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《gis 技術在區(qū)域土壤有機碳儲量估算方面的應用——以柴達木盆地為例》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術論文-天天文庫。
1、薛亮等：GIS技術在區(qū)域土壤有機碳儲量估算方面的應用：以柴達木盆地為例421GIS技術在區(qū)域土壤有機碳儲量估算方面的應用——以柴達木盆地為例薛亮1，馬海州1,2，曹廣超1,2，沙占江1,2，歐立業(yè)11.中國科學院青海鹽湖研究所，青海西寧810008；2.青海師范大學青藏高原資源與環(huán)境研究中心，青海西寧810008摘要：目前在估算土壤有機碳儲量方面的方法較多，并且都有其各自的特點所在。地理信息系統(tǒng)（GIS）技術作為當今一種在地學統(tǒng)計分析方面具有強大空間分析功能的計算機應用技術，在地學及相關研究領域得到了廣泛的應用。文章首次嘗試了利用該技術估算柴達木盆地土壤有機碳儲量，該方法與其
2、它計算方法相比，有簡單、易操作、可視性好等優(yōu)點。經(jīng)計算，柴達木盆地的土壤有機碳儲量約為62754.442t，土壤平均碳面密度為6.105kg·m-2。關鍵詞：有機碳；地理信息系統(tǒng)（GIS）；空間分析；柴達木盆地中圖分類號：X144文獻標識碼：A文章編號：1672-2175（2003）04-0419-04薛亮等：GIS技術在區(qū)域土壤有機碳儲量估算方面的應用：以柴達木盆地為例421土壤是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大且周轉(zhuǎn)時間最慢的碳庫，它由有機碳庫和無機碳庫兩大部分組成，但無機碳庫所占的比例較小。它作為大氣CO2的源和匯，是控制大氣CO2濃度增加的一個重要因素。不合理的土地利用，會導致土壤
3、儲存的碳和植被生物量減少，使更多的碳素釋放到大氣中，從而導致大氣CO2濃度的增加，又進一步增加了全球變暖的趨勢和與之有關的氣候變化。所以，精確估計土壤有機碳儲量、密度、土地利用、土地覆蓋變化對陸地生態(tài)系統(tǒng)碳平衡的影響是當前全球陸地表層碳循環(huán)研究的重點內(nèi)容[1~6]。當今世界各國在進行土壤有機碳總儲量研究方面一般按植被類型、土壤類型、生命帶或模型法來做統(tǒng)計，不同研究者所用的各種統(tǒng)計方法并無本質(zhì)的差別，但是所用的資料來源不一，土壤分類方式各異。但目前尚沒有任何人和單位利用具有強大空間分析功能的GIS技術，并結(jié)合土壤的垂直地帶性，通過GIS提供的空間分析模塊，在其估算方面有所研究，
4、進而針對研究區(qū)域有機碳儲量大小和有機碳面密度的空間分布差異進行分析、探討。因此，我們在本文中提出并實踐了利用該方法估算柴達木盆地土壤有機碳儲量，為我國土壤有機碳儲量的研究提供一種新思路。1研究區(qū)概況柴達木盆地位于東經(jīng)90°07￠~99°20￠，北緯35°13￠~39°18￠，是我國海拔最高、面積較大的內(nèi)陸盆地，位于青海省西北部，盆地東北部有祁連山，東西部有鄂拉山，南部有昆侖山，西北部有阿爾金山，四周群山環(huán)抱，形成大盆地。盆地底部海拔2670~3200m，周圍山地海拔3500~6400m，境內(nèi)最大高差達4185m。盆地東西長約800km，南北最寬處約350km2，總面積約24萬
5、km2[7,8]。柴達木盆地土壤類型較多，基本涵蓋了青藏高原上所有的土壤類型，并且和高原上其它地方的土壤性狀也有相似之處，所以對柴達木盆地土壤有機碳儲量和密度進行研究，有助于我們了解該區(qū)域的土壤有機碳儲量和有機碳面密度的空間分布特征，進而對整個青藏高原上土壤的這些要素的研究工作有所幫助。2研究方法通過搜集、整理青海省在第二次全國土壤普查后積累的有關柴達木盆地的109個典型土壤剖面資料，分別獲取每個剖面每層深度的土壤的理化性質(zhì)，包括土壤類型、剖面所處的海拔高度、土壤各層的厚度、各層的土壤體積質(zhì)量、有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)以及礫石質(zhì)量分數(shù)（以大于1mm的礫石為標準）。有機碳的質(zhì)量分數(shù)可以通
6、過有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)乘以Bemmelen換算系數(shù)（即0.58）[4]求得。工作流程如圖1所示。各類土壤有機碳的總儲量由下列公式求得：該式中k為土壤類型，Qk為第k種土壤類型的有機碳儲量（t），i為第k種土壤所處的海拔區(qū)間，Qi為第k種土壤在第i個海拔區(qū)間內(nèi)的有機碳儲量，j為第k種土壤類型剖面的層數(shù)（從表層算起），Oij為第k種土壤類型剖面在第i個海拔區(qū)間內(nèi)、第j層的有機質(zhì)質(zhì)量分數(shù)（％），Dij為第k薛亮等：GIS技術在區(qū)域土壤有機碳儲量估算方面的應用：以柴達木盆地為例421種土壤類型剖面在第i個海拔區(qū)間內(nèi)、第j層的體積質(zhì)量（g/cm3），Sj為第k種土壤類型在第i個海拔區(qū)間內(nèi)的面
7、積（km2），Eij為第k種土壤類型剖面在第i個海拔區(qū)間內(nèi)、第j層的厚度（cm），Gij為第k種土壤類型剖面在第i個海拔區(qū)間內(nèi)、第j層中的礫石含量百分比（％）。公式計算疊置分析矢量化剪切土壤類型圖研究區(qū)地形圖研究區(qū)土壤類型圖層研究區(qū)DEM不同海拔區(qū)間的同種土壤面積每一土層的理化性質(zhì)同種土壤類型的有機碳儲量圖1有機碳儲量計算工作流程表1高程區(qū)間分布編號1234567891011區(qū)間[3000,3176)[3176,3334)[3334,3501)[3501,3668)[3668,3835)[3835,40
