黄土小流域人工地表景观对土壤有机碳动态变化的影响机制研究

Under the background of global change, as an important part of the ecosystem carbon cycle, the spatio-temporal dynamics of soil organic carbon has been widely concerned. It is urgent to reveal the mechanism of the impact of human activities on the dynamic change of soil organic carbon. In this research, a typical watershed was selected as the study scale on the Loess Plateau, and the spatio-temporal distribution and dynamic change of soil organic carbon were studied from the point of view of artificial landscape. First, this research collects the data through a scientific layout of sampling scheme, then the surface soil organic carbon of high precision spatial distribution simulation was achieved by employing the optimization of the spatial interpolation methods, and then its migration regularity and characteristics will be deduced based on different time periods at the plot scale and watershed scale. In the study the quantitative analysis of topographic features, which has an influence on the surface of soil organic carbon data collection, the spatial distribution and dynamic process, will primarily be used to solve the uncertainty of the small watershed scale on surface soil organic carbon migration process. If the project can be implemented successfully, it can not only reveal the controlling factors of soil organic carbon dynamics, but it also provide data support for the accurate calculation of the total amount of carbon sink in this region.

在全球气候变化背景下，作为生态系统碳循环过程的重要组成部分，土壤表层有机碳的时空动态变化成为当今科学界重点关注的议题。复杂持续的人类活动造就了多样而又有序的人工地表景观，如何定量分析其对土壤有机碳动态变化过程的影响机制成为迫切需要解决的问题。本项目在黄土高原选择典型实验区，以小流域为研究尺度，对土壤表层有机碳的时空分布及动态变化过程展开研究。首先通过科学布设采样方案进行数据采集，然后实现土壤表层有机碳的高精度空间分布模拟，进而基于不同时序的样点及流域尺度上的土壤表层有机碳的变化特征来推演其变化规律。在研究中定量分析人工景观特征对土壤表层有机碳的数据采集、空间分布以及动态变化过程的影响，着重解决小流域尺度上土壤表层有机碳迁移过程的不确定性问题。本项目地顺利实施不仅能够揭示小流域尺度土壤有机碳动态变化过程的影响机制，也能为准确核算黄土高原地区土壤有机碳变化总量提供理论与方法借鉴。

在全球气候变化背景下，作为生态系统碳循环过程的重要组成部分，土壤表层有机碳的时.空动态变化成为当今科学界重点关注的议题。复杂持续的人类活动造就了多样而又有序的人工地表景观，如何定量分析其对土壤有机碳动态变化过程的影响机制成为迫切需要解决的问题。本项目在黄土高原选择典型实验区，以小流域为研究尺度，对土壤表层有机碳的时空分布及动态变化过程展开研究。在项目研究期内，课题研究团队围绕侵蚀地区高精度数字高程模型构建方法、微观尺度下地表地形部位分类、小尺度土壤有机质数据采样及空间分异特征、适用于空间变异复杂变量的空间插值方法、面向人工地表景观的特殊地形DEM构建方法等重点方法技术点展开研究。取得了一系列研究成果，较为典型的成果为：① 在地理变量空间插值方法方面，项目研究团队先后研发了2套新的地理变量空间插值方法，一种反向思维插值方法，一种双权重插值方法。经过大量实验验证分析，新构建的两种方法在DEM构建、生态变量插值等领域具有较高的精度优势。② 在人工地表景观模型构建方面，项目研究团队针对人类活动干扰下地表形态的特殊性，以道路、坡面、陡坎等特殊地形为研究对象，构建了人工地形建模方法。实验结果表明，本研究所构建的人工地形模型具有很高的形态精度，其应用潜力与传统方法相比有极大提升。在本项目的支持与资助下，项目研究团队累计发表论文11篇，其中SCI论文6篇，CSCD论文5篇；申请发明专利9项，其中授权1项，在公示8项；申请软件著作权3项。本项目总体上达到预定的研究目标，研究成果数量超过了申请书中所承诺的数量。