论文题目: 亚热带丘陵区土壤有机碳、磷变异特征及驱动因子研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 土壤学
作者: 黄敏
导师: 黄巧云,吴金水
关键词: 亚热带丘陵区,土壤有机碳,土壤磷,变异特征,驱动因子
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 亚热带丘陵区在我国经济林果和粮食生产中占有重要地位，受该区高温多雨气候和土地利用不合理等因素的影响，其土壤有机质和养分的贫瘠化现象相当普遍，土壤缺磷尤其是有效磷缺乏严重。土壤有机碳库和磷库水平已成为该区土壤生产力重要的限制性因子。本论文采用常规统计与地统计相结合的方法，通过在我国中亚热带南缘和北缘各选取丘陵区生态景观单元的样区进行区域取样调查，并结合田间定位试验，揭示了亚热带丘陵区土壤有机碳库和磷库不同组分的区域资源特征和空间变异规律，阐明了土壤有机碳库和磷库对利用方式与施肥模式的响应特点，探讨了土壤有机碳库和磷库变化的驱动因子。以期为亚热带丘陵区土壤有机碳库和磷库的优化管理、土壤肥力质量的提高及生产力的可持续发展提供科学依据。取得的主要结果如下： 1、我国亚热带丘陵区土壤有机碳、磷含量存在南北区域上的差异。南部样区的土壤总有机碳(TOC)和可溶性有机碳(DOC)的含量分别比北部样区的高39.1％和77.0％，而南部样区土壤微生物生物量碳(MBC)的含量则比北部样区的低74.9％。南、北样区土壤DOC分别占其TOC的0.96％和0.83％，土壤MBC分别占TOC的1.62％和3.58％。与北部样区相比，南部样区的自然条件和人类活动情况总体上有利于土壤有机碳库的积累。两个样区土壤总体上处于缺磷状态。南、北样区土壤全磷的平均含量分别为0.312g／kg和0.465g／kg，而两个样区土壤有效磷和微生物生物量磷(MBP)差异均不显著，其平均含量分别在9.0mg／kg和23.0mg／kg左右。南、北样区土壤有效磷分别占全磷的2.34％和1.80％，其MBP分别占全磷的7.70％和4.92％，其土壤微生物碳磷比的平均值分别为15.8和24.1。农业耕作的历史和强度不同是样区间土壤磷库存在差异的主要原因。 2、基于GIS的地统计学方法有效地描述了亚热带丘陵区农业生态景观单元土壤有机碳和磷素的空间变异特征。在1000m的距离范围内，土壤有机碳、磷的半方差结构说明其组分均具有良好的空间相关性。土壤有机碳、磷各组分空间自相关的最大尺度在144-288m的范围内，并以全磷的最小，MBC的最大。土壤TOC、DOC和全磷具有强烈的空间相关性，说明三者的空间变异性主要是由气候、母质、地形、土壤类型等结构性因素引起的；而土壤MBC、有效磷和MBP的空间相关性中等，说明其由作物施肥、种植制度、耕作措施等随机性因素引起的空间变异性起很大作用。从土壤有机碳和磷素各组分的Kriging插值图可看出，TOC、MBC和MBP都表现出明显的条带状或片状分布特点；DOC和有效磷在条带状或片状分布中夹杂较多的斑块斑点；而全磷的分布斑块琐碎，呈现出镶嵌式的“星空”状分布，其渐变性分布规律最差。亚热带丘陵区土壤有机碳库和磷库的空间变异受气候、地形、土壤类型等自然因子，以及土地利用方式与农艺管理措施等人为因素的双重制约。
论文目录:
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究目的与意义
1.2 农田土壤有机碳库和磷库研究进展(文献综述1)
1.2.1 农田土壤有机碳库
1.2.1.1 土壤有机碳库的组成
1.2.1.2 土壤有机碳库的储量
1.2.1.3 土壤有机碳库的平衡
1.2.1.4 土壤有机碳库与养分库的关系
1.2.2 农田土壤磷库
1.2.2.1 土壤磷库的组成
1.2.2.2 土壤磷库各组分间的转化
1.2.2.3 土壤磷库的循环、平衡与积累
1.2.2.4 土壤微生物生物量磷及其对磷库有效性的调节
1.2.3 农田土壤有机碳库和磷库的调控与管理
1.2.3.1 土壤有机碳库的调控与管理
1.2.3.2 土壤磷库的调控与管理
1.3 土壤养分的空间变异与分布(文献综述2)
1.3.1 土壤空间变异研究的采样方法
1.3.2 土壤空间变异研究的分析方法
1.3.2.1 传统方法
1.3.2.2 地统计学方法
1.3.3 土壤养分空间变异的研究进展
1.4 问题与展望
1.5 论文研究内容与技术路线
第二章 材料与方法
2.1 试验设计
2.1.1 区域采样
2.1.2 稻田定位试验
2.1.3 旱地定位试验
2.2 样品分析方法
2.2.1 土壤微生物生物量碳的测定
2.2.2 土壤微生物生物量磷的测定
2.2.3 土壤全磷的测定
2.2.4 土壤总有机碳的测定
2.2.5 土壤可溶性有机碳和有效磷的测定
2.2.6 其它
2.3 数据处理与统计分析
2.5.1 常规统计
2.5.2 地统计
第三章 亚热带丘陵区土壤有机碳、磷的区域差异
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.3 结果与讨论
3.3.1 土壤有机碳库的区域差异
3.3.1.1 土壤有机碳的含量
3.3.1.2 土壤有机碳的频率分布
3.3.1.3 土壤活性有机碳占总有机碳的比例
3.3.2 土壤磷库的区域差异
3.3.2.1 土壤磷的含量
3.3.2.2 土壤磷的频率分布
3.3.2.3 土壤活性磷占土壤全磷的比例
3.3.2.4 土壤微生物生物量碳磷比的区域差异
3.3.3 土壤有机碳库和磷库区域差异的驱动因子分析
3.4 小结
第四章 亚热带丘陵区生态景观单元土壤有机碳、磷的空间变异
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 研究区概况与样品采集
4.2.2 地统计分析与数据处理过程
4.2.2.1 半方差函数及模型
4.2.2.2 Kriging插值
4.2.2.3 数据处理过程
4.3 结果与讨论
4.3.1 土壤有机碳、磷的描述性统计
4.3.2 土壤有机碳、磷空间变异的结构特征
4.3.2.1 步长大小对空间变异性的影响
4.3.2.2 各向同性下的空间变异
4.3.2.3 各向异性下的空间变异
4.3.3 土壤有机碳、磷的空间分布
4.4 小结
第五章 亚热带丘陵区土壤有机碳、磷对利用方式的响应
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.3 结果与讨论
5.3.1 利用方式对土壤有机碳库的影响
5.3.1.1 土壤有机碳的含量
5.3.1.2 土壤有机碳的频率分布
5.3.1.3 土壤活性有机碳占总有机碳的比例
5.3.1.4 土壤有机碳库各组分间的相关性分析
5.3.2 利用方式对土壤磷库的影响
5.3.2.1 土壤磷的含量
5.3.2.2 土壤磷的频率分布
5.3.2.3 土壤活性磷占全磷的比例
5.3.2.4 土壤磷库各组分间的相关性分析
5.3.3 土壤磷库与有机碳库的关系
5.3.3.1 土壤磷与有机碳的相关性分析
5.3.3.2 土壤微生物生物量碳磷比
5.4 小结
第六章 亚热带丘陵区稻田土壤有机碳、磷对施肥的响应
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.3 结果与讨论
6.3.1 作物产量对施肥的响应
6.3.2 施肥对稻田土壤有机碳库的影响
6.3.3 施肥对稻田土壤磷库的影响
6.3.3.1 土壤有效磷的动态变化
6.3.3.2 土壤全磷和有效磷的变化
6.3.3.3 土壤磷库的表观收支平衡
6.3.4 施肥对稻田土壤微生物生物量碳、磷的影响
6.4 小结
第七章 亚热带丘陵区旱地土壤有机碳、磷对施肥的响应
7.1 前言
7.2 材料与方法
7.2.1 试验设计与样品采集
7.2.2 养分库管理指数的计算
7.3 结果与讨论
7.3.1 施肥对旱地土壤有机碳库的影响
7.3.1.1 土壤总有机碳
7.3.1.2 土壤微生物生物量碳
7.3.1.3 土壤可溶性有机碳
7.3.1.4 土壤有机碳库管理指数
7.3.2 施肥对旱地土壤磷库的影响
7.3.2.1 土壤全磷
7.3.2.2 土壤有效磷
7.3.2.3 土壤微生物生物量磷
7.3.3.4 土壤磷库管理指数
7.3.3 施肥对旱地土壤微生物生物量碳磷比的影响
7.4 小结
第八章 结论与建议
8.1 主要结论
8.2 本研究的不足之处
参考文献
攻读博士学位期间发表论文目录
致谢
发布时间: 2006-12-12
参考文献
- [1].秸秆还田和免耕对土壤有机碳特性及水稳性团聚体的影响[D]. 阿里凯（KASHIF ALI KUBAR）.华中农业大学2018
- [2].辽宁省农田土壤有机碳动态变化及固碳潜力估算[D]. 刘慧屿.沈阳农业大学2011
- [3].黄土区侵蚀与干旱环境中土壤有机碳氮的变化与迁移[D]. 王百群.西北农林科技大学2004
- [4].土壤有机碳和氮的分布及其对气候变化的响应[D]. 王淑平.中国科学院研究生院（植物研究所）2003
- [5].土地利用变化对土壤有机碳的影响[D]. 李正才.中国林业科学研究院2006
- [6].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[D]. 姜红梅.兰州大学2006
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- [10].川南毛竹林土壤有机碳和土壤微生物研究[D]. 任立宁.中国林业科学研究院2018
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