新疆艾比湖湿地土壤CO2释放规律研究

论文摘要

干旱区是对气候变化较敏感的特殊而重要的地理单元,干旱区湖泊湿地作为干旱区的一个组成部分,在全球气候变化的响应中具有其独特的地位,研究干旱区湖泊湿地的土壤呼吸及其影响因素对于深入理解全球碳循环过程具有重要的意义。本研究采用LI-8100自动土壤碳通量测量系统,在新疆艾比湖恢复湿地选择不同生态恢复阶段芦苇群落进行土壤呼吸测定,并分析各样地植物群落土壤呼吸速率特征差异及其对温度、水分的响应,最终揭示水分亏缺、土壤较贫瘠的干旱湖泊湿地区土地利用变化后土壤呼吸的时空变化规律,以说明本地区土壤呼吸的特征,为评估干旱区生态系统土壤碳通量积累数据,以揭示艾比湖流域碳循环规律。主要研究结果如下:（1）在湿地恢复重建过程中,土壤pH值没有明显的变化,土壤均呈碱性。三个恢复阶段的数值均低于天然湿地,氮、磷、钾的含量大致按晚期、中期、早期恢复湿地的顺序逐渐增加,说明在湿地恢复过程中,土壤营养元素在逐渐增加。（2）生长季,不同恢复阶段湿地土壤CO2释放速率日变化在春季昼间呈双峰峰曲线变化,夏季昼间双峰变化最为明显,秋冬两个季节均呈单峰变化曲线,此外冬季土壤呼吸速率在昼间保持一个极低的数值。（3）通过对四个季节的比较,各样地土壤呼吸速率季节变化的总体趋势是春季>秋季>夏季>冬季,这种季节变化主要是由温度、湿度、光合作用生产和/或它们的共同作用所驱动的。（4）比较分析近地面大气温度和土壤温度的影响,各样地土壤呼吸速率与近地面大气温度的关系较为紧密,气温为该地区土壤呼吸作用的主要影响因子。本文采用近地面大气温度与土壤呼吸之间的相关关系计算各样地的Q10值,变化范围在1.16～2.1之间。（5）在土壤含水量方面,四个样地土壤含水量变化与土壤呼吸速率变化呈负相关关系,在早期、中期、晚期恢复湿地表现比较明显,相关分析也证明了这一点,说明土壤湿度的增加会在一定程度上抑制土壤呼吸速率,而且随着土壤含水量的降低,土壤呼吸速率表现出增加的趋势。本研究采用野外调查采样结合室内试验的方式获得数据,并提出了一些关于湿地恢复的建议和意见,以期对正确引导干旱区荒漠生态系统的发展过程与发展方向提供科学依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 土壤呼吸研究进展
• 1.2 我国湿地的分类及特点
• 1.3 湿地生态系统土壤呼吸研究进展
• 2 研究区概况与研究方法
• 2.1 研究区概况
• 2.2 试验设计
• 2.3 技术路线
• 3 不同恢复阶段土壤状况及土壤呼吸特征分析
• 3.1 不同恢复阶段土壤理化性质的变化特征
• 3.2 土壤理化性质之间的相关分析
• 3.3 不同恢复阶段土壤呼吸速率季节变化特征研究
• 3.4 各恢复阶段土壤呼吸速率变化与温度的关系
• 3.5 各恢复阶段土壤呼吸年际变化
• 4 主要环境因子对土壤呼吸速率的影响
• 4.1 温度对土壤呼吸速率的影响
• 4.2 空气相对湿度与土壤含水量对土壤呼吸速率的影响
• 5 结论与建议
• 5.1 结论与讨论
• 5.2 建议
• 参考文献
• 在读期间发表论文
• 后记