西北干旱区土地利用/土地覆被变化及其对土壤有机碳影响的Meta 分析
文献类型：学位论文
| 作者 | 郭明 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2007-11-19 |
| 授予单位 | 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所 |
| 授予地点 | 寒区旱区环境与工程研究所 |
| 导师 | 李新 |
| 关键词 | 西北干旱区 土地利用变化 土壤有机碳 Meta 分析 |
| 其他题名 | Meta-analysis of the land use change and soil carbon stocks in the arid regions, Northwest China |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 中文摘要 | 随着全球变化研究的深入，土地利用/土地覆被变化（LUCC）问题已引起国际组织和世界各国的普遍关注。过去几十年，科学家们针对我国西北干旱区气候变化、LUCC及土地利用对碳循环时空动态的影响开展了大量研究，积累了海量数据。但各项研究在研究方法和时间等方面不尽相同，研究结论也就有某些差异，有些甚至相悖。为了使这些已完成的众多单个研究具有更大的意义，将它们综合起来，从中发现综合性的、具有普遍意义的结论，并发现差异是十分必要的。Meta分析方法作为一种优良的定量综合分析手段，它能评价各独立研究结果的不一致，在较大的时空尺度上解决单个研究无法处理的问题。 本文采用Meta分析方法对西北干旱区土地利用/土地覆被变化及其对土壤有机碳的影响进行了研究。首先收集、筛选相关文献，并进行质量评价，接着对最终被纳入Meta分析的文献进行编码，提取所需数据。依据数据的报道形式，选取反应比LnR为效应值。检验数据分布形式和发表偏倚后，根据异质性检验结果选择不同模型计算结合效应值及置信区间。最后得出以下结论： 1. 进行土地利用/土地覆被变化的Meta分析时，有129篇文献符合标准，这些研究涉及到28处地点，主要是：黑河流域、石羊河流域、玛纳斯河流域、塔里木河流域、三工河流域等。进行土地利用/土地覆被变化对土壤有机碳影响的Meta分析时，有37篇文献被纳入分析，这些研究涉及到29处地点，主要包括黑河中游、塔里木盆地、玛纳斯河流域、三工河流域等地。纳入本文Meta分析的研究的时间跨度多数是从1980年代中期至1990年代末。 2. 在只考虑单一因素的作用下，人类活动导致耕地面积增加了10.9%，95%置信度下变化范围从6.2% 到15.9%；居民地面积在人类活动影响下增加了40.7%，95%置信度下变化范围从20.2%到75.7%；人类活动影响下，林地面积有减少的趋势，但研究间异质性显著，需要进一步分析；草地面积和沙地面积的变化在P=0.05时差异无统计学意义，根据现有数据不能得出草地和沙地的变化。 3. 由于大部分土地利用类型转换对土壤有机碳影响的研究没有报道标准差，我们采用了非参数Meta分析（重复取样检验法）。结合效应值的置信区间采用校正后的靴襻区间，迭代次数为999次。对378组独立研究的Meta分析结果表明：从20世纪80年代中期至90年代末，各种土地利用类型间相互转换后对土壤有机碳的影响总体上是正向的，土壤有机碳密度增加了约9.3%-29.7%，平均值为19.6%，影响主要发生在土深0-100cm范围内。这一结果显示研究期内，我国西北干旱区土壤积累有机碳比释放有机碳速率快，表现出碳汇的功能，而且土地利用变化过程中，合理的管理措施能增加系统碳吸收，从而固定更多的碳。 4． 耕地到草地、沙地到耕地、沙地到草地、沙地到林地这些土地利用类型转换及施肥措施有利于土壤有机碳的增加，转化后土壤有机碳密度分别增加了17.3%、63.9%、569.1%、79.1%和30.2%。草地到耕地、耕地弃耕后、及沙漠化程度加剧的影响则相反，土壤有机碳分别降低了21%、17% 和77%。连续耕种15年前后和围栏内外对土壤有机碳影响的Meta分析结果显示结合效应值在P＝0.05 时差异无统计学意义，变化值不显著，因此根据现有数据不能得出这两种转化后土壤有机碳的变化趋势。 5． 对提供标准差的68组土壤有机碳对LUCC响应的研究进行了参数Meta分析。按照土地利用转换类型分组分析后，有四种转换促进土壤有机碳的增加，按结合效应值从大到小排列依次为：沙地到草地>沙地到耕地>耕地到林地>耕地到草地。耕地到耕地、弃耕地和围栏措施下土壤有机碳的变化值在P=0.05时没有显著性差异，很重要的一个原因是样本量太少。另外，土深0-20cm范围内，沙地变成草地后土壤有机碳的增加量随着土层加深趋于减小。 6． 对378组土地利用类型转换后土壤有机碳变化的研究按照样本量由小到大的顺序进行累积Meta分析，结果显示随着大样本研究的加入，估计的结合效应值总体上呈减小趋势，变化值在P=0.05时由差异不显著逐渐到显著；置信区间也逐渐变窄，表明估计精度逐渐提高。累积Meta分析每加入新的研究都重新进行一次综合分析的过程，并且随着时间的推移，可以对Meta分析结果进行更新。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2013-08-22 |
| 页码 | 138 |
| 源URL | [http://ir.casnw.net/handle/362004/21658]  |
| 专题 | 寒区旱区环境与工程研究所_研究生学位论文_学位论文 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 郭明. 西北干旱区土地利用/土地覆被变化及其对土壤有机碳影响的Meta 分析[D]. 寒区旱区环境与工程研究所. 中国科学院寒区旱区环境与工程研究所. 2007. |
入库方式： OAI收割
来源：寒区旱区环境与工程研究所
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