土地利用類型對土壤碳氮元素濃度及其空間分布特征的影響

關(guān)鍵詞：土壤總碳；土壤總氮；土地利用類型；空間分布；半方差分析中圖分類號：S153.6 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-6819（2025）05-1289-10 doi：10.13254/j.jare.2024.0350

Impact of different landuse types on the concentrations and spatial distribution characteristics ofcarbon and nitrogen elementsin soil

WANG Mingkun1，LI Xiulong2，TONG Yindong3，LI Zhenxin3，4*

（1.EcologicalEviroentureaufLiianCoutybabetanadiangutoomousrefecture，icanProvince，iia10， China;2.ChangchunCollgeofElectronicTechnology，Changchun30o51，China;3.SchoolofEcologyandEnvironment，ibet University，hasa85Oo，China;4.choolofEnvironment，NortheastNoralUniversityhangchun3017，ina） Abstract：Landusechangeiscucialfactoregulatigcarbonandnirogensourcsinkfunctiosinterrestrialosstes.Tolucidate thehorizontalandeticaldistrbutiocaracteisticsndcontetdiferencsofabonndrognelementsinsoilsuderttycal landusetypes（gassland，oodand，andrland）inaarididegion，tissudyeplodagidmpgthd. Totalcarbondotalrgeotsreeaurdat36pgpsrossisls（0-3046 cm，and 60-10Ocm）foreachlandusetype.One-wayANOVAwasusedtocomparecarbonandnitrogencontent diferencesamongsoil layersintetesoiltypes，futhrexploingtirerticaldistrbutonaractersticsSemvaranceaalysisandKrigingieolation wereutlizedtoalythspatialterogeeitypatesofarbonadnrogenelmntsinttopsoilofteelndusetsesults showed that the variabilityin total carbon content in the topsoil（ 0-10cm ）of woodland wassignificantly higher than that of grassland and farmland.oweerabilityinotalroenotetisixsoillasfasladoseagraatiodlad andfarmland.Amongthteelandusetys，everticaldstributionoftotalsoilcarboningrassnddidotsowdecreasingtrdih increasingdepth，hilewoodandandrandlsgenealyehbiteddcreasingtrendoftotalcarbonwithpthInthecsoil layer， grassland soil had the highest total carbon content （ 1.50%±0.23% ），approximately twice that of woodland （ 0.75%±0.10% ）and 1.4 timesthatof farmland（ 1.04%±0.12% ）.Woodland soil had the highest total nitrogen content（ 0.53%oo±0.09%o ），about1.8timesthatof grassland （ 0.30%o±0.06% ）and1.4times that of farmland （ 0.38%o0.06% ）.Semi-variance analysis results indicated strong spatial autocorrelationfoarboadrogenlementsinthpsoilofallandusetseeptfootalrbonioodlandtopsilich showedmoderatespatialutocoelationThsudydmonstratestatinsemidtosumidrgios，ativeassandostms havehigher carbon sequestration potential compared with woodlandand farmland.

Keywords：soil totalcarbon;soil totalnitrogen;land-use type;spatial distribution;semivariogramanalysis

自工業(yè)革命以來，人類活動以及土地利用的快速變化正在顯著影響土壤圈中碳氮循環(huán)過程。IPCC（聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會）評估報告和大量已有研究表明，全球變暖主要由溫室氣體（如二氧化碳、甲烷、一氧化二氮等）濃度增加引起[-2。這些氣體濃度的上升，尤其是二氧化碳和甲烷，主要源于人類活動導(dǎo)致的全球碳生物地球化學(xué)循環(huán)改變。其中，土地利用方式的變化、植被組成和土壤管理活動對碳封存的生物過程影響顯著3]。據(jù)IPCC的估算[4]，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳貯存量約為 2200Pg ，其中土壤有機碳的貯量約為 1500Pg ，土壤無機碳的貯量據(jù)估計約為 700～1000Pg^[5] 。作為地球上最為重要的一種生物化學(xué)循環(huán)過程，碳循環(huán)直接影響著人類發(fā)展和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定。土壤碳循環(huán)的過程及土壤碳庫變化-全球氣候變化-土地利用變化之間存在著復(fù)雜的交互作用。與碳循環(huán)密切相關(guān)的氮循環(huán)同樣至關(guān)重要，溫室氣體中 N₂O 的排放受到土壤中氮的生物地球化學(xué)循環(huán)的直接影響。土壤氮庫是整個陸地生態(tài)系統(tǒng)氮庫的主體，土壤氮儲量約是植物氮儲量的3倍，在部分森林生態(tài)系統(tǒng)中，土壤氮儲量甚至可以占到整個生態(tài)系統(tǒng)氮儲量的 90% 以上。土壤氮庫的變化不僅對生態(tài)系統(tǒng)氮循環(huán)產(chǎn)生重要影響，而且受到氣候變化和土地利用變化的反饋作用。鑒于土壤碳氮循環(huán)復(fù)雜性及其在生態(tài)系統(tǒng)中的作用，研究土地利用變化下土壤碳氮儲量的變化規(guī)律對于實現(xiàn)土地可持續(xù)管理和生態(tài)系統(tǒng)功能維持具有重要意義[8]。……