植被恢复对退化红壤易变碳及土壤呼吸的影响

论文题目: 植被恢复对退化红壤易变碳及土壤呼吸的影响

论文类型: 博士论文

论文专业: 水土保持与荒漠化防治

作者: 谢锦升

导师: 解明曙,杨玉盛

关键词: 植被恢复,土壤有机碳,易变有机碳,土壤呼吸,退化红壤

文献来源: 北京林业大学

发表年度: 2005

论文摘要: 由于大气CO2浓度不断升高,碳循环研究成为全球关注的热点,而土壤碳库在全球碳循环中起着至关重要的作用。土壤侵蚀导致土壤质量的严重下降和土壤碳库的大量损失,因而侵蚀退化土地的恢复具有较大碳吸存潜力。我国亚热带山地丘陵红壤土壤侵蚀严重,虽然进行了大量的水土保持生态恢复与重建工作,但“碳汇”功能长期以来没有得到相应重视,同时,土壤有机碳在侵蚀退化红壤质量恢复的中心地位亦未明确。本文以侵蚀裸地（作为植被恢复前的对照）、在侵蚀裸地上恢复的马尾松林、板栗园、百喜草地以及当地保存最好的次生林（作为植被恢复后的对照）为研究对象,通过野外定位观测和实验室分析,研究了不同植被恢复类型对土壤碳库、轻组有机碳、微生物生物量碳、可溶性有机碳、有机碳在团聚体中分布以及土壤呼吸的影响。目的是:（1）确定侵蚀退化红壤碳吸存特征与潜力;（2）探讨植被恢复过程中土壤易变碳组分的变化特征及其与土壤有机碳的相互关系;（3）探讨植被恢复、有机碳及其易变碳组分与团聚体稳定性的关系;（4）阐明植被恢复对土壤呼吸的影响机制。本文主要得出了以下结论:（1）植被恢复显著增加了侵蚀退化地的土壤有机碳含量和储量。0-5cm土层有机碳受植被恢复影响最大,而40cm以下土层深度有机碳含量与储量受植被恢复的影响很小。裸地土壤碳吸存潜力约为56 t·hm-2。（2）裸地土壤轻组平均含量低于0.10 g·kg-1,轻组有机碳占土壤总有机碳的比例约为1.2～1.3%,无明显季节变化。植被恢复显著提高了侵蚀退化红壤的轻组含量和轻组有机碳占总有机碳的比例,并具有明显的季节波动。轻组在土壤表层富集,随土壤剖面深度增加,轻组含量、轻组有机碳占总有机碳比例均明显下降,植被对轻组垂直分布的影响与植物根系分布深度相对应。轻组有机碳与土壤有机碳有极显著的线性关系,植被恢复后土壤轻组有机碳积累速率比总有机碳积累速率快,轻组有机碳的快速恢复对土壤可持续能力和碳管理具有重要意义。（3）裸地土壤微生物生物量碳平均含量低于83mg·kg-1。植被恢复后土壤微生物生物量碳平均含量分别是裸地的2.3～7.8倍。植被恢复后土壤微生物生物量碳含量夏季最高,冬季最低。土壤微生物生物量碳含量与土壤有机碳含量、轻组有机碳、可溶性有机碳、全氮、全磷、水解性氮、有效磷、全钾和速效钾均有显著的正相关关系,而与土壤容重和土层深度呈负相关关系。植被恢复显著增加了土壤微生物微生物量碳流通量,但不一定能改变微生物生物量碳周转速率和周转时间。微生物生物量碳是指示侵蚀退化红壤有机碳恢复的最好指标。（4）植被恢复显著增加了侵蚀退化红壤的可溶性有机碳含量,主要原因是土壤可溶性有机碳的来源途径得到恢复。植被恢复后土壤可溶性有机碳含量一般

论文目录:

摘要

Abstract

1 引言

1.1 研究背景、意义与目的

1.2 植被恢复与土壤碳吸存

1.3 土壤易变有机碳研究进展

1.3.1 土壤轻组有机碳

1.3.1.1 轻组的概念

1.3.1.2 轻组的分离方法

1.3.1.3 轻组的来源和组成

1.3.1.4 轻组的特征

1.3.1.5 不同土地利用方式和经营措施对轻组的影响

1.3.1.6 存在问题

1.3.2 可溶性有机碳

1.3.2.1 土壤可溶性有机碳的来源及性质

1.3.2.2 土壤可溶性有机碳的季节变化

1.3.2.3 土壤可溶性有机碳的释放与吸附

1.3.2.4 植被破坏和恢复对土壤可溶性有机碳的影响

1.3.2.5 存在问题

1.3.3 土壤微生物生物量碳

1.3.3.1 测定方法

1.3.3.2 土壤微生物生物量碳的大小及其季节变化

1.3.3.3 土壤微生物生物量碳的周转与流通

1.3.3.4 土壤微生物生物量碳的影响因素

1.3.3.5 存在问题

1.3.4 土壤团聚体对有机碳的物理保护

1.3.5 植被变化对土壤呼吸的影响研究概况

1.3.5.1 植被变化与土壤呼吸

1.3.5.2 植被变化对土壤呼吸的影响机制

2 研究区和试验地概况

2.1 研究区自然概况

2.1.1 地理位置

2.1.2 气候

2.1.3 地形地貌

2.1.4 土壤及其母质

2.1.5 植被

2.1.6 水土流失概况

2.2 试验地概况

2.2.1 马尾松林

2.2.2 板栗园

2.2.3 百喜草地

2.2.4 裸地

2.2.5 次生林

3 研究内容与研究方法

3.1 研究内容

3.2 研究方法

3.2.1 生物量调查及植株样品的采集

3.2.2 土壤取样及处理

3.2.3 轻组的分离及碳、氮含量测定

3.2.4 微生物生物量碳的测定

3.2.5 可溶性有机碳的测定

3.2.6 团聚体组成及其碳、氮含量的测定

3.2.7 土壤呼吸测定与计算

3.2.8 土壤基本性质测定

3.2.9 土壤碳库储量计算

4 植被恢复对退化红壤有机碳库的影响

4.1 植被恢复对退化红壤有机碳含量及其垂直分布的影响

4.2 植被恢复对土壤有机碳库储量及其垂直分布的影响

4.3 土壤碳吸存

4.4 小结

5 植被恢复对退化红壤轻组有机碳的影响

5.1 对轻组有机碳垂直分布的影响

5.2 对轻组有机碳季节动态的影响

5.2.1 对轻组含量季节动态的影响

5.2.2 对土壤轻组的碳含量季节变化的影响

5.2.3 对轻组有机碳占土壤总有机碳比例及其季节变化的影响

5.3 对轻组碳氮比的影响

5.4 土壤轻组与土壤有机碳的关系

5.5 小结

6 植被恢复对退化红壤微生物生物量碳的影响

6.1 对微生物生物量碳垂直变化的影响

6.2 对微生物生物量碳季节变化的影响

6.3 微生物生物量碳的周转速率和流通量

6.4 小结

7 植被恢复对侵蚀红壤可溶性有机碳的影响

7.1 对可溶性有机碳垂直分布的影响

7.2 对可溶性有机碳季节变化的影响

7.3 可溶性有机碳与土壤有机碳、微生物生物量碳的关系

7.4 小结

8 植被恢复对退化红壤团聚体有机碳的影响

8.1 植被恢复对团聚体稳定性的影响

8.2 对不同粒径团聚体的碳含量及碳氮比的影响

8.3 对不同粒径团聚体有机碳分配比例的影响

8.4 土壤有机碳恢复对团聚体稳定性的影响

8.5 小结

9 植被恢复对土壤呼吸的影响

9.1 动态密闭气室法和碱吸收法测定土壤呼吸的比较

9.2 植被恢复对土壤呼吸日变化的影响

9.3 植被恢复对土壤呼吸季节变化的影响

9.4 温度对土壤呼吸的影响

9.5 植被恢复对土壤呼吸年通量的影响

9.6 小结

10 研究结论及展望

10.1 研究结论

10.2 研究特色

10.3 存在问题与研究展望

10.3.1 存在问题

10.3.2 研究展望

参考文献

个人简介

导师简介

发表论文清单

致谢

发布时间: 2007-01-10

参考文献

[1].渭北旱塬农田土壤呼吸温度敏感性变化特征[D]. 王蕊.西北农林科技大学2018
[2].管理措施对农田生态系统土壤呼吸、N2O和CH4排放的影响[D]. 陈书涛.南京农业大学2007
[3].北亚热带次生栎林与火炬松人工林土壤碳动态研究[D]. 王国兵.南京林业大学2008
[4].德国北部温带海洋性气候区农用地土壤呼吸动态变化及其驱动机理[D]. 王洋.西北农林科技大学2015
[5].亚高山灌丛和草甸土壤呼吸动态特征及其影响因素[D]. 胡宗达.中国林业科学研究院2013
[6].暖温带锐齿栎林土壤呼吸时空变异及其调控机理[D]. 栾军伟.中国林业科学研究院2010
[7].绿洲典型间作模式的土壤呼吸特征及其成因[D]. 秦安振.甘肃农业大学2013
[8].缙云山典型林分土壤呼吸特征及其对影响因子响应的研究[D]. 于雷.北京林业大学2015
[9].暖温带锐齿栎林土壤呼吸及微生物群落结构对土壤增温和降雨减少的响应[D]. 刘彦春.中国林业科学研究院2013
[10].毛竹林土壤呼吸及其三个生物学过程的时空格局变化研究[D]. 姜艳.中国林业科学研究院2010

植被恢复对退化红壤易变碳及土壤呼吸的影响

猜你喜欢