趙明松 李德成 王世航

（1 安徽理工大學(xué)測繪學(xué)院，安徽淮南 232001）

（2 土壤與農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（中國科學(xué)院南京土壤研究所），南京 210008）

土壤有機(jī)碳（Soil Organic Carbon, SOC）是土壤肥力和質(zhì)量的重要指標(biāo)之一，是全球碳循環(huán)過程中重要的碳庫，對(duì)于減緩溫室氣體排放、應(yīng)對(duì)氣候變化有重要作用［1-2］。耕地SOC是農(nóng)田土壤碳庫的重要組成部分，研究耕地SOC及儲(chǔ)量的變化規(guī)律對(duì)了解耕地固碳潛力、應(yīng)對(duì)氣候變化具有重要意義，同時(shí)也為耕地質(zhì)量管理等提供科學(xué)依據(jù)。國內(nèi)外學(xué)者對(duì)耕地SOC變化做了較多的研究。如Maia等［3］采用定位實(shí)驗(yàn)研究了巴西亞馬遜東南部不同農(nóng)業(yè)耕作措施下SOC的變化。Minasny等［4］采用統(tǒng)計(jì)和GIS方法研究發(fā)現(xiàn)爪哇島和韓國連續(xù)種稻30年土壤表層（0～15 cm）SOCD和儲(chǔ)量大幅度增加。

國內(nèi)研究主要以第二次土壤普查資料為基礎(chǔ)，利用不同時(shí)期的耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)、采樣數(shù)據(jù)、發(fā)表文獻(xiàn)的數(shù)據(jù)、模型模擬的方法，研究自第二次土壤普查以來國家和區(qū)域尺度上耕地SOC及儲(chǔ)量的變化特征。如Pan等［5］利用全國第二次土壤普查和耕地質(zhì)量監(jiān)測數(shù)據(jù)探討了全國水田表層SOC儲(chǔ)量變化和固碳潛力。黃耀和孫文娟［6］、于嚴(yán)嚴(yán)等［7］、許信旺等［8］根據(jù)發(fā)表的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分析了第二次土壤普查以來全國耕地表層SOC含量變化。區(qū)域尺度上多采用統(tǒng)計(jì)學(xué)、GIS空間分析和地統(tǒng)計(jì)相結(jié)合的方法，探索耕地SOC的時(shí)空變化。如張春華等［9］分析了松嫩平原耕地SOC的變化及固碳潛力。趙明松等［10］采用地統(tǒng)計(jì)方法研究了江蘇省表層SOC的變化及影響因素。高建峰等［11］利用定位實(shí)驗(yàn)分析了吳江市水田表層SOC儲(chǔ)量的變化。王相平等［12］采用地統(tǒng)計(jì)方法研究了瑪納斯縣農(nóng)田表層和1 m土體SOCD及儲(chǔ)量的時(shí)空變化。Wang等［13］利用Century模型模擬了我國東部旱地SOCD的動(dòng)態(tài)變化。Xu等［14］利用DNDC模型模擬江蘇省水稻土SOCD的動(dòng)態(tài)變化。雖然許信旺等［15］、程先富和謝勇［16］利用第二次土壤普查資料討論了安徽省SOCD空間分布及影響因素，但對(duì)于近30年來全省耕地SOCD及儲(chǔ)量的變化及影響因素的研究較少。

安徽省是農(nóng)業(yè)大省，耕地面積為7.7 5萬km2（2010年），據(jù)第二次土壤普查，全省耕地肥力較低，約有31.1%的耕地有機(jī)質(zhì)含量低于15 g kg-1［17］。因此，本文利用安徽省第二次土壤普查和2010—2011年采樣數(shù)據(jù)，采用GIS空間分析方法，探討第二次土壤普查以來全省耕地表層（0～20 cm）和1 m土體中SOCD和儲(chǔ)量的時(shí)空變化規(guī)律及與農(nóng)業(yè)管理措施的關(guān)系，為提高安徽省耕地質(zhì)量、增加耕地固碳潛力等提供數(shù)據(jù)支持。

1 材料與方法

1.1 研究區(qū)概況

安徽?。? 1 4°5 4′～1 1 9°3 7′E，29°41′～34°38′N）位于長江、淮河中下游，總面積為13.96萬km2。全省地處亞熱帶與暖溫帶的過渡地區(qū)，年均氣溫14～16 °C，年均降水量800～1 800 mm。全省地勢西南高、東北低，地形地貌南北差異較大，由北至南分為淮北平原、江淮丘陵崗地、沿江平原區(qū)、皖西大別山區(qū)和皖南丘陵山區(qū)五個(gè)地理區(qū)域（圖1）。主要的耕作土壤類型為：潮土、水稻土、砂姜黑土、黃褐土、黃棕壤等。全省耕地主要分布在淮北平原、沿江平原和江淮丘陵崗地，占耕地面積的85% 以上?；春右员币孕←湣衩祝ù蠖梗┹喿鳛橹鳎春右阅弦杂筒耍ㄐ←湥据喿鳛橹?。

1.2 數(shù)據(jù)來源

圖1 耕地土壤剖面分布圖 （Ⅰ.淮北平原、Ⅱ.江淮丘陵崗地、Ⅲ.沿江平原、Ⅳ.皖西大別山區(qū)、Ⅴ.皖南丘陵山區(qū)）Fig. 1 Distribution maps of farmland soil profiles （Ⅰ. Huaibei Plain, Ⅱ. Jianghuai hilly downland, Ⅲ. Riverine Plain, Ⅳ.Dabieshan Mountain in West Anhui, Ⅴ. South Anhui hilly area）

1.2.1 土壤數(shù)據(jù) 1980年土壤數(shù)據(jù)來自全國第二次土壤普查時(shí)期，《安徽土種志》［18］中記錄的163個(gè)耕地土壤剖面。2010年土壤數(shù)據(jù)為國家科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)“我國土系調(diào)查與《中國土系志》編制”和中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)子課題“華東農(nóng)田固碳潛力與速率研究”中安徽省162個(gè)耕地土壤剖面。采樣時(shí)間為2010—2011年，其中土系調(diào)查94個(gè)耕地土壤剖面，均在第二次土壤普查時(shí)期的典型剖面附近采集（圖1）。“農(nóng)田固碳潛力”課題中根據(jù)安徽省的農(nóng)業(yè)耕作特點(diǎn)，從淮北平原、江淮丘陵崗地區(qū)和皖南低山丘陵區(qū)選取三個(gè)典型縣區(qū)：蒙城縣以旱作、麥—豆輪作為主，采集23個(gè)剖面；定遠(yuǎn)縣以水旱輪作、小麥（油菜）—稻輪作為主，采集23個(gè)剖面；宣州區(qū)以水田、雙季稻為主，采集22個(gè)剖面（圖1）。土壤屬性數(shù)據(jù)包括SOC含量、土層厚度、容重等數(shù)據(jù)，兩個(gè)時(shí)期的SOC含量采用重鉻酸鉀（K2Cr2O7）氧化—滴定法測定［19］。

1.2.2 空間數(shù)據(jù)與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù) 空間數(shù)據(jù)：（1）安徽省1 : 50萬土壤類型圖，ArcGIS矢量格式；（2）1980和2010年土地利用數(shù)據(jù)，來源于長江三角洲科學(xué)數(shù)據(jù)共享平臺(tái)（http://nnu.geodata.cn），ArcGIS矢量格式；（3）安徽省地貌單元圖。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：《安徽省統(tǒng)計(jì)年鑒（2000—2011）》電子版［20］。

1.3 研究方法

SOCD采用式（1）估算：式中，S O C D為一定厚度的土層的S O C密度（kg m-2），n為土層數(shù)，θi為i層中＞ 2 mm礫石含量（體積百分含量），ρi為i層的土壤容重（g cm-3），Ci為i層的SOC含量（g kg-1），Ti為i層的土層厚度（cm）。第二次土壤普查時(shí)部分土層的容重缺失，用相同土屬或亞類的相應(yīng)土層的容重均值代替。

SOC儲(chǔ)量采用式（2）估算：

式中，C表示區(qū)域內(nèi)某一種土屬SOC儲(chǔ)量（t），Si表示土壤圖中某一土屬圖斑面積（m2），n表示區(qū)域內(nèi)土壤圖中某一土屬圖斑的數(shù)量。

本研究采用基于土壤學(xué)專業(yè)知識(shí)（Pedological professional Knowledge Based，PKB）的方法，將土壤剖面與土壤類型圖進(jìn)行連接，該方法利用GIS技術(shù)，根據(jù)土壤類型一致與相似性、土壤成土母質(zhì)相同或相近、土壤剖面點(diǎn)位置與同類型土壤分布區(qū)域一致或鄰近等原則，將每個(gè)土壤剖面數(shù)據(jù)與空間數(shù)據(jù)庫中對(duì)應(yīng)的圖斑單元進(jìn)行連接，生成土壤屬性的空間分布圖［21-22］。

從安徽省1980年、2010年土地利用圖中提取耕地的分布，再與數(shù)字化土壤圖疊加生成兩個(gè)時(shí)期全省耕地—土壤圖。根據(jù)式（1）估算1980年、2010年耕地土壤的表層和1 m土體中SOCD，利用SPSS 18.0對(duì)兩個(gè)時(shí)期SOCD進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)和方差分析。然后采用PKB方法在ArcGIS中將耕地土壤的SOC數(shù)據(jù)與耕地—土壤圖連接，生成安徽省耕地SOCD空間分布圖，根據(jù)式（2）在數(shù)字化耕地—土壤圖的屬性表中利用圖斑面積計(jì)算SOC儲(chǔ)量。在ArcGIS中將1980年和2010年表層和1 m土體SOCD圖轉(zhuǎn)換成柵格數(shù)據(jù)（100 m分辨率），運(yùn)用柵格運(yùn)算和區(qū)域統(tǒng)計(jì)功能，分析全省和各地理區(qū)域的耕地SOCD空間格局及儲(chǔ)量變化。最后，按照Huang等［23］的方法利用作物產(chǎn)量估算各縣市農(nóng)作物根系中的有機(jī)物質(zhì)總量，探討各縣市耕地的SOC儲(chǔ)量變化與根系中有機(jī)物質(zhì)總量的關(guān)系。

2 結(jié) 果

2.1 1980—2010年全省耕地SOCD的時(shí)間變化

表1為安徽省1980年和2010年耕地SOCD及變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果。從耕地表層SOCD變化看，1980—2010年全省耕地SOCD平均值增加0.28 kg m-2，變異系數(shù)從57.64%降低至34.18%，表明2010年耕地SOCD的變異程度降低。不同地理區(qū)域的表層SOCD變化差異較大（表1）?；幢逼皆脱亟皆豐OCD增加較多，均高于全省平均水平；江淮丘陵崗地有少許增加；皖南丘陵山區(qū)和皖西大別山區(qū)耕地SOCD平均減少0.29 kg m-2和0.09 kg m-2。旱地的SOCD平均增加0.69 kg m-2遠(yuǎn)高于水田的增加幅度。從耕地1 m土體中SOCD變化來看，1980年以來耕地SOCD平均值減少0.42 kg m-2，其標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù)均有較大幅度的降低。不同地理區(qū)域，淮北平原和沿江平原的耕地1 m土體中SOCD增加，其余地理區(qū)域的SOCD減少。旱地1 m土體中SOCD平均增加0.91 kg m-2，水田平均減少了0.87 kg m-2。方差分析表明，兩個(gè)時(shí)期淮北地區(qū)的耕地SOCD差異顯著（表層F=81.29，p ＜ 0.05；1 m土體F=10.50，p ＜ 0.05）；旱地的表層SOCD差異顯著（F=17.35，p ＜ 0.05）。

表1 1980—2010年耕地SOCD的統(tǒng)計(jì)值Table 1 Statistics of SOCD in farmland during year 1980 to 2010

從耕地表層SOCD分布頻率（圖2a）來看，兩個(gè)時(shí)期的SOCD均集中在1.5 ～ 3.0 kg m-2和3.0～ 4.5 kg m-2范圍，30年間這兩個(gè)級(jí)別的樣點(diǎn)比例分別增加4.60%和11.88%。2010年耕地表層SOCD在＜ 1.5 kg m-2和＞ 6 kg m-2范圍的樣點(diǎn)比例分別減少15.31%和6.31%。從耕地1 m土體中SOCD分布（圖2b）來看，30年間SOCD在4 ～ 8 kg m-2、8～ 12 kg m-2和12～16 kg m-2三個(gè)級(jí)別的樣點(diǎn)比例有不同程度的增加；其余級(jí)別的樣點(diǎn)比例有不同程度的減少。兩個(gè)時(shí)期相比，2010年全省耕地SOCD頻率分布趨于正態(tài)化。

圖2 耕地SOCD頻率分布Fig. 2 Frequency distribution of SOCD in farmland

自全國第二次土壤普查以來，我國大部分地區(qū)耕地SOC有不同程度的增加［7-10］。80年代至90年代末，全國耕地表層SOCD平均增加0.17 kg m-2［7］，按年變化速度來看安徽省1980—2010年耕地表層SOCD的平均增加量略高于全國平均水平。1980—2010年安徽省旱地SOCD增加量高于水田增加量，這可能與SOC的初始含量有關(guān)。在SOC含量較低的地區(qū)，人們需要投入更多的肥料來提高產(chǎn)量，而SOC初始值高的地區(qū)人們不重視土壤培肥，致使SOC消耗較快。安徽省旱地表層SOCD較低（2.00 ± 1.32 kg m-2），在實(shí)際生產(chǎn)中投入更多的肥料才能保證糧食產(chǎn)量；水田的SOCD初始含量較高（3.68 ± 1.52 kg m-2），在長期耕作中不注重培肥，有機(jī)物料的投入不能保證SOC的更新和累積，使得SOC增加緩慢甚至降低。這與張春華等［9］、趙明松等［10］的研究結(jié)果相似。

2.2 耕地SOCD空間變化特征

圖3為兩個(gè)時(shí)期安徽省耕地表層SOCD及變化空間分布圖。1980年全省耕地表層SOCD總體上由北向南遞增，南北差異較大（圖3a）；至2010年這種空間差異減小，中部的江淮丘陵崗地和沿江平原的SOCD較高（圖3b）。1980年耕地表層SOCD較低，集中在1.5 ～ 3.0 kg m-2和＜ 1.5 kg m-2兩個(gè)級(jí)別，占耕地面積的42.82%和25.31%，主要分布在淮北平原和江淮丘陵崗地（圖3a）。2010年，耕地表層SOCD總體上有不同程度的增加，集中在3.0～ 4.5 kg m-2和1.5 ～ 3.0 kg m-2兩個(gè)級(jí)別，占耕地面積的50.99%和36.63%，分布在淮北平原、江淮丘陵崗地和沿江平原。1980—2010年，耕地表層SOCD呈現(xiàn)北增南減的趨勢，增幅總體上由北向南依次減?。▓D3c），SOCD增加的面積占耕地面積的68.38%，主要分布在淮北平原、江淮丘陵崗地西部、沿江平原的北部，增幅在0 ～ 1 kg m-2和1 ～ 2 kg m-2之間（圖3c）。表層SOCD增幅最大（＞ 2 kg m-2）的區(qū)域在江淮丘陵崗地的西部。表層SOCD降幅集中在-1 ～ 0 kg m-2之間，占耕地面積的21.50%，主要分布在皖南丘陵山區(qū)東部、江淮丘陵崗地東部。SOCD降幅最大（＜ -2 kg m-2）的區(qū)域分布在皖南丘陵山區(qū)的西部。

圖3 1980—2010年耕地表層SOCD及變化空間分布圖Fig. 3 Spatial distribution and variation of SOCD in the surface layer of the farmland

圖4為兩個(gè)時(shí)期耕地1 m土體中SOCD及變化空間分布圖。1980年耕地1 m土體中SOCD總體上由北向南遞增（圖4a），至2010年SOCD南北差異減小（圖4b）。1980年耕地1 m土體中SOCD集中在4～8 kg m-2級(jí)別，占耕地面積的62.57%，主要分布在淮北平原、江淮丘陵崗地、沿江平原的部分區(qū)域和皖南丘陵山區(qū)的東部（圖4a）。2010年1 m土體中SOCD總體上增加，集中在4～8 kg m-2和8～12 kg m-2兩個(gè)級(jí)別，占總面積的52.67%和36.63%，在各地理區(qū)域均有分布。1980—2010年，耕地1 m土體中SOCD總體上北增南減，增加的面積占耕地面積的66.89%，主要分布在淮北平原、江淮丘陵崗地和沿江平原的南部（圖4c）。SOCD增幅集中在0～3 kg m-2，占總面積的38.24%，其次為3～6 kg m-2，占總面積21.62%。增幅最大（＞ 6 kg m-2）的區(qū)域分布在長江沿岸。SOCD降幅集中在-3～0 kg m-2，占總面積的21.57%，主要分布在皖南丘陵山區(qū)東部、淮北平原的少部分地區(qū)（圖4c）。降幅最大（＜ -6 kg m-2）的區(qū)域主要分布在沿江平原、沿江平原與皖南、皖西地區(qū)的過渡地帶。

圖4 1980—2010年耕地1 m土體中SOCD及變化空間分布圖Fig. 4 Spatial distribution and variation of SOCD in the 0 ～ 100 cm soil layer of the farmland

2.3 1980—2010年耕地碳儲(chǔ)量的變化

表2為1980—2010年各地理區(qū)域和土地利用的SOC儲(chǔ)量變化統(tǒng)計(jì)結(jié)果。1980—2010年安徽省耕地表層SOC儲(chǔ)量增加35.30 × 109kg，平均固碳速率為151.8 kg hm-2a-1；耕地1 m土體中SOC儲(chǔ)量增加18.12 × 109kg，平均固碳速率為77.92 kg hm-2a-1。近30年間全省耕地SOC儲(chǔ)量總體上增加，但不同地理區(qū)域和土地利用的SOC儲(chǔ)量的變化差異較大，增減趨勢不一。

從耕地表層SOC儲(chǔ)量變化來看，1980—2010年淮北平原、江淮丘陵崗地和沿江平原增加，其中淮北平原增加最多，為39.19 × 109kg；皖南丘陵山區(qū)和皖西大別山區(qū)分別減少2.69 × 109kg和11.30 × 109kg。旱地的表層SOC儲(chǔ)量增加幅度遠(yuǎn)高于水田。從耕地表層的固碳速率來看，不同地理區(qū)域由北至南依次減少?；幢逼皆仄骄烫妓俾首畲?，達(dá)349.4 kg hm-2a-1；其次是江淮丘陵崗地，為232.4 kg hm-2a-1，均高于全省平均水平。皖南丘陵山區(qū)耕地的固碳速率最低，為-526.5 kg hm-2a-1。與耕地表層SOC儲(chǔ)量相比，耕地1 m土體中SOC儲(chǔ)量變化稍有差異，僅淮北平原和江淮丘陵崗地耕地SOC儲(chǔ)量增加，其他三個(gè)地理區(qū)域碳儲(chǔ)量均減少。旱地的SOC儲(chǔ)量增加，水田的碳儲(chǔ)量減少。從耕地1 m土體中的固碳速率來看，淮北平原耕地的固碳速率高達(dá)547.5 kg hm-2a-1，皖西大別山區(qū)為-1 797.0 kg hm-2a-1。

表2 1980—2010年安徽省耕地SOC儲(chǔ)量變化Table 2 Variation of SOC storage in the farmland of Anhui Province from 1980 to 2010

3 討 論

使用肥料提高糧食產(chǎn)量的同時(shí)，增加了作物秸稈和根系中的有機(jī)物質(zhì)含量，使得更多的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入土壤中，有利于SOC的累積［5,23-25］。Huang等［26］研究認(rèn)為肥料的大量使用促進(jìn)了長江三角洲地區(qū)耕地有機(jī)質(zhì)累積。Pan等［25］闡述了SOC和作物產(chǎn)量間的相互促進(jìn)關(guān)系，SOC含量較高可以增加作物產(chǎn)量和生物量，較高的生物量使得更多的有機(jī)物質(zhì)進(jìn)入土壤，促進(jìn)SOC的累積。同時(shí)推行秸稈還田能夠改良土壤結(jié)構(gòu)，且促進(jìn)SOC累積，提升土壤固碳能力［27-28］。

1980—2010年安徽省化肥用量（N/P2O5/K2O）由55萬t增加至320萬t，平均用量由123.5 kg hm-2增加至763.8 kg hm-2，其中氮肥、磷肥、鉀肥和復(fù)合肥的用量有不同程度的增加［20］（圖5）。30年間，全省復(fù)合肥和鉀肥用量增加較大，分別由3.82 kg hm-2、2.86 kg hm-2增加至334.6 kg hm-2、76.05 kg hm-2；氮肥和磷肥的用量增加較平穩(wěn)。在此期間，全省糧食（稻、麥、豆、薯類）產(chǎn)量由1 454萬t增加至3 081萬t，平均產(chǎn)量由3.27 t hm-2增加至7.37 t hm-2。參照Huang等［23］的估算方法，根據(jù)作物產(chǎn)量乘以草谷比、干物質(zhì)比例、根冠比、根系中含碳系數(shù)等估算作物秸稈和根系中的有機(jī)物質(zhì)含量。1980—2010年全省糧食作物的根系中的有機(jī)物質(zhì)總量由150萬t增加至319萬t，平均量由338.3 kg hm-2增加至762.2 kg hm-2，全部進(jìn)入土壤中。秸稈中的有機(jī)物質(zhì)總量由864萬t增加至1 831萬t，平均量由1 931 kg hm-2增加至4 350 kg hm-2，全省積極推行秸稈還田，進(jìn)入耕地土壤中的有機(jī)物質(zhì)總量不斷增加，促進(jìn)了SOC的累積。

圖5 1980—2010年肥料使用總量（a）和平均量（b）Fig. 5 Total（a） and average（b） amount of chemical fertilizers applied during the period from Year 1980 to 2010

圖6為安徽省各縣市耕地SOC儲(chǔ)量變化與2000—2010年糧食作物根系中有機(jī)物總量的關(guān)系，二者呈顯著正相關(guān)，表明全省糧食作物根系中有機(jī)物總量對(duì)耕地表層和1 m土體中SOC儲(chǔ)量變化的獨(dú)立解釋能力為69%和58%。圖7顯示各縣市耕地SOC平均密度的相對(duì)變化率與2000—2010年糧食作物根系中有機(jī)物平均含量呈顯著正相關(guān)，表明根系中有機(jī)物的平均含量對(duì)各縣市表層和1 m土體中SOC平均密度相對(duì)變化率的對(duì)立解釋能力為46%和31%。該結(jié)果與Liao等［29］在江蘇省的研究結(jié)果相似，江蘇省以農(nóng)業(yè)耕作為主的行政市，表層SOC儲(chǔ)量的增加與糧食產(chǎn)量的增加顯著相關(guān)。這些結(jié)果均體現(xiàn)了SOC和作物產(chǎn)量間的相互關(guān)系。

1980—2010年，全省機(jī)械耕作面積由1.04 ×104km2增加至4.06 × 104km2，機(jī)械收割面積由0.06 × 104km2增加至5.26 × 104km2［20］。根據(jù)2010—2011年的秸稈還田調(diào)查，全省小麥和水稻以機(jī)械收割為主，留茬較高。小麥機(jī)械收割比例占95.2%，留茬高度平均為20.2 cm；早、中、晚稻機(jī)械收割比例為45.3%、78.1%、52.4%，留茬高度平均為18.2 cm、23.1 cm、18.5 cm；大豆機(jī)械收割比例為85.3%，留茬高度平均為7.8 cm。玉米機(jī)械收割比例為4.9%，留茬為11.3 cm?；旧细哂诎不帐∞r(nóng)機(jī)作業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)中的15 cm留茬高度。全省積極推行秸稈還田、嚴(yán)禁焚燒秸稈，大部分作物留茬在機(jī)械收割中打碎還田，增加了進(jìn)入土壤的有機(jī)物質(zhì)含量。因此肥料的大量使用、機(jī)械耕種和收割面積增多、積極推行秸稈還田，使得進(jìn)入土壤的有機(jī)物質(zhì)不斷增加，促進(jìn)了全省耕地SOC的增加。

圖6 各縣市SOC儲(chǔ)量變化與作物根系中有機(jī)物總量的關(guān)系Fig. 6 Relationship between changes in SOC storage and total organic matter content in crop roots relative to county

圖7 各縣市SOCD相對(duì)變化率與作物根系中有機(jī)物平均含量的關(guān)系Fig. 7 Relationship between relative variation rate of SOCD and mean organic matter content in crop roots relative to county

4 結(jié) 論

1980—2010年，安徽省耕地表層SOCD總體呈增加趨勢，平均增加0.28 kg m-2，1 m土體中SOCD平均減少0.42 kg m-2；SOCD的變異程度大幅度降低，但仍屬于中等變異強(qiáng)度。旱地的SOCD增加幅度高于水田。1980—2010年，全省耕地SOCD變化呈北增南減的趨勢，淮北平原和沿江平原耕地SOCD增加較多；江淮丘陵崗地有少許增加；皖南丘陵山區(qū)和皖西大別山區(qū)減少。全省耕地SOCD增加的面積多于減少的面積。1980—2010年，耕地表層和1 m土體中SOC儲(chǔ)量增加了35.30× 109kg和18.12 × 109kg。SOC儲(chǔ)量變化的空間差異較大，淮北平原和江淮丘陵崗地的耕地SOC儲(chǔ)量增加，其余區(qū)域的SOC儲(chǔ)量減少。各縣市SOCD和儲(chǔ)量變化與作物根系中的有機(jī)物含量呈顯著正相關(guān)。使用肥料提高糧食產(chǎn)量的同時(shí)增加了秸稈和根系中的有機(jī)物含量，增加了進(jìn)入土壤中的有機(jī)物含量，促進(jìn)了SOC的累積。

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