一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法技术

本发明专利技术公开了一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，它包括：步骤1、建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型；步骤2、修正土壤深度；步骤3、对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除；步骤4、修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式；步骤5、修正土壤有机碳储量估算方法；解决了现有技术对喀斯特地区土壤有机碳计算存在喀斯特土壤碳库大大高出了真实的实际情况，出现计算误差大等问题等技术问题。

A Method for Estimating Soil Organic Carbon in Karst Area

【技术实现步骤摘要】
一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法
本专利技术属于喀斯特地区土壤碳含量计算领域，尤其涉及一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法。
技术介绍
由于喀斯特地区土壤分布的特殊性，地表破碎，土壤浅薄，分布不均，土被不连续，且基岩裸露率高，土壤有机碳密度和储量空间分布特征的深入认识直接关系着喀斯特石漠化地区生态恢复和重建方案规划和生态体系布局，对于环境生态文明的建议和决策具有重大的影响，对于保障长江珠江两江流域的生态安全具有重大的挑战。而现有技术的土壤有机碳密度估算方法在横向上不能真实地反映喀斯特土壤特征，没有根据喀斯特土壤的成土速率特征，分布特点和侵蚀特征，忽略了基岩裸露率的重大影响。在纵向上，没有考虑土壤实际深度，因而导致利用现有技术的算法估算喀斯特土壤碳库大大高出了真实的实际情况，出现计算误差大等问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，以解决现有技术对喀斯特地区土壤有机碳计算存在喀斯特土壤碳库大大高出了真实的实际情况，出现计算误差大等问题等技术问题。本专利技术的技术方案是：一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，它包括：步骤1、建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型；步骤2、修正土壤深度；步骤3、对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除；步骤4、修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式；步骤5、修正土壤有机碳储量估算方法。步骤1所述建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型为：SOCDij＝SOCD非喀斯特+SOCD喀斯特SOCD喀斯特＝SOCD6°以下非石灰土+SOCD6°以下石灰土+SOCD6°以上所有土壤类型式中：SOCS为土壤有机碳储量，SOCD为有机碳密度，Ci为土壤有机碳含量，Di为土壤容重，Ei为土层厚度，Gi为大于2mm的石砾所占含量，Si为像元面积，i为像元序号，k为像元总数。步骤2所述修正土壤深度的方法为：采用土壤的实际深度Ei作为正负地形和任何土壤类型的的土壤深度。步骤3所述对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除的方法为：6°以下负地形的非石灰土类型基岩裸露率Ri为0；6°以下的非石灰土类型和6°以上正地形的所有土壤类型均采用实际的基岩裸露率Ri。修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式包括：SOCD6°以下非石灰土计算公式为：式中：SOCD为有机碳密度，Ci为土壤有机碳含量，Di为土壤容重，Ei为喀斯特地区实际土层厚度，Gi为大于2mm的石砾所占含量，i为像元序号，k为像元总数；SOCD6°以下石灰土+SOCD6°以上计算公式分别如下：式中：SOCD为有机碳密度，Ci为土壤有机碳含量，Di为土壤容重，Ei为土层厚度，Gi为大于2mm的石砾所占含量，Ri为土壤基岩裸露率，i为像元序号，k为像元总数。步骤5所述修正土壤有机碳储量估算方法包括：SOCS为有机碳储量，SOCD为有机碳密度，Ci为土壤有机碳含量，Di为土壤容重，Ei为土层厚度，Gi为大于2mm的石砾所占含量，Ri为土壤基岩裸露率，Si为像元面积，i为像元序号，k为像元总数。本专利技术有益效果：本专利技术提出了一种适用于喀斯特山坝耦合系统的土壤有机碳储量计算模型，该模型通过修正土壤深度，扣除不同土壤类型和正负地形基岩裸露率，修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式，最终得到土壤有机碳储量估算新方法。在横向上引入了基岩裸露参数，消除了基岩裸露率的重大影响。在纵向上考虑了土壤实际深度的空间异质性。此外，根据土壤类型和坡度特征，将6°以下非石灰土、6°以下石灰土和6°以上所有土壤类型区域的碳密度分开计算。6°以下非石灰土不用考虑基岩裸露率；6°以下石灰土和6°以上所有土壤类型的区域需要考虑了基岩裸露率。与传统算法相比，本专利技术建立的喀斯特地区土壤有机碳储量估算新方法和新模型解决了传统模型难以适用于复杂喀斯特山坝耦合系统的问题，为喀斯特流域土壤有机碳分布特征研究和估算提供了新的科学方法，为我国喀斯特生态恢复和重建提供了技术支撑和科学的理论依据，为西南地区生态文明建设决策布局提供了重要的参考，提高了计算的准确度，解决了现有技术对喀斯特地区土壤有机碳计算存在喀斯特土壤碳库大大高出了真实的实际情况，出现计算误差大等问题等技术问题。具体实施方式本专利技术提供的方法，包括如下步骤：一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，它包括：步骤1、建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型；步骤2、修正土壤深度；步骤3、对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除；步骤4、修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式；步骤5、修正土壤有机碳储量估算方法。所述步骤1中，采用如下方式进行计算：SOCDij＝SOCD非喀斯特+SOCD喀斯特SOCD喀斯特＝SOCD6°以下非石灰土+SOCD6°以下石灰土+SOCD6°以上所有土壤类型式中：式中：SOCS为土壤有机碳储量(gC)，SOCD为有机碳密度(kg/m2)，Ci为土壤有机碳含量(％)，Di为土壤容重(g/cm3)，Ei为土层厚度(cm)(非喀斯特地区均为1m)，Gi为大于2mm的石砾所占含量(％)，Si为像元面积(m2)，i为像元序号，k为像元总数。所述步骤2中，无论正负地形和土壤类型均需考虑土壤的实际深度Ei(cm)(0≦Ei≦1m)，而非用以前适用于非喀斯特地区的1m标准。所述步骤③中，6°以下(负地形)的非石灰土类型基岩裸露率Ri为0。6°以下的非石灰土类型和6°以上(正地形)的所有土壤类型均需考虑实际的基岩裸露率Gi。SOCD6°以下非石灰土计算公式：式中：SOCD为有机碳密度(kg/m2)，Ci为土壤有机碳含量(％)，Di为土壤容重(g/cm3)，Ei为喀斯特地区实际土层厚度(cm)(0≦Ei≦1m)，并非传统公式中取1m，Gi为大于2mm的石砾所占含量(％)，i为像元序号，k为像元总数。SOCD6°以下石灰土+SOCD6°以上计算公式分别如下：式中：SOCD为有机碳密度(kg/m2)，Ci为土壤有机碳含量(％)，Di为土壤容重(g/cm3)，Ei为土层厚度(cm)(0≦Ei≦1m)，Gi为大于2mm的石砾所占含量(％)，Ri为土壤基岩裸露率(％)，i为像元序号，k为像元总数。步骤5修正土壤有机碳储量估算方法，采用如下方式计算：式中：SOCS为有机碳储量(gC)，SOCD为有机碳密度(kg/m2)，Ci为土壤有机碳含量(％)，Di为土壤容重(g/cm3)，Ei为土层厚度(cm)(0≦Ei≦1m)，Gi为大于2mm的石砾所占含量(％)，Ri为土壤基岩裸露率(％)，Si为像元面积(m2)，i为像元序号，k为像元总数。本专利技术方法针对喀斯特地区基岩裸露高和土壤浅薄，且对土壤实际空间分布规律缺乏系统性认识而导致碳库估算存在误判的问题，用土壤实际深度Ei替代通用公式中的土层厚度E(1m)，考虑喀斯特地区土壤深度的异质性。此外，将6°以下非石灰土、6°以下石灰土和6°以上区域的碳密度分开计算。6°以下非石灰土不用考虑基岩裸露率；6°以下石灰土和6°以上所有土壤类型的区域需要考虑了基岩裸露率。消除了基岩裸露率并考虑了实际的土壤深度，建立了喀斯特地区土壤有机碳储量估算新方法和新模型；解决了现有技术的问题，提高了计算精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，它包括：步骤1、建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型；步骤2、修正土壤深度；步骤3、对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除；步骤4、修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式；步骤5、修正土壤有机碳储量估算方法。

【技术特征摘要】
1.一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，它包括：步骤1、建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型；步骤2、修正土壤深度；步骤3、对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除；步骤4、修正不同土壤类型和正负地形土壤有机碳密度估算公式；步骤5、修正土壤有机碳储量估算方法。2.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，其特征在于：步骤1所述建立喀斯特地区土壤有机碳估算模型为：SOCDij＝SOCD非喀斯特+SOCD喀斯特SOCD喀斯特＝SOCD6°以下非石灰土+SOCD6°以下石灰土+SOCD6°以上所有土壤类型式中：SOCS为土壤有机碳储量，SOCD为有机碳密度，Ci为土壤有机碳含量，Di为土壤容重，Ei为土层厚度，Gi为大于2mm的石砾所占含量，Si为像元面积，i为像元序号，k为像元总数。3.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，其特征在于：步骤2所述修正土壤深度的方法为：采用土壤的实际深度Ei作为正负地形和任何土壤类型的的土壤深度。4.根据权利要求1所述的一种喀斯特地区土壤有机碳估算方法，其特征在于：步骤3所述对不同土壤类型和正负地形基岩裸露率扣除的方...

【专利技术属性】
技术研发人员：白晓永，吴路华，周苗，陈飞，李汇文，操玥，肖建勇，钱庆欢，曾成，李琴，王金凤，田义超，罗光杰，杨钰杰，李朝君，邓元红，胡泽银，
申请(专利权)人：中国科学院地球化学研究所，
类型：发明
国别省市：贵州,52