半干旱黄土高原不同土地利用下土壤有机碳、养分及水分的动态变化

论文摘要

为了探讨半干旱黄土高原典型区不同土地利用对土壤质量的影响，我们选取了三种典型的土地利用类型，即不同种植年限的紫花苜蓿人工草地、不同演替阶段的撂荒地、不同种植年限的柠条人工灌木林地，对它们的土壤有机碳、轻组有机碳、微生物体碳、土壤氮素、磷素、地上生物量以及土壤水分动态进行了系统的研究。获得了以下主要结果： 在不同种植年限的紫花苜蓿（Medicago sativa L．）人工草地（生长2年、3年、7年、13年、19年、23年）中，除23年生苜蓿草地为坡地外，其它均为平坦的川地。2年生苜蓿草地第一年与豌豆混播（其前茬也为豌豆），第二年为纯的苜蓿草地，其它5个草地均为单播。3、7、13与19年生苜蓿草地的前茬为春小麦，23年生苜蓿草地在播种前为天然草地。所有苜蓿草地均不施肥，每年刈割2次。土壤含水量和水势随着苜蓿生长年限的增加而降低，土壤干层也随生长年限的增加而加剧。苜蓿干草产量则随生长年限呈曲线形式变化(y=-38.186x2+841.86x+1154.7，R2=0.4188**，P＜0.01)，由此得出苜蓿生长11年时产量最高。表层土壤（0-20cm）的轻组有机碳（LFOC）、微生物体碳（MBC）和氮（MBN）均随生长年限的增加而增加。当苜蓿生长13年后，土壤MBC增长非常缓慢，基本达到了稳定。当苜蓿生长13年以内时，土壤SOC、土壤全P（STP）、速效P（AvaiP）和碳氮比（C／N）均随生长年限的增加而呈逐渐降低趋势，苜蓿生长13年之后，这些指标又逐渐增加。SOC和STP、AvaiP、土壤全碳（STC，包括有机碳和无机碳）、全氮（STN）之间显著正相关(R值分别0.627**，0.691**，0.497*，0.546*)。MBC和LFOC与苜蓿的生长年限显著正相关(R分别为0.873***和0.521*)。MBC和土壤无机碳（SIC）之间也显著正相关。LFOC、MBC、MBC／SOC、LFOC／SOC相互之间显著正相关。 对5块不同演替阶段的撂荒地(农田撂荒1年、3年、4年、5年、9年，坡度分

论文目录

• 中文摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 文献综述
• 1.1 土地利用／土地覆盖变化对土壤质量的影响
• 1.1.1 土地利用／土地覆盖变化与土地退化
• 1.1.2 几种典型土地利用方式的变化对土壤质量的影响
• 1.1.2.1 退耕还林草对土壤质量的影响
• 1.1.2.2 草田轮作和豆科灌木对土壤质量的影响
• 1.2 半干旱地区土地利用／生态系统的可持续发展
• 1.2.1 研究区域背景
• 1.2.2 调整和优化产业结构
• 1.3 研究内容设计
• 1.3.1 研究内容和目标
• 1.3.2 本研究的创新之处
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 实验地区自然概况
• 2.2 材料与试验设计
• 2.2.1 紫花苜蓿人工草地
• 2.2.2 撂荒地
• 2.2.3 柠条人工灌木林地
• 2.3 样品采集与测定
• 2.3.1 土壤水分和地上生物量的测定
• 2.3.2 土壤全P和速效P的测定
• 2.3.3 土壤全C、有机C、无机C和土壤全N的测定
• 2.3.4 土壤轻组有机C的测定
• 2.3.5 土壤微生物体C和N的测定
• 2.4 数据统计分析
• 第三章 结果分析与讨论
• 3.1 苜蓿草地的土壤有机C、水分、养分及地上生物量动态
• 3.1.1 结果分析
• 3.1.1.1 土壤水分
• 3.1.1.2 地上生物量
• 3.1.1.3 土壤SOC
• 3.1.1.4 土壤LFOC、MBC
• 3.1.1.5 土壤有机C及其组分之间的相关分析
• 3.1.1.6 土壤STN、MBN、STP与AvaiP
• 3.1.1.7 土壤碳氮比（C／N）与碳磷比（C／P）的变化
• 3.1.1.8 土壤各C库与N、P的关系
• 3.1.2 讨论
• 3.2 撂荒地的土壤有机C、水分、养分及地上生物量动态
• 3.2.1 结果分析
• 3.2.1.1 土壤水分
• 3.2.1.2 地上生物量
• 3.2.1.3 土壤容重
• 3.2.1.4 土壤SOC
• 3.2.1.5 土壤LFOC、MBC与MBN
• 3.2.1.6 不同土壤C库及MBN间的相互关系
• 3.2.1.7 撂荒演替年限、坡度、地上生物量与不同的土壤C库及MBN间的相互关系
• 3.2.1.8 土壤STN、STP与AvaiP
• 3.2.2 讨论
• 3.3 柠条灌木林地的土壤有机C、水分、养分及地上生物量动态
• 3.3.1 结果分析
• 3.3.1.1 土壤水分
• 3.3.1.2 地上生物量
• 3.3.1.3 土壤SOC和STC
• 3.3.1.4 土壤LFOC、MBC和MBN
• 3.3.1.5 表层（0-20cm）土壤SOC、轻组土壤、MBC和MBN含量间的相互关系
• 3.3.1.6 土壤STN、STP与AvaiP
• 3.3.2 讨论
• 3.4 三种不同土地利用土壤有机C动态比较
• 3.4.1 结果分析
• 3.4.1.1 不同土地利用SOC与STC含量的比较
• 3.4.1.2 不同土地利用轻组（LF）、微生物体C（MBC）和N（MBN）含量的比较
• 3.4.1.3 不同土地利用的轻组土壤含量与LFOC和MBC之间以及LFOC与MBC之间的相互关系
• 3.4.2 讨论
• 第四章 主要结论
• 参考文献
• 攻读博士学位期间发表和将要发表的论文
• 致谢
• 附录 缩写词表