我国亚热带和温带土壤有机碳动态变化及InTEC模型的验证

论文题目: 我国亚热带和温带土壤有机碳动态变化及InTEC模型的验证

论文类型: 硕士论文

论文专业: 土壤学

作者: 邵月红

导师: 潘剑君

关键词: 亚热带,温带,土壤有机碳循环,土壤碳库,模型,验证

文献来源: 南京农业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 土壤是全球碳循环的重要组成部分,在全球碳循环中起着主导作用,因此研究陆地土壤碳循环机制及对全球变化的响应,是预测大气CO2含量及全球变化的重要基础。当前土壤碳循环的研究仍是陆地碳循环研究研究中最不充分的部分,对土壤碳库的估计误差也很大,由于土壤在时间和空间上的复杂性,使得土壤碳循环的研究仍面临着大量需要解决的问题,土壤碳循环模型是定量实现土壤碳循环的模拟合预测的必不可少的手段,同时也是综合不同因子及其相互作用的有力工具。本文试图对土壤碳循环模型-陆地生态系统碳综合模型（InTEC model）进行阐述,分析其结构特点,修正参数,模拟我国亚热带黎平县和温带长白山的森林土壤有机碳密度。供试土壤分别采自贵州省黎平县、江西省余江县、吉林省长白山、甘肃省祁连山、内蒙古额济纳旗。在黎平县,按不同的森林土壤类型和森林植被采集上样,共16个处理;在余江县,分别采集农田和森林土壤,共9个处理;在长白山和祁连山,按照水平分布和垂直分布、不同土壤类型和植被,分别采集15、12个处理;在额济纳旗采集9个处理。在每个处理土按照土壤发生层自下而上分别采集2-3个土层。土壤有机碳的分解动态表明:不同地带、植被、土壤类型下土壤有机碳的分解速率不同,总的趋势是土壤剖面上层大于剖面下层,前期分解速度快,后期分解速度慢,第一周的分解量占到分解总量的15%～41%,亚热带南部（黎平县）>北部（余江县）,温带东部（长白山）>西部（祁连山）;在黎平县为:针阔混交林>灌木林>常绿阔叶林>马尾松>油茶;在余江县为:成熟杉木林>中龄杉木林>幼龄杉木林,森林土壤>农田土壤;在长白山同一植被不同土壤下为:沼泽土>白浆土>火山灰土,同一土壤不同植被下为:针阔混交林>美人松林>杜香落叶松,不同植被和土壤下为:棕色针叶林土的云冷杉林>暗棕壤的针阔混交林>火山灰土上的桦树林;在祁连山同一土壤上为:成年云杉>原始云杉>原始杉木,不同土壤和植被带下为:亚高山草甸土>森林灰褐土>山地草甸土>高山草甸土>灰钙土;在额济纳旗为:中年胡杨林>幼年胡杨林>红柳>千年胡杨林。根据有机碳的周转时间不同,将土壤有机碳库分成三部分-活性碳库、缓效性碳库和惰效性碳库,三库遵循一级动力学方程CSOC=Ca exp（-ka t）+CS exp（-kS t）+Cr exp（-kr t）。利用此方程,可拟合出土壤的活性碳库及其分解速率、缓效性碳库分解速率,在黎平不同森林植被下,土壤活性碳库碳含量一般占总有机碳（Ca/SOC（%））的0.55～7.35%,田间平均驻留时间（MRT）平均为47天,土壤缓效性碳一般占总有机碳（Cs/SOC（%））的47.86～70.55%,MRT平均为21年;在余江森林土壤中,Ca/SOC（%）的0.99-2.89%,MRT平均为工5天,Cs/SOC（%）的17.14～55.46%,MRT平均为12年,农田土壤中,Ca/SOC（%）的0.56～2.43%,MRT平均为7天,Cs/SOC（%）的49.86～81.67%,MRT平均为11年;在长白山,Ca/SOC（%）的0.46～5.49%,MRT平均为56天,Cs/SOC（%）的23.01-75.52%,MRT平均为45年;在祁连山,Ca/SOC（%）的0.45～2.74%,MRT平均为64天,Cs/SOC（%）的22.68～66.54%,MRT平均为50年。

论文目录:

摘要

Abstract

第一章文献综述

1．1 陆地生态系统土壤碳循环与碳蓄积的研究及意义

1．2 土壤有机碳储量的估算方法

1．2．1 土壤碳储量的估算方法

1．2．2 土壤剖面有机碳统计方法

1．2．2．1 土层有机碳计算方法

1．2．2．2 第二种方法

1．2．2．3 第三种方法

1．2．3 一级动力学方程拟合土壤碳库的方法

1．2．4 土壤类型法

1．2．5 模型方法

1．2．6 相关关系统计法

1．3 土壤有机碳蓄积潜力及其对环境变化的影响

1．3．1 气候和大气CO_2浓度变化对土壤碳循环的影响

1．3．1．1 气候变化对土壤有机碳的影响

1．3．1．2 CO_2浓度升高对土壤碳循环的影响

1．3．2 人类活动对土壤碳循环的影响

1．3．2．1 森林砍伐的影响

1．3．2．2 土地利用／土地覆被变化对土壤碳循环的影响

1．4 土壤碳循环模型的研究

1．4．1 土壤碳循环模型研究的基础、作用和目的

1．4．2 碳循环模型的分类

1．4．2．1 碳循环模型的一般分类

1．4．2．2 碳循环模型的其他分类

1．4．3 国内外土壤碳循环模型的研究概括

1．4．3．1 国外土壤碳循环模型研究概况

1．4．3．2 国内土壤碳循环模型研究概况

第二章：材料与方法

2．1 研究区域概况

2．2 研究内容

2．2．1 供试土壤

2．2．2 主要内容

2．3 研究思路与方法

2．3．1 技术路线

2．3．2 研究方法

2．3．2．1 实验测定

2．3．2．3 模型的集成

第三章土壤有机碳的分解动态特征及碳库拟合分析

3．1 土壤有机碳的分解动态

3．1．1 我国亚热带南部黎平县森林土壤有机碳分解速率

3．1．2 我国亚热带北部森林土壤和农田土壤有机碳分解速率

3．1．2．1 同一土壤类型不同林龄的植被土壤有机碳的分解速率

3．1．2．2 不同土壤类型森林土壤和农田土壤有机碳的分解速率

3．1．3 我国亚热带南部和北部森林土壤有机碳的分解速率

3．1．4 我国温带东部长白山森林土壤有机碳的分解速率

3．1．5 我国温带西部祁连山森林土壤有机碳的分解速率

3．1．6 我国温带东部和西部森林土壤有机碳的分解速率

3．1．7 我国额济纳旗森林土壤有机碳分解速率

3．2 我国亚热带和温带的土壤活性碳库、缓效性碳库和惰效性碳库

3．2．1 土壤活性碳库、缓效性碳库和惰效性碳库的概念模型和拟合方程

3．2．2 我国亚热带和温带下不同植被土壤活性碳库，缓效性碳库和惰效性碳库含量

3．2．2．1 不同植被下土壤活性碳库、缓效性碳库和惰效性碳库的库容和分解速率

3．2．2．2 土壤活性碳库、缓效性碳库和惰效性碳库的影响因素

第四章 InTEC模型参数的修正及其运行

4．1 InTEC模型概述

4．1．1 InTEC模型的土壤有机质子模型的概述

4．1．2 InTEC模型的优点

4．2 模型的参数化和运行

4．2．1 模型的参数化

4．2．2 模型参数的纠正

4．3 模型的运行及其验证

4．3．1 运行模型

4．3．2 模型的验证

4．3．2．1 各采样点的土壤碳储量

4．3．2．2 用实测值来验证模拟值

第五章结论与展望

5．1 结论与创新

5．1．1 结论

5．1．2 创新点

5．2 讨论和展望

5．2．1 研究中的不足

5．2．2 展望

参考文献

作者简介

致谢

发布时间: 2005-07-19

参考文献

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