气候变化对土壤的影响
气候变化对土壤的影响范文第1篇
关键词：纳帕海；高原湿地；植物生物量；土壤有机碳；气候变化
中图分类号：P467
文献标识码：A文章编号：16749944（2017）8000704
1引言
竦刂参锏纳长与湿地土壤的碳积累密切相关，是生态系统碳循环重要的生物因子，决定碳输入的数量、形式及存留时间。植物生物量作为物质循环和能量流动基础对生态系统功能起着关键作用，强烈影响着湿地土壤的碳输入（郭绪虎等，2013）。在受到以温度升高为表征的气候变化作用下，植物生物量必然受到影响，理论上温度升高有利于广域分布种的生长发育，将为土壤提供更多的碳输入，使得土壤有机碳积累水平增加，改善湿地土壤的理化性质，增加保水与养分富集作用，进而为湿地植物的生长发育提供条件。
高原湿地作为全球湿地的重要组成，对气候变化十分敏感，位于横断山脉的纳帕海高原湿地拥有丰富的湿地植物群落（董瑜等，2014），其生物量积累是碳循环过程的重要环节，随着气候变暖，生物量积累增加，但土壤有机碳积累是否也随之增加？本研究利用云南高原立体地形的海拔梯度变化所形成的立体气候特征，以不同海拔梯度形成的温度差异作为影响因子，分析研究纳帕海湿地优势植物生物量增加对土壤有机碳积累的影响。进一步了解和认识高原湿地与气候变化间的关系及其响应过程，为应对气候变化提供理论依据。
2材料与方法
2.1实验设计
以滇西北高原典型湿地纳帕海（海拔3260 m）为研究对象，将适应了纳帕海湿地气候条件的茭草（IaniaCuciflora）、水葱（Scirpus abernaemontani）2种优势植物连同生长基质组成的植物-土壤单元，于2010年移至海拔2437 m的拉市海湿地和海拔1886 m的滇池流域。于植物生长初期，在原生地纳帕海分别挖取植株丛数不低于100 株的茭草、水葱植物群落及其土壤单元（ 其中土壤厚约50 cm） ，各单元整体分别移栽至区域气候条件不同的丽江拉市海湖滨、滇池流域，分别置于长300 cm、宽150 cm、深100 cm 的实验池中，植物淹水深度以其原生环境为基准，每种植物设3个重复，以满足分析采样和统计分析要求。同时，在移出地纳帕海做同样移出实验，以作比较研究的参照。三地气候条件差异明显，从分别设置于三地的Portlog自动气象站多年观测数据（表1）可知，随海拔降低，降水和气温随之增加。
2.2样品与数据采集
于2010年和2016年分别在纳帕海、拉市海与昆明滇池流域三个研究地用原状取土管采集10～30 cm土壤，用塑封袋包装标号后带回，风干后挑出根系，研磨过100目筛，用重铬酸钾外加热法测定有机碳含量（鲍士旦，2000）。分别于2010年和2016年于植物生长末期（9月）设置3个1 m×1 m的样方，在每个调查样方中分别齐地刈割25 cm×25 cm植株，带回实验室放置于65℃的烘箱中，烘干至恒重，用电子天平分别进行称重，估算出植物生物量。
2.3数据处理
采用Excel 2007与SPSS19.0进行数据分析与统计制图。
3结果与分析
3.1茭草与水葱两种植物地上生物量
2010年实验池建立时采集计算三地的茭草与水葱植物生长末期地上生物量分别为（853. 6±58.2）g/m2和（730.7±7.8）g/m2，2016年纳帕海茭草与水葱生物量分别为（984.0±10.9）g/m2和（1122.6±11.9）g/m2；拉市海分别为（1484.6±13.7）g/m2和（1683.1±10.7）g/m2，相比纳帕海茭草生物量增加50.9%，水葱生物量增加49.9%；滇池流域分别为（1786.3±13.3）g/m2和（2000.9±11.5）g/m2，相比拉市海茭草生物量增加20.3%，水葱生物量增加18.8%，呈现出随海拔降低的温度升高，茭草与水葱的植物生物量逐渐增加的趋势（图1）。
3.2土壤有机碳含量变化
2010年试验初始时采集的三地茭草与水葱土壤有机碳含量分别为（67.91±4.58）mg/kg与（55.11±6.31）mg/kg，实验建立6年后（2016年）纳帕海湿地植物茭草的土壤有机碳含量为（60.34±3.91）mg/kg、水葱的土壤有机碳含量为（65.78±4.72）mg/kg，移至丽江拉市海湿地后，随着气候条件的改变，特别是温度的上升，茭草的土壤有机碳含量下降为（36.28±3.49）mg/kg、水葱的土壤有机碳含量下降为（34.66±2.58）mg/kg、；移至滇池流域试验地后，茭草，水葱2种植物的土壤有机碳含量分别为（21.75±1.35）mg/kg、（21.55±2.65）mg/kg。可见2种植物类型下的纳帕海湿地土壤有机碳含量，均随着海拔下降气候条件改变的温度上升，呈现出较为明显的梯度下降（图2）。移至拉市海湿地的2种植物茭草，水葱土壤有机碳含量分别减少39.87%，47.31%；移至滇池流域2种植物的有机碳含量在拉市海减少的基础上分别下降了40.05%，37.82%。
4讨论
随着纳帕海、拉市海与滇池流域的温度升高，三个研究地的茭草与水葱地上生物量依次增加。说明茭草与水葱作为湿地广域分布物种，其对温度胁迫有着良好的适应性，这与董瑜等人对纳帕海湿地优势植物生理生化特性的研究结果一致（董瑜等，2014）。高温促进了两种优势植物的生长发育，使其光合固碳能力提高，初级生产力增加，地上生物量的留存增加，理论上增加了其土壤有机碳的输入量。与理论预期不同的是，纳帕海湿地土壤有机碳积累水平在温度升高时减弱，从2010年试验初始时土壤有机碳含量与移出地6年后的土壤有机碳含量值比较看，虽差别不大，但呈现随着时间推移，土壤有机碳在不断积累的规律。作为纳帕海湿地生态系统重要的碳汇植物，这对高原湿地碳积累及其区域碳平衡有着重要意义，对维持长江上游的湿地水源涵养功能有着重要作用。在温度升高的背景下，茭草与水葱的生物量积累与土壤有机碳积累负相关，不仅直接影响到土壤有机碳的积累水平，而且影响到生态功能的发挥。虽然以温度升高为主要表征的气候变化促进了纳帕海湿地优势植物的生长发育，光和固碳能力得到提升，地上生物量增加，但其土壤有机碳积累水平却逐渐下降。湿地碳汇植物良好的生长发育未能给湿地土壤提供有效的碳输入，降低了土壤有机碳积累水平。另一方面，造成这种结果的原因有可能是温度升高加速了土壤有机碳的分解速率，导致土壤碳输出超过碳输入，在这种情况下，即使植物群落生物量作为碳汇在增加，土壤有机碳分解又变成碳源大量逸出，致使湿地土壤碳循环失衡，进一步增加了湿地温室气体的排放，加剧了地区气候变化（田昆，2008）。
5结论
以上研究与董瑜和郭绪虎等人的研究结果相似，进一步论证了气候变化影响土壤碳积累，温度升高导致湿地生态系统负反馈的研究结论。尽管以温度升高为主要表征的气候变化有利于湿地优势植物群落的生长发育和地上生物量的留存，但随着温度持续增加，是否会出现其他优势植物，纳帕海湿地优势植物的生态位是否会产生变化，其植物群落结构又是否会发生改变？目前受到研究时间尺度的限制无法进行验证。但持续的增温将最终将改变湿地生态系统的碳循环过程，进一步破坏其生态功能，反作用于当地小气候，放大了气候变化的不利影响。而湿地土壤有机碳积累水平的下降，将使高原湿地涵养水源，富集营养等各种功能减弱或遭到破坏，其所带来的负面效应远远超过正面效应。因此，在全球气候变化的大环境下，应加强监测研究，以应对气候变化。
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气候变化对土壤的影响范文第2篇
关键词：高寒草甸；土壤呼吸；土壤有机碳；气候因子；土壤温度
CO2气体引起的全球变暖已经成为当今世界亟待解决的环境问题。从1832年至今大气中CO2含量提高了30%，造成大气平均温度上升0.7 ℃[1]。气候的变化将对陆地生态系统结构与功能、动、植物生长繁殖与分布产生深远的影响。应用可持续发展措施，应对气候变化成为世界一个迫切而艰巨的任务。探究土壤的碳循环收支，是合理开发利用土地的重要前提[2]。土壤储存着全球近2/3有机态碳[3-5]，而草原的陆地覆盖面积为25%～50%，碳贮量高达7.61×1012 t[6]，由此可见，草原土壤对全球碳循环也有相当大的贡献。高寒地区植被丰富，温度较低，土壤有机质分解率低，由于长年累积，土壤碳储量巨大。有研究显示高寒草原1 m深度土壤碳储量为7.4×109kg[7]。因此，对高寒草甸的研究更显得刻不容缓。
土壤呼吸包括根系呼吸、微生物和动物、有机质的化学分解的过程，是陆地生态系统向大气释放CO2主要因素之一[8-10]。研究土壤CO2通量变化规律及影响因素，对探究气候变暖的条件下，陆地生态系统碳循环有着极为重要意义。国内有关土壤CO2通量的研究长达30年，发表较多，但对高寒区土壤CO2通量的研究较少。为此，通过对东祁连山3种高寒草甸土壤CO2通量、碳密度及其关键影响因子的变化进行研究分析，揭示该区土壤呼吸的影响因素及对全球碳循环的作用，旨在为气候变暖条件下高寒区碳交换的预测提供参考。
1 材料和方法
1.1 研究区概况
试验区地处甘肃农业大学天祝高山草原试验站，地理位置为N 37°11′，E 102°47′，平均海拔3 200 m，属半干旱向干旱区过渡带，是东亚季风到达的最远端。地处亚洲大陆腹地，属高原大陆性气候，高海拔与长达9个月降雪期决定了其气温很低，年均温0.1 ℃，最冷月（1月）平均气温为18.3 ℃。每年5月下旬植物进入返青期，10上旬枯黄，生长季长达120～140 d。空气相对湿度为51.4%，平均气压为6.97×105 Pa。草地土壤为亚高山草甸土，有机质含量丰富。但土层较薄显微碱性。
受地形及光照时间的影响，阴阳坡植被分异明显。阳坡以披碱草属（Elymus）、针茅属（Stipa）等为优势植物，阴坡以嵩草（Kobresia spp.）、珠芽蓼（Polygonum viviparum）等为优势植物。而湿度较大的地区以灌木植被为主（表1）。
1.2 试验设计
2012年8下旬，选择3种高寒草甸为研究对象进行土壤CO2通量的测定。土壤碳通量采用自动测定系统LI8100A采集与储存，要求测定必须在天气晴朗、气候条件稳定下进行。测定前一天在每个样地类型中随机选择3个样点，布设3个内径20 cm、高10 cm测定环，安置测定环时清除环内植物及其掉落物。并采用LI8100A自带的探头进行表层土壤温度与水分的同步测定。
日动态时间从8∶00～18∶00（由于夜间气温差异较小，土壤CO2通量变化不显著，不予测定），每隔2 h测定1次，重复3次共需15 min，3次重复的平均值作为土壤CO2通量平均日动态。在测定土壤呼吸的同时，进行土壤样品的采集。在3个类型草甸内随机选取5点，用土钻在每个样点中10 cm 1层分4层取0～40 cm的土样，5个重复混合装袋，分别随机取样3次，挑除明显的根系及石头，并记录石头的重量，土样带回实验室自然风干，研磨后过0.25 mm土壤筛，采用重铬酸钾容量法―外加热法进行有机碳的测定。
1.3 数据处理
应用SPSS 16.0对所有数据进行统计分析，用单因素方差分析检验各样点之间指标的显著性。图形采用Excel 2003软件绘制完成。
2 结果与分析
2.1 不同植被类型样地土壤碳密度的变化
不同样地碳密度有很大差异，珠芽蓼草甸（P）、针茅草地（S）和杜鹃灌丛草甸（R）碳密度分别为1.81～4.73、 3.51～5.10、5.04～6.09 kg/m2（表1）。相同深度碳密度的大小顺序为R>S>P，3个样地相同土层20～30和30～40 cm呈极显著差异（P
2.2 不同植被类型样地土壤CO2通量及其影响因子的变化
测试样地土壤CO2通量的昼变化，P，S和R样地分别为2.97～3.90，4.87～6.35和2.20～2.29 μmol/（m2・s），不同样地土壤碳通量在相同测定时间差异显著（P
3 讨论与结论
气候、植被、地形及土壤因素等自然条件共同决定土壤碳密度的变化，由于生态地下过程的复杂性，其变化存在较大不确定性[11]。土壤碳储量取决于植物凋零物和根系的供给与分解[12]。陶贞等[13]对高寒草甸研究表明，有机碳密度与土壤根系含量密切相关，并得出土壤有机碳含量是碳密度差异的主要原因。试验结果显示，不同植被类型草地碳密度存在显著差异。究其缘由是草地植被类型、土壤条件决定的根系分解不同所致。常年温度保持在较低的水平、有机碳分解缓慢是杜鹃灌丛草甸土壤有机碳高主要原因。下层土壤容重变大，及有机碳含量较小是下层土壤碳密度较低的主要决定因素。解宪丽等[11]对全国不同土壤估算显示，高寒草甸100 cm土层碳密度为16.92 kg/m2 ，整体分析该区土壤碳密度大于解宪丽的估算结果。原因可能是高寒区植物通常有着较大的根茎比，其值为9.32 [14]，温性草甸草原为5.26[15]，丰富的根量是土壤碳密度较高的条件之一。王建林等[16]对青藏高原草原碳密度的分布规律及影响因子分析表明，高寒草原植被碳密度受年均气温和年均降水量综合影响。水分的作用大于气温，得出土壤碳密度与土壤含水率呈显著相关，而与温度没有显著相关性。
土壤CO2通量研究结果表明：针茅草地、珠芽蓼草甸土壤CO2通量表现出较大的日变化，呈单峰曲线，峰值均出现在14∶00～15∶00。这与朱清芳等[17]研究结果一致，而杜鹃灌丛草甸日变化保持相对稳定，主要是土壤温度日变幅较小导致。在样地和生态系统尺度上大量研究显示土壤温度与含水量是土壤CO2通量主要影响因子[18-21]，除土壤温度、含水量以外，光照、气温、植被种类、地理位置等也影响着碳排放[22]。各种环境因子决定了土壤呼吸的阈值，过高或过低的环境因子都会制约土壤呼吸作用，且各种影响因子之间也存在相互作用、相互制约的关系。此次试验中，土壤CO2通量与土壤碳密度、土壤温度、大气温、湿度都存在显著相关性。土壤温度与大气温度、土壤含水量呈极显著相关。综上所述，不同类型草地土壤碳储量、土壤呼吸有着很大差异，高寒草原的不合理的开发利用会导致土壤贫瘠化，大气CO2含量的上升，其后果难以预测。
试验结果表明：P，S和R样地土壤CO2通量值分别为2.97～3.90，4.87～6.35和2.20～2.29 μmol/（m2・s）。不同样地之间土壤CO2通量差异显著，CO2通量与土壤温度、碳含量及大气温、湿度有显著相关性。
珠芽蓼草地（P）、针茅草地（S）和杜鹃灌草丛（R）碳密度分别为1.81～4.73，3.51～5.10和5.04～6.09 kg/m2，相同植被类型草地随土壤深度的增加，土壤碳密度降低。
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气候变化对土壤的影响范文第3篇
【关键词】广西；土壤有机碳库；土壤碳密度；GIS
陆地生态系统碳循环是全球碳循环的重要组成部分，土壤碳库是陆地最大的碳储库。土壤有机碳的积累和分解的速率直接影响着大气中CO2浓度的变化，作为温室气体的CO2，对全球的温度变化起着关键作用，大气CO2浓度的上升、全球气候变暖，使土地利用模式及其变化对土地生态系统碳循环的影响研究成为当前的热点和难点。全球1m深土壤的有机碳含量约为1500Pg C，是植被碳库（550±100 Pg C）的3倍，大气碳库（805 Pg C）的2倍。土地利用变化主要对0～20cm土层内的土壤有机碳产生影响，且对第一层的影响比第二层的大。陆地生态系统是人类活动最频繁的地方，任何微小的扰动变化都可能影响到大气和土壤之间碳循环的平衡，进而改变人类的生存环境。因此不论是从研究地球各个圈层之间的物质循环还是从认识自然资源以便为人类更好的利用，都具有重要的参考价值和指导意义。
土壤有机碳储量研究一般是按照植被类型、土壤类型、生命带或模型法来做统计。
1 研究地区和研究方法
1.1 自然概括
广西壮族自治区地处祖国南疆，位于东经104°26'―112°04'，北纬20°54'―26°24'之间，北回归线横贯全区中部。全区土地总面积23.67万平方公里，占全国总面积2.47%。广西地貌总体是山地丘陵性盆地地貌，呈盆地状，其特征是：丘陵错综，占广西总面积10.3%；喀斯特广布，占广西总面积37.8%；山系多呈弧形，层层相套。广西是全国降水量最丰富的省区之一，各地年降水量为1080～2760mm，大部分地区在1300～2000mm之间。其地理分布具有东部多，西部少；丘陵山区多，河谷平原少；夏季迎风坡多，背风坡少等特点。由于受冬夏季风交替影响，广西降水量季节分配不均，干湿季分明。4～9月为雨季，总降水量占全年降水量的70%～85%，强降水天气过程较频繁，容易发生洪涝灾害；10～3月是干季，总降水量仅占全年降水量的15%～30%，干旱少雨。
1.2 数据来源
该研究数据来源于广西第二次土壤普查，以土种为基础分类单元的土壤分类级别，全区共观察土壤剖面186973个，其中水稻土平均208亩一个，耕作旱地土壤平均318亩一个，林荒地平均8396亩一个，共分析土壤剖面样15112个（39369层次），理化样53339个，速测样1043381个，共约480万个分析数据。
根据广西第二次土壤普查资料，调查土壤面积为20.08×104km2。其中石灰土所占面积最大：棕色石灰土、棕色石灰泥土占棕色石灰土区域的面积比分别为13.5%和61.7%，红色石灰土、红色石灰泥土占红色石灰土区域的面积比分别为66.1%，17.4%。
1.3 研究方法
利用地理信息系统软件ArcGIS将广西1：50万的土壤图数字化，建立以土种为单位的空间数据库，然后计算各土属每个土层的有机碳含量：选取该土属内所有土壤的典型剖面，按照土壤发生层分别采集土壤有机质的含量、土层厚度、容重等数据，部分土壤容重采用平均值，计算出每个土属的土壤有机质含量，（有机质含量乘以Bemmelen换算系数得0.58作为计算有机碳含量的常量），建立土壤有机质的属性数据库；利用Arc/Info的空间分析功能计算出广西各类土壤的有机碳含量，并绘制广西土壤有机碳密度（土壤有机碳含量与土壤面积的比值）分布图。
各类土壤的有机碳含量：
Ci=0.58×Si∑（HjOjWj）
式中，i为土壤类型，Ci为第i种土壤类型的有机碳储量（t），Si为第i种土类的面积，Hj为第i种土壤的j层的土属平均厚度，Oj为第i种土属的j层的土壤平均有机质含量，Wj为第i种土壤的j层的土属平均容重。
本文土壤有机碳储量的计算方法与王绍强等的方法相同，但计算单位和土壤剖面数量不同。
研究采用如下流程：
数据采集：来源于广西第二次土壤普查以土种为基础分类单元的土壤人类级别，全区共观察土壤剖面186973个其中水稻土平均208亩一个，耕作旱地土壤平均318亩一个，林荒地平均8396亩一个，共分析土壤剖面样15112个（39369层）。
土壤剖面有机质数据库：将广西第二次土壤普查的个种土种的属性数据录入ArcGIS数据库。
广西土壤图数字化：将广西全区的地形图进行矢量化。
空间分析：利用ArcGIS自带的空间分析工具，对数据和矢量图进行分析，得出最后成果图。
2 结果与分析
2.1 土壤有机碳含量
在ArcGIS技术的支持下，运行研究方法，结果表明：0～100cm剖深下广西有机碳储量为16.80×108t，土壤平均有机碳密度为8.37kg/m2。
黑泥田、黑色石灰泥土和烂疤锏挠谢碳密度最高，分别为28.45kg/m2、22.26kg/m2和21.03 kg/m2，这些土壤由于形成发育于山麓坡地以及山间各种微起伏地形的凹地中，有机质分解缓慢，腐殖质富集，造成土壤有机质积累，因此总体上土壤有机密度较高，总面积有293.2km2，占广西土壤面积的0.15%，土壤有机碳储量为54.59×105t，占总储量的0.32%。
杂沙赤红泥土、海积泥土的有机碳密度较低，分别为6.53kg/m2和2.71 kg/m2，分布面积为14.40km2，占广西土壤总面积的0.07%，有机碳含量占总储量的0.027%。
棕色石灰土、沙泥红壤和沙泥赤红壤是广西分布最广的土壤，其平均土壤有机碳密度分别是3.64 kg/m2、6.28 kg/m2和4.55 kg/m2；分布面积分别为4975.9km2、36433.3km2和36967.6km2，分别占全区土壤面积的2.48%、18.14%和18.41%，其土壤有机碳储量分别为26.83%、10.85%和7.98%。棕色石灰土有机质含量高，土层较黑色石灰土深厚，也比较连片，有机质及速效养分都比较丰富，适合各种植物生长，但岩溶地区一般地表水小，地下水埋藏深，水分蒸发大，土壤环境干旱，仅有稀疏灌丛，植被覆盖率低，水土流失大。沙泥红壤一般地处丘陵顶部或中、上部，土体分化层较浅，土层薄，较少开垦利用，多为林、荒地，有机质含量较高。沙泥赤红壤是广西南部的重要土壤资源，生产潜力大，肥力中等。
水稻土作为农业生产的主要土壤，在全区各地都有分布，面积20941.9km2，其平均碳密度为11.4kg/m2，高于全区的平均水平，这主要是由于水稻土长期淹水，且受人为增加肥力的影响，有机质积累较丰富，水稻土土壤有机碳储量2391.9×105t，占全区有机碳储量的14.24%。
2.2 广西土壤有机碳分布特征
土壤有机碳密度空间分布受诸多因子影响，如气候、地形、岩性、土壤和土地利用/覆被等。地表覆被是土壤有机碳的主要来源。就广西而言，从北部百色及桂林等地的原始森林出发，经中部盆地、丘陵至沿海，植被覆盖度总体呈现逐级降低趋势，这也在宏观上决定了广西土壤有机碳密度的分布也具有相似的走势。
气候类型多样，夏长冬短。从气候区划而论，广西北半部属中亚热带气候，南半部属南亚热带气候；从地形状况来看，桂北、桂西具有山地气候一般特征，“立体气候”较为明显，小气候生态环境多样化；而桂南又具有温暖湿润的海洋气候特色。所以从气候条件看，广西北部较之南部，冬季长夏季短，年平均气温低，更有利于有机碳的积累，故北部有机碳密度高于南部。
从全区土壤有机碳密度总体分布图上看（广西土壤有机碳密度分布图），广西西北部、东北部的土壤及南部沿海少量土壤有机碳密度高于中部盆地及山区，土壤有机碳密度为5～7 kg/m2的地区主要分布在桂东的大部分地区，总面积53059.3 km2，占自治区土壤面积的26.42%；土壤有机碳密度为7～9 kg/m2的地区主要有来宾市、河池市的东南以及百色至崇左市的区域，总面积25679.4 km2，占全区土壤面积的12.79%；碳密度为9～11kg/m2的地区主要分布在百色市西部及北部，河池市东北部，桂林北部及东南部，总面积为23008.4km2，占全区土壤面积的11.46%为三者合计占全区土壤面积的50.67%。可见，全区有机碳密度主要在5～11 kg/m2范围内变化。
广西土壤有机碳密度分布图（单位kg/m2）
土壤有机碳密度5 kg/m2的地区主要分布在桂中、桂西及桂北的广大地区，总面积为62468.9km2，占广西土壤面积的31.10%；而土壤有机碳密度11 kg/m2的主要分布在百色市北部及西北部、河池东南部、桂林东南部及钦州市和防城港市周边，总面积36979.0 km2，占全区土壤面积的18.4%。
2.3 广西土壤有机碳密度的比较
砖红壤、红壤、赤红壤是广西的主要土壤类型，分布面积广，占广西土壤面积的64.10%，其土壤有机碳密度0.85～13.45 kg/m2，变化范围较大，这是因为广西地处热带亚热带地区，全年降水较多，温度较高，植物生长茂盛但分布不均衡，长势不同，导致分解速度有快慢之分，且如果土地利用不合理，很容易造成土壤有机质的损失。
3 结语
广西土壤有机碳储量的计算是根据第2次土壤普查的土壤剖面的深度计算的，但土壤剖面以下，仍然含有部分有机碳，加上土壤空间分布的复杂性以及人为活动因素的影响，因此实际广西土壤有机碳含量的数值应该比计算的更大。
广西0～100cm标准剖深土壤有机碳储量为16.80×108t，0～20cm剖深土壤有机碳含量为6.72×108t，占土壤有机碳含量的40.0%，广西地处我国南部边疆，境内以山地为主，山地、丘陵约占陆地面积的68.3%，地形地质条件复杂，雨水充沛且较集中，大雨、暴雨较多，冲蚀力强，极易造成水土流失，土壤有机质的损失。如果不加以阻止，广西土壤腐殖质的损失可以造成生态危机，因为土壤腐殖质是地球表面太阳能的主要累积器，也是保证生物圈生态系统稳定的土壤生产力。
综上所述，必须从源头上治理水土流失，减少乱砍乱伐，升级农业结构，因地制宜，改革生产关系，才能根本上解决土壤有机碳不断流失的局面，改善生态效益，促进农业及广西经济又好又快发展！
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气候变化对土壤的影响范文第4篇
【关键词】 低碳经济；农业；可持续发展
引言
在当今，全球气候变暖已引起了整个世界的关注。据一份调查报告称，在21世纪，全球气候变暖将成为人类最大的威胁。我们要从引起全球气候变暖的原因着手，积极采取相应措施，来应对这一危机。我国在世界上占据着举足轻重的地位，同时也要做出自己的相应贡献，所以我们要积极采取措施来解决问题，因为这不仅仅是我们的责任，也是促进我国农业可持续发展的动力。
1、低碳经济与全球气候变暖的关系
根据联合国环境规划署的最新报告显示，在过去的100年中，由于CO2等气体造成的温室效应已经使全球平均地表气温上升0.3℃～0.6℃；并有90％的可信度认为，近50年来的气候变化主要原因是由人为活动排放的CO2、CH4等温室气体造成的；官方预测说，到2100年全球平均气温将升高1.0℃～3.5℃。
全球变暖已经成为了世界范围内已最热门话题之一，在2007年初的达沃斯世界经济论坛年会上已经指出，气候变暖已经超过了恐怖主义等问题，被认为是未来几年内影响世界的首要问题。目前，在全球气候变暖的这个大背景下，我国的农业走“低碳经济”的发展道路，减少农业生产中产生的温室气体不仅仅可以减少成本，也可以促进我国农业的二次发展。
2、农业是温室气体的一个重要来源
2.1、土壤本身就是一个巨大的碳库：土壤圈是地球岩石圈、大气圈、水圈和生物圈交界的一个圈层，它不仅是人类赖以生存的自然资源和人类与生物生活栖息的基地，而且是生态系统中生物与环境间进行物质、能量交换的枢纽。土壤圈在全球气候变化尤其在全球碳循环中的重要作用可归纳为两方面：①土壤圈是碳素的重要贮存库和转化器。其贮存形式为土壤有机质，它含有的有机碳量占整个生物圈总碳量的3/4。②土壤呼吸使大量的有机碳以CO2形式扩散到大气中。土壤通过呼吸作用释放的到大气中的CO2量是相当大的。
2.2、农业生产是温室气体的一个主要排放源
2.2.1、人类的农业生产活动，已经引起生态系统的明显变化，如开荒、放牧、放火烧荒等。农业生产活动所引起的大气CO2浓度变化是双向性的：一方面，植物可以通过光合作用吸收到的CO2的数量会减少；另一方面，被通过树木等燃烧或腐烂而释放到空气中的CO2数量会增加。
2.2.2、施肥不当会加剧温室效应。向土壤中撒石灰可以降低土壤的酸性，促进农作物的生长；但是在碳酸盐和重碳酸盐在土壤中的的溶解和释放过程会产生大量的CO2。因此施肥也成为了CO2的一个重要排放源。
3、温室气体增多对农业的影响
气候变化对农作物长生的影响主要有三方面：①CO2等温室气体增多，导致全球气候变暖，冰川的融化，海平面的上升，生态系统退化，自然灾害频发，深度触及了农业和粮食安全。在制约农业布局的众多因素中，气候因素是最终的决定性因素。②当气候变化改变了生态环境的状况，为了保证种植业的高产、稳产，人们及时、正确、有力地采取行动是必不可少的，这就需要大量投资。由于气候变化而引起的额外投资，我们把它视为气候变化的间接影响。③CO2是植物光合作用的原料，是作物生长发育的主要生态因子，随着全球变化过程中CO2浓度的增加，作物的生长发育加快，同时能抑制作物的呼吸作用，提高植物水分利用率。作物产量可能会暂时有所上升，但是随着CO2浓度的大量增加，温度的继续升高，产量将随之下降。4℃或更高的温度增长，将使全球粮食产量受到严重的影响。
4、农业响应低碳经济的措施
农业生产的最终目标是弄作物的高产、优质、稳产、高效。在农业生产过程中，应从适应气候变化和减缓气候变化两个方面采取措施，才可以保证弄作物高产、稳产，还可以减缓对气候变化的压力。
4.1、农业适应气候变化的措施：农业生态系统是建立在一定的环境、生物背景上的。随着气候的变化，生物适应性也会随之发生变化。在变化的环境、生物背景上，必须建立与之相对应的农业生态系统，并采取相应的措施，降低气候变暖所引发的自然灾害，其中主要措施有：
（1）根据气候变暖产生的一系列自然环境条件的特点，及时调整农业结构，优化作物布局，改革种植制度。发展对CO2利用高的作物，增加种植密度，控制和减少空地面积，保持全年有充足的吸收和固定CO2的绿色面积。调整作物育种的方向任务，培育作物新品种，加强选育与引进耐中高温型、抗因高温引发病害的新品种作物的工作。（2）根据气候变暖易引发干旱和加快水分蒸发的特点，发展节水型农业，改革灌溉制度，提高灌溉水的利用率，增加抗旱作物种植面积，发展旱作农业，建设水利工程，人为调节降水在地表重分配，可以大大缓解降水时空分布不均与农业用水需求的矛盾。（3）提倡化肥深施，推广缓释长效肥，提高化肥利用率。
4.2、减轻气候变暖压力的措施：在农业生产中控制温室气体排放的许多措施不止可以实现实现温室气体的排放的控制, 还能够提高土壤的肥力，保护土地的持续利用，节省大量开支，增加额外效益。这些措施是：
（1）通过农业生产中产生的的生物燃料代替化石燃料，减少温室气体排放。所有生物燃料, 包括生物燃料作物、农林混合系统、作物秸秆等, 每年大约可代替全球化石燃料消费百分之十左右的碳排放量。（2）提倡非经济产量的资源化利用。农作物副产品应大量进行深加工，如将秸秆作为饲料、工业或手工业原料的比例，发展沼气，直接还田的秸秆粉碎，沤制后施用，加强生物能源的商品化技术研究与推广等。（3）充分利用有限的耕地资源。气候变暖有利于多熟种植，应因地因时的提高复种指数，调整耕作制度。提高耕地利用率不仅可增加碳吸收，还可以降低土壤碳排放。（4）培育推广优良品种。根据我国农业生产实际和未来气候变化趋势，有计划地抓紧培育或引进具有对高温、干旱等极端气候及病虫害有抗性的品种，确保在新的生态环境中农牧产量不断提高，扩大碳的吸收存储。（5）重视土壤的保护和改良。强调施用有机肥，调控化肥施用，加强盐碱涝洼地、黄红壤等低产田的治理和改良，增加土壤有机质，提高单位面积产量，扩大碳吸收，减少碳排放。
5、结论
作为一个以农业为本的国家，我们农业需要从‘低碳发展’的内在规律出发，找到中国巨大社会浪费和环境污染的本源。我们必须摒弃只关注产量而忽视产生大量温室气体问题，而忽视产生大量温室气体，更会给我国的农业可持续增长造成负面影响。因此，创新思维、改变观念，坚持体用结合，从全局出发，走正确‘低碳经济’发展，势必会让我国的农业可持续发展道路走得更远、更稳。
参考文献
[1] 刘德辉，陶于祥. 土壤、农业与全球气候变化[J]. 火山地质与矿产，2000，21（4）：190～195.
气候变化对土壤的影响范文第5篇
关键词：树种；破坏山体；土壤质量
中图分类号：S714 文献标识码：A
引言
通过植树对破坏山体土壤进行改良，对尽快修复山体改善生态环境有特殊意义。选择合适树种种植是比较关键的问题，所以，只有对不同树种对土壤结构、温湿度、酸碱性、活性酶等产生的影响因素做出科学分析，才能有针对性地选择树种，有效改良破坏山体土壤。
1 福建建宁区域气候特征和山体的土壤结构分析
福建建宁地区属于中亚热带季风型山地气候，四季分明，夏季受海洋性气候影响，多刮东南风，冬季常受西北冷空气侵扰，又具有大陆性气候特征。每到冬季，建宁总有冰冻天气出现。一年中3～6月为雨季，5～6月降雨集中，年均降雨量可达1800mm以上，相对湿度为84%，平均日照时数为1738h，年均气温16.8℃。特别是垂直分布的小区域气候差异更大，常呈现“一山有四季，十里不同天”的立体气候。
建宁地区土壤情况比较复杂。由于地貌特征丰富多变，土壤分布不均匀。中低山的下部、丘陵的凹部或洼处为棕红色土壤，叫暗红壤。这种土壤突出较厚，一般达1～1.5m，质地属粘性，有机质以及氮磷钾含量较为丰富。地表枯枝落叶较多，腐殖质较多，肥力较高，按母岩类型可以把这些土壤分为酸性岩暗红壤、中性岩暗红壤、泥质岩暗红壤、基性岩暗红壤、砂质岩暗红壤、石灰岩暗红壤等土属。在低中山中部和顶部，海拔在600～900m之间，还分布着黄红壤。所谓黄红壤就是红壤和黄壤的过渡类型。主要母岩为黑云母花岗岩、凝灰岩、粉砂岩等，土层较厚，达0.9～1.5m。有机质含量较多，肥力较高。按母岩类型可为酸性岩黄红壤、中性岩黄红壤、侵蚀黄红壤、基性岩黄红壤、砂质岩黄红壤、石灰岩黄红壤等土属。
2 树种根系生长对于土壤结构生态环境的适宜性需求
树种根系是植物和外界环境进行物质与能量交换的重要组织，根系分泌物对土壤质地改良有重要影响。尽管植物不能像动物一样行走移动，但是植物完全可以通过根系的自我调节保持自身的营养平衡，也能够通过改变根系分泌物的组成来对抗缺氧、旱涝、重金属毒害等恶劣环境。根系可以从土壤中吸收需要的营养物质，调节生态平衡，也能够对外界释放各类化学物质，这是一个相互交换、相互影响的过程。
3 不同树种对福建建宁地域破坏山体土壤质量的影响
树种根系在改良土壤生态环境方面发挥着重要作用。根系可以改善土壤的物理性质，能够增加土壤非毛管孔隙度，这对土壤有效涵养保水有重要作用。根系尤其是≤1mm径级的须根能够很好地稳定土层结构，这对增加土壤2mm粒级水稳性团粒也有帮助，从而创造冲性土体构型的生物动力学性质。
3.1 破坏性山体的形成
破坏山体形成原因很多。交通设施建设，如公路铁路的建造；矿产开采，如煤矿开采；国防和其他建设；自然灾害，如山体滑坡、植被破坏形成的水土流失等。山体被破坏，生态系统遭受严重干扰，甚至会对山体土壤造成无法挽救的退化，而种植树木草皮能够有效修复被破坏的山体，改良土壤质量。
3.2 不同树种对山体土壤的影响
破坏的山体需要修复，选择什么样的树种种植最合适，这是首先要解决的问题。福建建宁地域属于中亚热带季风型山地气候，降雨量充沛，适合多种树木生长发育。天然阔叶林和针叶林是主要林种，由于人为因素的作用，一大批人工林替代了天然林。通过对比不难发现，杉木人工林取代天然次生阔叶林之后，表层土壤总有机碳含量下降30%～60%，土壤中氮、磷、pH值以及土壤C/N、C/P比均呈下降趋势；表层土壤细菌、真菌数量大幅减少；土壤脲酶、蔗糖酶、过氧化氢酶和脱氢酶活性也有所下降，而土壤多酚氧化酶活性增加。由此可见，不同树种对山体土壤的影响是不容忽视的。
3.3 对土壤结构的改良
土壤和树木根系交互作用，形成根与土壤特定的微生态环境，树木根系对土壤的作用可以改变土壤的物理结构、化学成分等。这对改善优化土壤、保持土壤圈的天然正常环境有着不可替代的作用。
福建建宁气候条件适宜众多树种生长发育，甜槠、米槠、栲树等阔叶树种分布极广。这些阔叶林对土壤结构的改善效果是明显的。阔叶林不仅能够给表层土壤提供大量枯枝烂叶，提高腐殖质含量，其发达的根系也能够发挥很好的涵养效果，能够增加非毛管孔隙度，有效改善土壤内环境。
建宁山体土壤多为黄红壤，马尾松、杉木、黄山松、油松等针叶树种也有大量种植。不管是天然林还是人工林，这些树种对土壤的改良效果相对要差一些。像马尾松林，由于其经济效益低下，群众疏于管理，势必影响土壤的改良。对马尾松林的改良，就是对黄红壤的改良。要引入母树林，引种同类速生品种，逐步改良。要有计划地营造松阔混交林，才能有效改善土壤结构，防止土壤退化。
3.4 对土壤温湿度及酸碱度的影响
不同树种对土壤温湿度和酸碱度的影响一直被人们所忽视，这是需要认真研究的课题。土壤需要正常呼吸才能确保内部环境的健康，而树木对土壤内部环境的作用是直接的，对调节土壤温度湿度酸碱度也是非常敏感的。正确选择树种对有效改善破坏山体土壤质量，当然也是有积极意义的。
没有植被没有植物根系作用的土壤，不仅透气性差容易板结，其温度湿度都较低，土壤健康指数很差。阔叶林、针叶林、阔阔混交林、阔针混交林、针针混交林对土壤保温都有很好的效果。通过研究对比，阔叶林、阔阔混交林和阔针混交林保持土壤温湿度的效果更好一些，其他相对差一点。
福建建宁属于高温多雨地域，破坏山体土壤的盐基易淋失，容易形成酸性土壤。如何利用树种来调节其酸碱度，有效改良土壤质量，这也是需要认真考虑的。相关研究表明，选择阔叶林种植，像种植桉树就可以提升土壤的pH值。还可以根据当地实际选择喜欢酸性土壤的树种，在福建建宁可以选择红松、马尾松、香榧、红豆杉、杉木、栀子花、银杏等树种种植，对有效调节土壤酸碱度很有帮助。
3.5 对土壤肥效养分有机质的影响
树木从土壤中吸收大量营养元素，又以枯落物形式归还土壤养分，对破坏山体土壤修复来说，选择能够迅速改良土壤的树种种植，当然是最理想的选择。不同树种因其枯落物数量、特征等差异，直接影响到树下土壤养分状况。根据相关研究，福建建宁地域常绿阔叶林和混交林树种是比较合适的，不仅枯落物中N、P、K含量高，在转化释放过程中也表现很理想，相比马尾松等针叶树种要有一定优势。
3.6 对山体土壤酶活性的影响
土壤酶活性是反应土壤质量高低的重要生物学指标。不同树种选择、树种培育模式、人工管理方式及措施等原因，都可以改变土壤酶活性。相关研究表明，人工林取代天然林，土壤酶活性有下降趋势，而纯林生态系统的稳定性更差。由于阔叶林中枯落物的分解程度较针叶林高，采用针阔混交林模式，应是培育人工林的有效途径。根据土壤质量的变化来看，针阔混交林对土壤生物学质量的改善是明显的。像杉木和建柏混交，土壤转化酶、蛋白酶的活性都比纯林高很多。油松和刺槐混交，杨树与刺槐混交，都可以取得不错的改良效果。
4 结语
通过对不同树种的比对，在福建建宁地域，选择常绿阔叶树种种植，或者选择针阔混交林的方式，对有效改良破坏山体土壤质量有很好的调节作用，特别是混交林抗性更强。我们不应该忘记，2008年的冰冻灾害，给建宁林业带来了毁灭性打击，而损失最严重的就是大片的纯林，混交林就好很多。因此，大力发展混交林种植，对改良破坏山体土壤有益，对应对自然灾害同样有积极意义。
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