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城市土壤有机碳库空间分异规律与预测研究取得进展

科技工作者之家 01月24日

  城市是人类活动集中、活跃的区域,城市化进程可直接或间接影响土壤有机碳库(例如,改变土地利用方式、土壤理化性质等),导致土壤有机碳库数量和空间分布发生显著变化。随着全球城市化进程加快,城市用地面积快速扩张,城市土壤在全球碳循环中发挥的作用日益重要。开展城市土壤有机碳空间变异性研究,对于理解人类社会经济活动对碳循环的驱动作用及城市碳管理具有重要意义,然而,目前土壤有机碳空间变异性研究主要集中在森林、草地、农田等自然土壤,对城市土壤的研究较少。

  西安市的城市化进程在中国具有典型性。中国科学院地球环境研究所研究员王云强团队以西安市为对象,通过高密度网格布点(1018个),采集主城区(三环以内)表层土壤(0–20 cm),利用经典统计、地统计、主成分分析、最小数据集等方法,分析西安市表层土壤有机碳库空间变异特征、分布规律和主控因子,并比较不同空间预测方法对城市土壤有机碳密度的预测效果。

  研究发现,西安市表层土壤有机碳库相较于郊区具有一定富集性,主城区表层土壤有机碳密度为0.47-9.48 kg m-2,其均值约为郊区土壤的1.4倍,距离市中心越远,表层土壤有机碳密度越小;西安市表层土壤有机碳密度呈现短距离斑块状分布特征,主要受土壤质地、植被类型和人类活动(功能区、物理扰动、植被管理等)的综合影响;合理管理,如减少清扫、修剪,经常浇水等会增加城市表层土壤有机碳积累;与普通克里金、反距离法和线性回归相比,以砂砾含量、离市中心距离、植被类型和功能区作为辅助变量的回归克里金插值在预测城市土壤有机碳密度方面具有优势。然而,目前准确预测高度城市化地区土壤有机碳密度的空间分布格局仍然具有挑战,未来需进一步研究城市特定因素和过程对土壤有机碳周转的影响。

  相关研究成果发表在Catena上。研究工作得到陕西省自然科学基金、中科院青年创新促进会项目等的资助。

  

1.土壤有机碳密度与土壤砂砾含量(a)和距市中心距离(b)的关系

 

2.西安市表层土壤有机碳密度的空间分布


内容来源:中国科学院

来源:中国科学院

原文链接:http://www.cas.cn/syky/202201/t20220124_4823359.shtml

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