绿地碳储量影响因素.docx
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绿地碳储量影响因素
安徽农业大学
毕业论文
论文题目合肥环城公园绿地碳储量影响因素
姓名
徐晓雷
学
号
09109036
院系
林学与园林学院
专
业
09园林
指导教师
徐小牛
职
称
教授
中国合肥
o一三年五月
安徽农业大学学士学位论文（设计）开题报告
课题名称
合肥市环城公园绿地碳储量影响因素
课题来源
学生姓名
徐晓雷
专业
09园林
学号
09109036
指导教师姓名
徐小牛
职称
教授
研究内容
通过对特点，并从响因素。
1■合肥市环城公园不冋群落下的土壤碳含量的测定，研究城市土壤碳含量的植物配植模式，土壤容重以及土壤含水率等方面研究影响土壤碳储量的影
研究计划
2013年3月01日-3月15日进行文献的查阅、整理，搜集资料，开题
2013年3月16日-4月30日土壤样品的采集、分析
2013年5月01日-5月15日实验数据处理及论文初稿的完成
2013年5月16日-5月25日定稿
2013年6月论文答辩
特色与创新
目前国内外对土壤碳储量的研究已经有一定的成果，但是研究主要集中在森林、草地、农田生态系统，而对城市土壤碳含量方面研究还比较少。
研究合肥环城公园绿地土壤碳储量特点，能够为合肥城市土质调控、植物的配置、土地的可持续利用以及为城市绿地土壤碳含量研究工作的开展提供数据基础和研究方法。
指
导
教师
意
见
教研室意见
学院意见
主要领导签名：
年月日
摘要：
1
关键词：
1
1引言1
2材料与方法1
2.1研究区概况1
2.2研究方法2
3分析与结果3
3.1研究地土壤容重3
3.2研究地土壤含水率3
3.3不同土层SOC含量的差异4
3.4不同林分下土壤碳含量的差异5
4讨论5
4.1土壤容重对土壤含碳量的影响5
4.2含水率对土壤含碳量的影响6
4.3群落类型对土壤含碳量的影响6
参考文献7
致谢8
合肥环城公园绿地碳储量影响因素作者：
徐晓雷指导老师：
徐小牛教授（安徽农业大学林学与园林学院09园林09109036）
摘要：
城市土壤碳储量是陆地碳储量的重要组成部分。
为研究土层深度与植被配置方式对城市土壤碳储量的影响，本实验选取了合肥市环城公园不同植被配置模式下（疏林草地、针叶林、阔叶林、针阔混交林，0-20cm土壤有机碳SOC）含量进行分析。
结果表明：
在调查的15个林分样本中，0-10cm土层的有机碳含量分布在3.9-64.7
g.kg-1之间，10-20cm土层有机碳（SOC）含量分布在2.2-45.2g.kg-1之间。
不同配置模式群落下的土壤中的有机碳含量差异明显，在0-10cm的土层，有机碳含量的大小为：
疏林（8.9g.kg-1）＜针叶林（10.2g.kg-1）＜针阔混交（25.3g.kg-1）＜阔叶林（25.45g・kg-1）；10-20cm土层碳含量大小则依次为：
疏林（9.2g.kg-1）＜针叶林（12.05g.kg-1）＜阔叶林（13.0g.kg-1）＜针阔混交林（15.4g.kg-1）。
可见，不同群落结构下的土壤有机碳含量是有一定差异性的。
不同群落下土壤碳贮量
变化范围是：
0.84—9.36kg•就，尤其以阔叶林和针阔混交林群落下的土壤有机碳贮量较高，而疏林和针叶林下
土壤有机碳贮量相对较低，，土壤中有机碳储量大小依次为：
疏林（2.18kg.m-2）＜针叶林（2.68kg.m-2）＜针阔混交林
（4.62kg.m-2）＜阔叶林（4.76kg.m-2）土壤的容重和含水率对土壤碳储量有一定的影响，相关分析得出，土壤容重与其碳储量呈负相关（r2=0.14）。
关键词：
城市土壤；土壤有机碳；植被配置模式；土层深度
1引言
土壤碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分，包含动植物及微生物遗体、分泌排泄物及其
分解物与土壤中的腐殖质⑴。
地球大约有1.4＞10'18-1.5W'18g的有机碳（SOC）贮存于地球土壤中，是陆地上植被碳库（0.5＞0-18-0.6W'18g）的2.3倍。
因此，土壤SOC库的小幅度变化都能对世界气候和环境产生巨大的影响[2]。
怎样科学有效的利用土壤碳库，提高土壤质量，已成为国内外众多学者研究的重点。
目前，国内外对土壤SOC的研究方向主多数在森林[3]，郊区草地土壤SOC的特点和影响它们的因素，但是关于城市土壤含碳量特点的研究较少。
目前城市化日益加剧，城市面积不断扩张，城市土壤碳库成为陆地土壤碳库举足轻重的一部分[4]。
因此，研究城市土壤
SOC储量的特点是非常有意义的。
SOC在绿地土壤中的含量以及它的动态平衡是衡量土壤质量的一个重要标准[5]，能够预示土
壤肥力的可持续性的长短。
合肥环城公园是环绕合肥的一条绿带，拥有较为丰富的植被，在研究土壤碳储量与植物群落配置模式的相关关系时，具有代表性，能够得到较为全面地数据，进行科学的分析，为合肥城市土质调控、植物的配置和土地的可持续利用,以及为城市绿地土壤含碳量研究工作的开展提供数据基础和研究方法。
2材料与方法
2.1研究区概况
合肥位于安徽省中部（北纬320、东经1170），长江淮河之间、巢湖之滨，属亚热带湿润季风气候其特点是：
四季分明，气候温和，雨量适中，春温多变，秋高气爽，梅雨显著，夏雨集中。
年平均气温15.7C，降雨量近1000mm。
合肥环城公园位处市中心，是由南淝河及古护城河构成，绵延8.7km，形成面积137.6hm的敞开式环城公园。
合肥地区土壤主要是粘盘黄棕壤，土质粘重、渗透性透气性差，肥力不高为其主要特征。
在调查中，以疏林草地，针叶林，针阔混交林，阔叶
林为标准选择了15块样地（表1）
表1.样地概况
Table1.Outlineofthesamplingstands
样地
植被密度
（株/10m2）
平均树高
（m
平均胸径（cm）
土壤含水率（%
土壤容重
（g.cm-3）
土壤有机碳（SOC
含量
主要树种
0-10cm
10-20cm
1
7.7
19.40
10.35
8.56
0.94
45.00
21.00
香樟雪松
2
15.5
19.60
14.10
7.33
1.20
8.50
9.20
国槐桂花
3
15.1
27.00
15.88
19.34
1.23
17.80
11.20
重阳木
4
4.2
11.00
7.36
15.70
1.10
14.21
15.6
二乔玉兰广
玉兰
5
4.5
54.94
12.30
16.05
1.18
14.2
5.8
国槐广玉兰
6
17.1
13.66
11.82
21.54
1.13
9.6
24.4
水杉棕榈
7
7.6
31.60
15.70
11.87
1.22
9.1
14.3
国槐林
8
4.2
24.3
13.62
12.21
1.20
17.5
23.5
雪松蜀桧
9
6.2
17.54
14.03
17.58
0.88
10.3
35.4
枫香
10
15.8
15.82
15.88
8.75
1.01
16.5
45.3
无患子林
11
2.5
25.17
16.80
15.50
1.24
27.5
16.4
喜树
12
11.3
28.21
11.33
6.74
1.27
7.8
4.6
圆柏三角枫构树雪松
13
14.7
48.07
25.43
12.65
1.21
10.7
8.2
法梧
14
5.5
28.87
11.56
11.38
1.36
3.7
2.1
广玉兰女贞朴树
15
4.3
25.64
16.23
11.43
0.89
64.3
32.9
构树枫杨
2.2研究方法
在实地踏查基础上，选择立地环境、树种构成具有代表性的典型林分，根据园林植物的群
落结构和地形因素设置15块标准样地。
记录其群落结构，进行土壤采集与调查。
在各个样地采
集土壤样本时，依照0-10cm和10-20cm两个土层分别取样。
采用环刀法测定土壤容重；采用烘干法测定土壤含水量。
用土壤钻采集土样，采集的样本在室内自然风干后过2mm筛，密封存放于朔料瓶中，用于其有机质含量分析。
碳含量测定方法是在加热条件下，用一定量的氧化剂（重铬酸钾一硫酸溶液）氧化土壤中的SOC，剩余的氧化剂
用还原剂（硫酸亚铁铵或硫酸亚铁）滴定⑹。
所用公式为：
土壤容重©cm-3）=环刀内湿土重x100/环刀容积x（100+含水率）土壤含水率（％）=［（鲜土重一干土重”鲜土重］x100%
SOC密度（g.kg-1.m-2）=SOC平均含量x土壤容重x土层厚度x（1—砾石含量）/100
SOC储量（g.kg-1）=SOC密度x研究地面积
3分析与结果
3.1研究地土壤容重
研究表明，0—20cm土壤容重主要集中在1.0g.cm-3-1.5g.cm-3之间，比重为78.3%;容重小于1.0g.cm-3的样地数占20%，而土壤容重大于1.5g/cm3的样地仅1块（图1）。
1.5
以上g/cm3
0-1
IIIIII
0102030405060
频度（%
图1.土壤容重频度分布
Figi.Frequencydistributionofsoilbulkdensity
3.2研究地土壤含水率
频度
图2.土壤含水率频度分布
Fig2.Frequencydistributionofsoilmoisturecontent
0-20cm土层样本含水率主要集中在7.6%-26.97%之间，主要分布10%-15%之间，比重占
48.5%，而含水率在15%-20%的占中体比重27%。
样地之间土壤样本的含水率差异相对较大（图
2）。
3.3不同土层SOC含量的差异
研究的15个样地里，每个样地测量0-10cm土层和10-20cm土层两种土样。
10cm土层SOC含量范围在3.9-64.7g.kg-1，其中它们SOC的含量平均水平为21.43g.kg-1;10-20cm土层SOC的含量分布在3348.25g.kg-1之间，其平均值为15.65g.kg-1。
0-10cm深土层SOC含量最高的样地
为样地15的65.8g.kg-1、样地2的52.0g.kg-1以及样地12的55.68g.kg-1，10-20cm深的SOC含量最高的为样地8的44.3g.kg-1，样地7的36.5g.kg-1、样地15的33.1g.kg-1。
通过对比不同土层的SOC含量我们发现，总的来说，0-10cm土层土壤中的SOC含量要比10-20cm深的土壤中的
图3.不同土层SO（含量频度分布
Fig3.differentfrequencydistributionofsoilorganiccarboncontent
这一结果的原因与树木地上部分凋落物腐化转化为土壤中的SOC相关［7］;但是在所测得的数
据里有6个样地10-20cm深的土层中SOC的含量要比O-IOcm的土层要高一些，这可能是因为环城公园人类干扰影响较大，有一小部分样地中10-20cm的土层的SOC含量要高于0-10cm土层的
SOC含量［8］。
不同样地，在0-20cm土层土壤的碳贮量变化也比较较大，碳贮量范围在0.88-9.57kg.m-2,
平均值为4.33kg.m-2。
土壤SOC贮量最高的是样地15,为9.48kg.m-2。
碳贮量主要变化区间在
2.5-4.5kg.m-2，所占比重为46.77%,4.0-6.0kg.m-2，所占比重为24.7%。
图4.0-20cm土层土壤贮碳量
Fig4.0-20cmsoillayersoilcarbonstorage
3.4不同林分下土壤碳含量的差异
所调查15个样地中，不同林分类型，不同土层的土壤SOC的含量差异较大，总的来说，0-10cm土层的SOC含量要比10--20cm的土层SOC含量高。
但是在测量分析的数据中，有6个样地
10—20cm土层的SOC含量比0--10cm土层的高，这可能是因为人为因素干扰的结果。
在人流量较为集中的地方，由于人为因素导致部分凋落物不能进入土壤转化为SOC，然而土壤下层因较多
根系的伸展交错，有机质积蓄较多［9］，从而导致下层土壤SOC含量比0-10cm的表土层碳含量高。
不同群落类型下土壤SOC含量相比，在0-10cm表土层，疏叶林＜针叶林＜阔叶林＜针阔混交林；而在10-20cm土层，疏林＜针叶林＜针阔混交林＜阔叶林。
不同群落类型的土壤碳储量范围主要分布在：
0.84-9.36kg.m-2（图4）。
不同群落类型土壤SOC贮量差异较大，阔叶林和针阔混交林群落的土壤SOC贮量相对较高，而针叶林及疏林地土壤SOC贮量相对较低，在土壤SOC贮量依次为：
疏林＜阔叶林＜针阔混交林。
（图5、表2）
表2.SOC含量在不同群落类型中的比较
林分类型
图5SOC含量在不同群落类型中的比较
Fig5.Comparisonoforganiccarboncontentindifferentcommunitytypes
4讨论
4.1土壤容重对土壤含碳量的影响
合肥市环城公园的0-20cm土层的土壤容重主要分布在1.0-1.4g.cm3，处于适合植物生长的容重范围（图6）。
相关分析表明，土壤SOC含量与容重呈负相关（R2=0.14）。
因此当土壤容重增大，有土壤机碳含量呈下降趋势。
图6土壤有机含碳量与容重分析
Fig6.Soilorganiccarboncontentandbulkdensityanalysis
4.2含水率对土壤含碳量的影响
我们对土壤含水率和土壤SOC贮量进行了相关性研究表明两者相关性不显著（r2=0.092）
（图7）。
而在森林土壤碳含量与土壤含水率之间是有相关性的，这可能与城市土壤环境复杂，人
为干扰因素多导致的结果。
30
□
（9
□口□口
□
□
图7土壤SOC含量与含水率分析
Fig.7Soilorganiccarboncontentandmoisturecontentanalysis
4.3群落类型对土壤含碳量的影响
树木凋落物的分解，外界碳的输入以及群落类型决定了凋落物分解进入土壤碳库的类型与量［10］。
不同群落类型的土壤具有不同的固碳能力，不同林分的固碳能力也不同［11］，阔叶林群落
因为树的种累繁多丰富，所以凋落物也比较多而且容易被分解［12］。
土壤有机质含量高，这就导致
了土壤微生物在种群和数量上都比较丰富，所以土壤固碳能力相对比其他林分强。
而相对而言，树种较为单一的林分中，土壤的固碳能力就弱些；疏林地因为植被密度低，构成简单，土壤碳储能力较弱。
但是，合肥环城公园植物群落为城市群落，是人类活动集中地，整体受人类活动干扰很大，绿地上的凋落物会被清扫处理，削弱了凋落物对土壤有机物输入的力度，这就是有些林分表层土壤有机质含量较低的原因，同时土壤活性碳及年矿化碳量也较低，也就是说城市绿地土壤
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Characteristicsofgreenlandcarbonstorageinhuanchengparkofhefei
Author:
XuXiaolei,guideteacher:
XuXiaoniu
（Anhuiagriculturaluniversity）
Abstract:
Urbansoilcarbonisanimportantcomponentoftheterrestrialcarbonreserves.Forthestudyofsoillayerdepthandthevegetationconfigurationmodeforurbansoilcarbon,thisstudyselectedthehefeihuanchengparkunderdifferentvegetationconfigurationmode（thingrass,coniferousforest,broad-leavedforestandmixedneedle,0-20cmofsoilorganiccarbonSOC）contentisanalyzed.Theresultsshowthatinthesurveyof15standsample,0-10cmof
-1
soilorganiccarbonconcentrationdistributionisbetween3.9-64.7g.kgand10-20cmofsoilorganiccarbon（SOC）
-1
contentdistributionisbetween2.2-45.2g.kg.Underdifferentconfigurationmodecommunityinsoilorganiccarboncontentdifferenceisobvious.Inthe0-10cmsoillayer,thesizeoftheorganiccarboncontentisthat:
Openforest-1-1-1
（8.9g.kg）soilcarboncontentsizeinturnisthat:
Openforest（9.2g.kg）（13.0g.kg）hasthecertaindifference.Underdifferentcommunitiesofsoilcarbonreserveschangerangeis:
0.84-9.36-2
kg.m,especiallyinbroad-leavedforestandmixedneedleunderhighsoilorganiccarbon,andopenforestandconiferous
-2
forestsoilorganiccarbonunderrelativelylow,Soilorganiccarboninsizeintheorderis：
Openforest（2.18kg.m）<
-2-2-2
coniferousforest（2.68kg.m）associatedwiththesoilbulkdensityanditscarbon（r=0.14）.
KEYWORDS:
Urbansoil;Soilorganiccarbon;Plantingmodes;Soildepth
本研究及学位论文是在我的导师徐小牛老师的悉心指导下完成的。
他严肃的科学态度，严谨的治学精神，精益求精的工作作风，深深地感染和激励着我。
在此谨向徐老
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