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典型岩溶区不同土地利用类型土壤CO2浓度时空变化特征及影响因素分析

郑维熙 周忠发 朱粲粲 梅再美 汤云涛 安丹

郑维熙, 周忠发, 朱粲粲, 梅再美, 汤云涛, 安 丹. 典型岩溶区不同土地利用类型土壤CO2浓度时空变化特征及影响因素分析[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 594 − 601 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020011001
引用本文: 郑维熙, 周忠发, 朱粲粲, 梅再美, 汤云涛, 安 丹. 典型岩溶区不同土地利用类型土壤CO2浓度时空变化特征及影响因素分析[J]. 土壤通报, 2021, 52(3): 594 − 601 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020011001
ZHENG Wei-xi, ZHOU Zhong-fa, ZHU Can-can, MEI Zai-mei, TANG Yun-tao, AN Dan. Spatiotemporal Variation Characteristics of CO2 and its Influencing Factors under Different Land Use Types in Typical Karst Areas——A Case Study of the Shuanghe Cave, Guizhou[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 594 − 601 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020011001
Citation: ZHENG Wei-xi, ZHOU Zhong-fa, ZHU Can-can, MEI Zai-mei, TANG Yun-tao, AN Dan. Spatiotemporal Variation Characteristics of CO2 and its Influencing Factors under Different Land Use Types in Typical Karst Areas——A Case Study of the Shuanghe Cave, Guizhou[J]. Chinese Journal of Soil Science, 2021, 52(3): 594 − 601 doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020011001

典型岩溶区不同土地利用类型土壤CO2浓度时空变化特征及影响因素分析以贵州双河洞为例

doi: 10.19336/j.cnki.trtb.2020011001
基金项目: 国家自然科学基金项目(41361081,41661088)、贵州师范大学资助博士科研项目(GZNUD[2017]6号)和贵州省高层次创新型人才培养计划(黔科合平台人才[2016]5674)资助
详细信息
    作者简介:

    郑维熙(1995−),女,硕士研究生,主要研究方向为喀斯特地貌、洞穴与土壤有机碳研究。E-mail: zwx0041@163.com

    通讯作者:

    E-mail: fa6897@163.com

  • 中图分类号: S147.2

Spatiotemporal Variation Characteristics of CO2 and its Influencing Factors under Different Land Use Types in Typical Karst Areas——A Case Study of the Shuanghe Cave, Guizhou

  • 摘要: 为揭示典型岩溶地区不同用地类型下土壤CO2的时空变化特征及其影响因素,于2018年1月 ~ 2019年8月对白云岩分布的贵州绥阳双河洞地区6种典型用地的5、20、40和60 cm深度土壤CO2浓度进行了为期一年的监测、采样和室内实验。并运用数理统计分析方法对各指标进行综合分析,进一步探究影响土壤CO2时空变化的主要影响因子。结果表明:不同用地类型下土壤CO2各深度平均浓度均表现出明显的夏秋高、冬春低的季节性变化特征,年平均浓度最高出现在10月,浓度值为23276 ppm,最低在1月,浓度值为6602 ppm;不同用地类型下土壤CO2浓度表现为旱地(19967 ppm) > 灌草地(17098 ppm) > 灌丛地(15054 ppm) > 有林地(11494 ppm) > 退耕还林地(10529 ppm) > 撂荒地(6147 ppm),且除有林地土壤CO2随着深度加深,表现出先减小后增加的特征外,其余五种用地类型下土壤CO2均表现出随土层深度增加而增加的趋势;土壤温度、土壤含水量、有机碳含量、孔隙度与土壤CO2浓度均成正相关关系,相关系数分别为0.406、0.252、0.382、0.703。相关性分析表明土壤温度、土壤孔隙度对土壤中CO2的产生和保存具有显著影响。
  • 图  1  不同土地利用类型土壤CO2浓度月平均值变化

    Figure  1.  Changes of soil CO2 concentration with months under different land use types

    图  2  不同土地利用类型下土壤CO2浓度随土层深度变化

    Figure  2.  Soil CO2 concentration with soil depth under different land use types

    图  3  土壤CO2浓度和土壤温度随月份的变化

    Figure  3.  Changes of soil CO2 concentration and temperature with months

    图  4  土壤CO2浓度和土壤含水量随月份变化

    Figure  4.  Changes of soil CO2 concentration and water content with months

    表  1  不同土地利用类型土壤样品采集基本情况

    Table  1.   Basic situation of soil sampling under different land use types

    用地类型
    Type of land use
    采样点编号
    Number
    海拔(m)
    Altitude
    植被盖度(%)
    Vegetation coverage
    植被状况
    Vegetation condition
    土壤机械组成(%)
    Soil mechanical composition
    黏粒( < 2 μm)
    Clay
    粉粒(2 ~ 50 μm)
    Silt
    砂粒( > 50 μm)
    Sand
    撂荒地 SH1# 774 28 杂草 9.27 82.38 8.35
    退耕还林地 SH2# 735 59 人工林 13.64 83.27 3.09
    有林地 SH3# 687 82 天然乔木 15.79 81.22 2.99
    旱地 SH4# 962 43 玉米 7.57 84.01 8.41
    灌丛地 SH5# 850 67 灌木和杂草 10.59 84.31 5.10
    灌草地 SH6# 760 56 天然次生小灌木,杂草 10.05 83.17 6.78
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    表  2  土壤CO2浓度平均值与其他土壤理化性质的相关性分析

    Table  2.   Correlation analysis between soil monthly average CO2 concentration and soil physical and chemical indices

    土壤理化指标
    Chemical and physical index of soil
    样品数
    Sample number
    相关系数
    Correlation coefficient
    温度 12 0.406*
    含水量 12 0.252*
    有机碳 12 0.382*
    孔隙度 12 0.703**
      注:**在0.01级别(双尾)相关性显著 *在0.05级别(双尾)相关性显著
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-01-10
  • 修回日期:  2020-01-24
  • 刊出日期:  2021-06-04

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