文档介绍：集约化农区经济发展对耕地土壤有机碳含量变化的影响
徐艳1,张凤荣1*,郑必昭2,孔祥斌1
1. 中国农业大学土地资源与管理系,北京 100094;2. 山西省土壤肥料工作站,山西太原 030001
摘要:陆地生态系统土壤有机碳储量变化是全球气候变化研究的重要方面,而耕地土壤有机碳含量是当中最活跃的部分,与人类利用行为以及社会经济发展水平相联系。文章选取黄淮海平原的北京市大兴区、河北省曲周县和黄土高原的山西省兴县的446个耕作层土壤20世纪80年代和2000年的有机碳含量数据和当地的社会经济、投入产出资料,结果表明:20年来,不同区域耕地土壤有机碳含量存在空间变异,但是其空间分布格局并未发生变化;对土地的集约利用并未造成土壤有机碳含量的降低,相反,各区域土壤有机碳含量普遍增加。结合相应的农户调查和统计资料,发现区域经济发展强烈地影响着土壤有机碳储量发生变化。无论自然条件优劣,还是经济发展水平处于何种阶段,经济的发展都能够促使农户增加对土地的投入,经济发达地区有充足的资金和市场保障,通过农业结构调整会增加对土地的投入;经济落后地区追求作物高产,促使土地投入也不断增加;使得作物经济产量和生物产量获得提高,促使耕地土壤有机碳含量增加。
关键词:经济发展水平;投入水平;耕地土壤;有机碳含量;变化
中图分类号:X144 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2006)01-0074-06
土壤碳储量变化被认为是引起全球气候变化的主要原因之一[1-2],有关土壤碳的研究也引起了学术界和各国政府的充分重视[3-6]。对于耕作土壤来说,土壤有机碳含量既受自然条件的影响[7-8],更受人类活动(主要是能源消耗和土地利用变化)的影响[9-11]。通常自然土壤随着开垦和耕种年数的增加,土壤有机碳含量不断下降,最终维持在一个较低水平的土壤有机碳平衡阶段[12-14]。而耕作土壤有机碳含量主要与每年土壤有机碳输入量和土地利用强度有关[15]。笔者认为,中国地少人多的国情决定了降低土地利用强度是不可取的,只能采用集约利用土地的方式,因此土壤有机碳含量变化更多地是由土壤有机碳的输入水平决定。经济的发展能够促进农业经营增加对土壤有机碳输入,就会提高土壤有机碳含量;不同区位以及经济发展水平对此的驱动机制会有所不同。
为了研究区域耕作土壤有机碳含量的变化与当地经济发展的关系,本文选择北京郊区、黄淮海平原农村腹地、黄土高原区的典型区县作为研究对象,通过采样测定土壤有机碳含量,并将测定的土壤有机碳含量与第二次土壤普查时土壤有机碳含量比较,计算20年来的耕地土壤有机碳含量变化,证明区域经济地理位置及其经济发展对土壤有机碳含量的影响。
1 研究区域与研究方法
研究区域
研究样区分别选取位于黄淮海平原区的北京市大兴区和河北省曲周县,以及地处黄土高原的山西省吕梁地区的兴县(图1,下页)。
北京市大兴区和河北省曲周县位于黄淮海平原。自然条件比较一致,年均气温11~ ℃, 年平均降水550~570 mm,雨热同期,≥10 ℃积温4100~4500 ℃,无霜期190~200 d。土壤类型主要是潮土,土地平坦,土层深厚,土质适宜耕作。热量条件可以满足一年两熟制,整个黄淮海平原区最典型的种植制度也是冬小麦-夏玉米连作,此外还种植棉花等。
地处黄土高原区的山西省兴