前言………………………………………………………………………………………………1

1.1土壤有机碳与全球碳循环…………………………………………………………………1

1.2土地利用方式的变化对土壤有机碳变化的影响…………………………………………1

1.3滩涂湿地围垦后对土壤有机碳变化的影响………………………………………………2

2 研究方法…………………………………………………………………………………………4

2.1样地设置……………………………………………………………………………………4

2.2土样采集……………………………………………………………………………………4

2.3室内试验……………………………………………………………………………………5

2.3.1土壤容重……………………………………………………………………………5

2.3.2土壤含水率…………………………………………………………………………6

2.3.3土壤pH值……………………………………………………………………………6

2.3.4土壤有机碳含量测定………………………………………………………………6

2.3.5土壤总碳总氮含量测定……………………………………………………………6

2.4数据处理和统计分析………………………………………………………………………6

2.4.1土壤含水量计算公式………………………………………………………………6

2.4.2统计分析……………………………………………………………………………7

3 结果………………………………………………………………………………………………8

3.1土壤pH的变化特征…………………………………………………………………………8

3.2土壤含水率分布特征………………………………………………………………………8

3.3土壤总氮含量分布特征……………………………………………………………………9

3.4土壤总氮含量分布特征……………………………………………………………………10

3.5土壤有机碳与土壤总氮的相关性分析…………………………………………………11

3.6土壤有机碳与土壤含水率的相关性分析……………………………………………… 12

4 讨论和结论…………………………………………………………………………………… 13

4.1滩涂围垦后土壤有机碳的变化趋势…………………………………………………… 13

4.2围垦后不同土地利用方式对土壤有机碳含量的影响的差异性……………………… 13

4.3结论……………………………………………………………………………………… 13

致谢………………………………………………………………………………………………14

参考文献…………………………………………………………………………………………15

1.前言

1.1土壤有机碳与全球碳循环

人类活动影响了全球气候，是全球气候上升^[1],引起了国际社会的普遍关注。导致地球升温的主要因素就是大气CO₂浓度的增加.为应对全球变暖，于1992年5月9日通过的《联合国气候变化框架公约》，截至2012年12月，缔约国已达196个。气候异常已成为世界各国普遍关注的重大环境问题。土壤有机碳则是大气CO₂重要的碳源^[1]，其的变化将会深远的影响着全球碳循环，从而引起全球气候变化及相应的环境变化^[1]。

土壤有机碳变化主要受气候、地形、农业利用以及土地管理方式的综合影响，其中土地利用强烈地影响着土壤有机碳含量变化^[2][3][4] ，由于上地利用方式变化，已有156PgC排放到大气中^[1]，因此土壤碳库是充当大气的碳源还是碳汇的角色由人类活动决定 ^[5]。土地利用方式的变化是人类改变生态系统物质循环的方式之一，它对地球生态系统的气候、生物地球化学循环、生物多样性以及水文等有重要影响^[6]，这是人类对自然生态系统的较大影响因素之一^[7][8]。当前科学界对气候和环境变化越来越关注，土地利用方式的变化已成为一个重要课题^[9]，其造成的结果也受到许多研究机构和国家政府的高度关注。如，1995年国际全球环境变化人文因素计划(IHDP)和国际地圈生物圈计划(IGBP )共同拟定了《土地利用/土地覆被变化科学研究计划》。