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黄土塬区四种土地利用方式的地表CO2通量研究

2020-12-10阅读(1011)

黄土塬区四种土地利用方式的地表CO2通量研究

论文摘要

黄土塬区地处黄土高原南部,降水偏少且年内和年际分配不均；加之农业结构的调整,导致区域土地利用类型多样,生态系统水碳过程复杂。本研究利用通量箱式观测法,对黄土塬区四种不同土地利用方式（玉米、小麦、苜蓿和裸地）的地表CO2通量进行了监测,结合土壤水分和气象要素的测定,分析了四种土地利用方式的地表CO2释放规律,取得以下主要结果：1.碳通量测定时期（6月3日-9月29日）内,四种利用方式平均碳通量差异显著：玉米地、苜蓿地和裸地的平均碳通量分别为-0.14g·m-2·d-1、1.01g·m-2·d-1和0.96g·m-2·d-1;小麦成熟收获期（6月3日-6月25日）的平均碳通量为1.92g·m-2·d-1,玉米地、苜蓿地和裸地该时段的平均碳通量分别为-1.13g·m-2·d-1、2.58g·m-2·d-1和0.95g·m-2·d-1。玉米和苜蓿两种植物的光合作用特性和管理方式不同造成了玉米地和苜蓿地碳通量的差异,且由于每茬苜蓿生物量形成过程中碳的固定量少于苜蓿生物量形成之前苜蓿地的碳释放量,苜蓿地整体上呈现碳的释放。2.土壤呼吸测定时期（7月9日-9月29日）内,四种利用方式土壤呼吸碳释放速率差异也十分明显：玉米地、麦茬地和裸地的土壤呼吸速率分别为2.40g·m-2·d-1、2.01g·m-2·d-1和0.95g·m-2·d-1；相同时期（10月6日-12月31日）内苜蓿地和裸地土壤呼吸速率分别为1.48g·m-2·d-1和0.22g·m-2·d-1。耕作对土壤呼吸具有显著影响。3.碳通量具有显著的季节变化,6、7、8月份是全年碳通量最大的月份,玉米地、苜蓿地、裸地在6-8月的碳通量分别占测定时期内总量的77.95%、96.03%和80.33%。4.玉米、小麦、苜蓿CO2通量随温度和光合有效辐射而呈现显著的日变化,土壤呼吸随温度的日变化也十分显著。光合有效辐射是影响三种作物碳交换通量的重要因素,日变化中由于光合作用对CO2的吸收,光合有效辐射与CO2通量具有显著负相关关系。5.裸地每月上壤呼吸碳释放量和当月平均气温和上壤温度之间有显著的指数关系。苜蓿地上壤呼吸的温度敏感性（Q10,温度每升高1O℃,土壤呼吸增加的倍数）比裸地大29.2-36.5%；麦茬地土壤呼吸温度敏感性最小,比裸地土壤呼吸温度敏感性小34.5-36.9%；玉米土壤呼吸温度敏感性与裸地相差较小。6.上壤湿度对CO2通量和上壤呼吸均具有明显影响,温度和湿度交替对土壤呼吸的影响尤为显著;不同利用方式土壤呼吸对降水的敏感性也存在差异。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 绪论
  • 1.1 研究背景
  • 1.2 研究目的和意义
  • 1.3 国内外研究进展
  • 1.3.1 全球通量网的发展
  • 2通量研究概况'>1.3.2 农田CO2通量研究概况
  • 1.3.3 土壤呼吸研究概况
  • 2通量的影响'>1.3.4 土地利用方式对农田CO2通量的影响
  • 2通量的主要观测方法'>1.3.5 农田CO2通量的主要观测方法
  • 第二章 研究区概况和研究方法
  • 2.1 研究区概况
  • 2.2 样地特征
  • 2.3 测定方法
  • 2.3.1 测定设备概况
  • 2.3.2 设备的响应过程和对测定的影响
  • 2.3.3 通量箱对环境条件的影响
  • 2.3.4 试验地点环境因子测定
  • 2.4 数据处理
  • 2通量计算'>2.4.1 原始数据拆分和CO2通量计算
  • 2.4.2 数据分析
  • 2通量研究'>第三章 黄土塬区玉米地CO2通量研究
  • 2通量的日变化'>3.1 玉米地CO2通量的日变化
  • 2通量的日变化'>3.1.1 玉米地CO2通量的日变化
  • 3.1.2 玉米地土壤呼吸速率的日变化
  • 2通量变化情况'>3.2 各生育期玉米地CO2通量变化情况
  • 2通量变化'>3.2.1 苗期-拔节期玉米地CO2通量变化
  • 2通量变化'>3.2.2 抽雄-开花期玉米地CO2通量变化
  • 2通量变化'>3.2.3 灌浆期玉米地CO2通量变化
  • 2通量变化'>3.2.4 成熟期玉米地CO2通量变化
  • 3.2.5 各生育期碳通量的平均值比较
  • 2通量和土壤呼吸与温度的关系'>3.3 日变化过程中玉米田CO2通量和土壤呼吸与温度的关系
  • 3.4 玉米地碳通量的季节变化
  • 3.4.1 玉米地碳通量和土壤呼吸的季节变化
  • 3.4.2 玉米田碳通量与环境因子的相关性
  • 3.5 施肥对玉米地碳通量的影响
  • 2通量的影响'>3.5.1 施肥对系统CO2通量的影响
  • 3.5.2 施肥对土壤呼吸碳释放的影响
  • 3.6 小结
  • 2通量研究'>第四章 黄土塬区小麦地CO2通量研究
  • 2通量的日变化研究'>4.1 小麦地CO2通量的日变化研究
  • 4.2 测定时期内小麦地碳通量的季节变化
  • 2通量与环境因子的相关性'>4.3 小麦地CO2通量与环境因子的相关性
  • 2通量日变化与环境因子的相关性'>4.3.1 CO2通量日变化与环境因子的相关性
  • 4.3.2 每日碳通量与环境因子的相关性
  • 2通量研究'>4.4 麦茬地CO2通量研究
  • 2通量的日变化'>4.4.1 麦茬地CO2通量的日变化
  • 4.4.2 麦茬地碳通量的季节变化
  • 2通量与环境因子的相关性'>4.4.3 麦茬地CO2通量与环境因子的相关性
  • 4.5 小结
  • 2通量研究'>第五章 黄土塬区苜蓿地CO2通量研究
  • 2通量的日变化'>5.1 苜蓿地CO2通量的日变化
  • 2通量的影响'>5.1.1 光合有效辐射的日变化对CO2通量的影响
  • 2通量的影响'>5.1.2 温度变化对CO2通量的影响
  • 2通量的季节变化'>5.2 测定时期内苜蓿地CO2通量的季节变化
  • 5.2.1 碳通量的季节变化
  • 5.2.2 每茬苜蓿碳通量总值与平均值的变化
  • 5.2.3 旬平均日通量与月通量的变化
  • 5.3 苜蓿地碳通量与环境因子的相关性
  • 2通量与环境因子的相关性'>5.3.1 日变化中CO2通量与环境因子的相关性
  • 5.3.2 苜蓿地碳通量季节变化与环境因子的相关性
  • 5.4 小结
  • 第六章 黄土塬区裸地土壤呼吸研究
  • 6.1 裸地土壤呼吸的日变化研究
  • 6.1.1 裸地土壤呼吸的日变化
  • 6.1.2 日变化过程中土壤呼吸和环境因子的相关关系
  • 6.2 裸地土壤呼吸的季节变化
  • 6.2.1 土壤呼吸随温度的季节变化
  • 6.2.2 季节变化中土壤呼吸和温度的相关关系
  • 6.3 裸地土壤呼吸碳释放量的月份分配和影响因素
  • 6.3.1 土壤呼吸碳释放的月份分配
  • 6.3.2 土壤呼吸碳释放与温度的关系
  • 6.3.3 土壤呼吸碳释放与土壤湿度的变化
  • 6.4 土壤呼吸对降水的响应
  • 6.5 小结
  • 2通量比较'>第七章 四种利用类型地表CO2通量比较
  • 2通量的日变化'>7.1 CO2通量的日变化
  • 2通量比较'>7.1.1 玉米地、小麦地和苜蓿地CO2通量比较
  • 7.1.2 四种利用类型土壤呼吸比较
  • 7.2 碳通量的季节变化
  • 7.2.1 四种利用类型碳通量的季节变化
  • 7.2.2 四种利用类型土壤呼吸的季节变化
  • 7.3 四种利用类型碳通量的比较
  • 7.4 四种利用类型土壤呼吸的温度敏感性
  • 7.5 四种利用类型土壤呼吸与土壤湿度的关系
  • 7.6 四种利用类型土壤呼吸的降水敏感性
  • 第八章 主要结论与讨论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 作者简介

    • 相关论文文献

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