集约经营雷竹林土壤碳过程研究

论文摘要

雷竹（Phyllostachys praecox f.prevelnalis）,是优良的笋用竹种。由于其具有产量高、成林快、出笋早、笋味鲜等特点,被大范围引种栽培。科研人员对雷竹栽培技术进行不断探索,总结出了以冬季地表增温覆盖和施肥为核心的雷竹集约经营技术。由于采用了冬季地表增温覆盖和多量施肥,实现了竹笋高产和反季生产,产生了很高的经济效益。然而,雷竹集约经营技术已对土壤有机碳含量和形态产生了深刻影响。为了揭示集约经营措施对土壤有机碳过程的影响,在浙江省雷竹主产区布置了定位试验,动态研究了雷竹覆盖物分解过程及其对土壤有机碳含量及结构的影响;研究了竹林土壤呼吸变化规律及其与环境因子的关系。通过研究,得出如下结果:1)雷竹覆盖物动态分解过程研究表明:1a时间竹叶和稻草分别分解了79.30%和67.54%,竹叶和稻草的碳含量分别下降了14.80%和15.32%,氮含量上升了15.77%和173.26%,C/N下降了26.36%和67.50%。竹叶和稻草中的烷基碳含量增加,烷氧碳含量下降,降幅分别为11.21%和13.29%,芳香碳含量下降,羰基碳含量总体增加,A/O-A值显著增加,而芳香度显著降低。2)覆盖措施下林地土壤有机碳变化过程研究表明:覆盖物分解进入土壤,使得土壤有机碳含量增加了22.15%,土壤CO2排放速率增加了3.29-7.65 umol·m-2s-1。覆盖物分解过程中,土壤有机碳中烷氧C成分迅速增加,而其芳香度降低,表明土壤C的稳定性下降。覆盖后提高了土壤呼吸速率,而春季提早揭去覆盖物能显著降低土壤呼吸速率。3)集约经营雷竹林土壤呼吸动态变化规律及其与环境因子关系研究表明:雷竹林地土壤总呼吸速率（RS）、土壤生物异养呼吸速率（RH）及根系自养呼吸速率（RA）的年平均值分别为5.42、2.24和2.89μmolCO2·m-2·s-1,土壤呼吸1a中在2月和7月出现了两个峰值,且变化幅度较大。雷竹林地土壤年释放CO2量为73.40 t·hm-2·a-1,其中林地异养呼吸和自养呼吸分别占总呼吸的45.67%和54.32%。RS、RH和RA均与土壤温度呈明显的指数关系,以土壤5 cm处温度为依据得到的温度系数（Q10值）分别为1.70、1.86和1.48,土壤总呼吸与5cm处土温、08时气温、WSOC（水溶性有机碳）含量和TOC（土壤总有机碳）含量呈显著正相关（P < 0.01）,而土壤含水量、08时大气相对湿度和WSON（水溶性有机碳）含量与土壤呼吸无显著相关性。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 文献综述
• 1.1 雷竹集约经营技术研究进展
• 1.1.1 雷竹冬季覆盖技术研究进展
• 1.1.2 雷竹施肥技术研究进展
• 1.2 森林土壤有机碳研究进展
• 1.2.1 森林生态系统土壤碳研究现状
• 1.2.2 森林生态系统土壤碳研究存在的问题
• 1.3 土壤呼吸研究进展
• 2的来源'>1.3.1 土壤中 CO₂的来源
• 2排放的因素'>1.3.2 影响土壤 CO₂排放的因素
• 2 研究背景与研究思路
• 2.1 研究背景
• 2.2 研究内容与方案
• 2.3 技术路线
• 3 试验区域与研究方法
• 3.1 研究区域概况
• 3.2 试验设计与采样分析
• 3.2.1 样地设置
• 3.2.2 雷竹林覆盖物采集和测定
• 3.2.3 覆盖林下土壤的采集和测定
• 3.2.4 覆盖物不同揭去时间土壤呼吸测定
• 3.2.5 不同组分土壤呼吸的测定和土壤的采集分析
• 3.3 数据分析
• 4 研究内容
• 4.1 覆盖物分解过程中碳氮含量和结构特征变化
• 4.1.1 结果分析
• 4.1.1.1 覆盖物分解速率动态变化规律
• 4.1.1.2 覆盖物质量损失率动态变化规律
• 4.1.1.3 覆盖物Ｃ、Ｎ质量分数及 C/N 动态变化分析
• 4.1.1.4 覆盖物有机碳的核磁共振波谱特征分析
• 4.1.2 结论与讨论
• 4.1.2.1 覆盖物中 C、N 含量和 C/N 的动态变化规律以及相关性分析
• 4.1.2.2 覆盖物中各碳组分含量、A/O-A 值和芳香度的动态变化规律以及相关性 分析
• 4.2 覆盖物分解对土壤有机碳含量、结构及土壤呼吸的影响
• 4.2.1 结果分析
• 4.2.1.1 覆盖物分解对土壤有机碳含量的影响
• 4.2.1.2 覆盖雷竹林土壤有机碳的核磁共振波谱特征分析
• 4.2.1.3 覆盖物不同揭去时间对土壤呼吸的影响
• 4.2.2 结论与讨论
• 4.2.2.1 覆盖措施下土壤有机碳结构的变化趋势
• 4.2.2.2 覆盖措施下土壤呼吸的变化趋势
• 4.3 雷竹林土壤呼吸年动态变化规律及其影响因子
• 4.3.1 结果分析
• 4.3.1.1 土壤各组分呼吸贡献率及其动态变化
• 4.3.1.2 土壤各组分呼吸的 Q10 值及其温度敏感性
• 4.3.1.3 土壤呼吸与环境因子的关系
• 4.3.2 结论与讨论
• 4.3.2.1 土壤各组分呼吸间的相互关系
• 4.3.2.2 土壤呼吸和 Q10 值间的关系
• 4.3.2.3 环境因子对土壤呼吸的影响
• 5 展望
• 参考文献
• 个人简介
• 致谢