利用一室模型研究天津滨海新区土壤碳密度变化..docVIP

利用一室模型研究天津滨海新区土壤碳密度变化 李姝娟 郝翠 摘要：本文主要是分析天津滨海新区近几年土壤碳密度的逐年变化情况，依据滨海新区气象局提供的多年平均气候资料，采用一室模型，即用修正的Miami模型估算天津滨海湿地的植被净初级生产力，然后通过平衡开放体系中的关系得出土壤碳降解的速率，最后计算出土壤碳密度值，其结果旨在为充分利用滨海新区气候资源，合理布局土地利用类型，实现滨海新区基于低碳理念的可持续发展提供依据。 关键词：一室模型 Miami模型 净初级生产力 碳密度 SOC的储量是进入土壤的植物残体量及其在微生物作用下分解损失量两者之间平衡的结果,其库容量的大小受多种因素影响。研究SOC的影响因素,能够增加对SOC的调控能力,充分利用其有利因素,控制其不利因素,从而为土地可持续利用提供科学依据（]张金波,宋长春,杨文燕.三江平原沼泽湿地开垦对表土有机碳组分的影响[J].土壤学报,2005,42(5):857-859.）。气候因子作为环境因子的组成部分,在土壤有机碳的输入与分解过程中起主要作用(水分和温度的作用)（周莉,李保国,周广胜.土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展[J].地球科学进展,2005,20(1):99-105.）。降雨量通过影响土壤的固、液、气比例而影响SOC的分解。全球碳循环目前已成为气候变化和区域可持续发展研究的核心问题之一[1]（[1]区域土壤有机碳密度及碳储量计算方法探讨.土壤通报，2005，36（6）：836-839）。陆地生态系统表面存在一个碳储量巨大的土壤圈，陆地土壤有机碳储量大约是大气碳库的2倍，其较小幅度的变化都会引起全球气候较大的变化[2-3]( [2]　LarsK, AnetteN, MartinH, et a.l Preliminary estimates of contemporary soil organic carbon stocks in Denmark using multiple datasets and four scaling-up methods[ J]. Agriculture Ecosystems and Environment, 2003, 96: 19-28.[3]　MikhailB. Climate catastrophes[J]. Global and Planetary Change),1999, 20: 281-288.）。近年来关于土壤有机碳变化研究的模型很多，经典模型有CENTURY、Roth-C、EPIC、DNDC等，整体上说，这些模型需要的数据量很大，而且需要借助于较好的计算机平台，所以用在区域尺度及宏观上的比较研究都不适合。本文利用一室模型，Daniel A. Sims等人利用基于遥感数据的Temperature and Greenness (TG) 模型预测美国北部生态系统的植被净初级生产力【3】。M. Herbst等人利用SOILCO2和RothC模型相结合预测了土壤的异养呼吸。【4】，通过分析滨海新区土壤碳密度与该区气候条件及土地利用等的关系，为滨海新区基于低碳理念的可持续发展提供借签意义。 1.研究区概况 滨海新区华北平原北部海河流域下游天津市中心区的，濒临渤海，北与河北省丰南县为邻，南与河北省黄骅市°40′至39°00′，东经117°20′至118°00′。滨海新区包括塘沽区、汉沽区、大港区三个行政区和天津经济技术开发区、天津港保税区、天津港区以及东丽区、津南区的部分区域，陆域面积2270平方公里，平方公里海岸线153公里滨海新区气候属于暖温带半湿润大陆性季风气候。由于濒临渤海，受季风环流的影响很大，冬季盛行西北风，夏季盛行东南风，春秋季多西南风。冬季长，春秋短，春季干旱多风，夏季高温高湿雨水多，秋季冷暖适宜，冬季寒冷少雪，四季变化明显。年平均气温12.6年均温差30.7，无霜期206天；年平均降水量为604.3mm，主要集中在夏季，约占全年降水量的76％；年蒸发量为1750～1840mm，是年降水量的3倍；年日照时数为2898.8小时，平均日照百分率为64.7%，年太阳能辐射量539kJ/cm2，是全市太阳能辐射量最丰富的地区。滨海新区陆地面积2270平方公里，地形开阔平坦，适于建设。从土地利用角度分为农用地、建设用地和未利用土地三类，2004年三类土地分别占总面积的32.04%、53.36%、14.60%。农用地包括耕地、园地、林地、牧草地和水面；建设用地包括居民点及工况用地、交通用地和水利设施用地；未利用土地包括苇地、滩涂、荒草地、盐碱地、沼泽地、沙地、裸土地、田坎以及其他形式的未利用土地。 2.1数据来源 查阅天津市2003年到2009年统计年鉴，获得天津滨海新区每年的年平均降水量和每年的平均温度，见