东北地区土地利用变化的土壤碳源汇效应研究

The effect of soil carbon budget under land use is separated into two parts, one is land use change, and the other is land management change. The relative researches in China neglected the effect of land management change for soil carbon budget. Meanwhile, the effect of land use change is expressed by a simple linear function. The greenhouse gas (GHG) emission inventory of land use is important part of national GHG emission inventory. Therefore, there is very important to establish a suitable method for the preparation of the national GHG emission inventory and apply this method to quantitatively assess the regional soil carbon budget under land use. This study intends to establish soil carbon response functions for land-use type conversion using the data derived from the observation and the research articles. The Agro-C model was calibrated by the long term observation data and the woodland/grassland management carbon response functions were derived from the previous article. The multi-source (climate/soil/ remote sensing) spatial data and woodland/grassland/farmland manage data was integrated using the method of data fusion. The spatial and temporal patterns of soil carbon stocks over the past three decades in Northeast China was quantitatively assessed under land use change and land management change. This method will provide guidance for regional soil carbon stocks inventory and the findings will provide the technical support for the regional GHG emission reduction policy.

土地利用对土壤碳收支的影响包括用途转换和管理变化两个层面，国内的相关研究较少考虑管理变化对土壤碳收支的影响，用途转换对土壤碳收支的影响也仅采用简单线性方程表达。土地利用变化导致的温室气体排放为国家温室气体清单重要组成部分，建立一套适合我国国情的清单编制方法并利用该方法定量评估区域土地利用对土壤碳收支的影响意义重大。 本研究拟通过文献调研和观测建立土地利用类型转换土壤碳响应函数，利用农田土壤碳长期定位观测数据校正Agro-C模型，并采用已有的林地/草地管理碳响应函数，融合多源（气候/土壤/遥感）空间数据和（林地/草地/农田）管理数据，定量评估土地用途转换和管理变化条件下的过去三十年东北地区土壤碳储量变化的时空格局。研究方法将为客观评价区域尺度土地利用变化土壤碳储量清单研究提供指导，研究结果将为制定区域温室气体减排策略提供依据。

土地利用对土壤碳收支的影响包括土地转换和土地管理两方面内容，区域尺度土地利用变化和土地管理对土壤碳收支影响统合研究较少见诸文献。本研究分析了东北地区过去三十年(1980-2010)土地利用变化的空间格局并利用土地利用转换空间数据库，采用农田土壤碳长期定位观测数据校正Agro-C模型，整合IPCC清单指南方法，构建适合中国实际的栅格尺度运行的土地利用变化和管理土壤碳源汇计算方法体系。利用该方法，本研究在融合多源（气候/土壤/遥感）空间数据和（林地/草地/农田）管理数据的基础上，定量评估了过去三十年东北地区土地利用类型转换和土地管理对土壤碳储量的影响。.东北农田和林地占国土面积的80%以上，草地面积占比小于10%，其余土地利用面积占比稍大于10%，农田和林地的管理主导了东北地区土地利用变化和管理的土壤碳收支。过去三十年东北农田土壤合计损失了49.3TgC，草地土壤损失了14.2TgC，林地土壤固定了79.6TgC，东北土地利用变化和管理总体上导致了土壤碳的增加，过去三十年一共增加了20.5TgC，年均增加0.68TgC。基于GDP和温室气体排放等比例的假设，依据《中华人民共和国气候变化第二次国家信息通报》提供的数据，过去三十年东北地区土地利用和管理的土壤碳汇抵消了东北地区2005年温室气体排放量的10.7%。.土地利用变化导致的温室气体排放为国家温室气体清单重要组成部分，建立一套适合我国实际的清单编制方法并利用该方法定量评估区域土地利用变化对土壤碳收支的影响意义重大。研究方法可用于国家和省级土地利用变化土壤碳储量清单计算，研究结果可为制定区域温室气体减排策略提供数据支撑。