基于DNDC模型的采煤沉陷区农田生态系统碳循环模拟研究
发布时间：2022-01-27 19:46
为了量化煤田工作面开采对农田生态系统碳循环的扰动影响,保护矿区生态环境,实现采煤沉陷区农田生态系统的可持续发展,本文以山西省晋煤集团某矿区为例,选泽由煤矿开采活动引起的地表沉陷区为实验区,选择与沉陷区土壤理化性质和农田管理措施基本一致的农作区为对照区,通过采样实验和长期观测,对DNDC模型在本区的适用性进行了验证,并利用修正后的模型对沉陷区和对照区的农田生态系统碳循环过程进行了模拟和预测,系统地分析了采煤沉陷区对农田生态系统的扰动影响,并运用模型预测了采煤沉陷区不同坡度下的农田产量和温室气体排放量,且据此提出了针对采煤沉陷区的农田管理措施。主要结论如下:（1）DNDC模型能够较好地模拟研究区的农田生态系统碳循环过程。（2）采煤沉陷区与对照区相比,其土壤有机碳含量、植被NPP、土壤CO2排放量和土壤甲烷吸收量都呈现下降趋势,而土壤侵蚀碳流失量则显著上升,表明采煤沉陷区土壤总体上呈现失碳效应。（3）对采煤沉陷区不同坡度下的产量和温室气体排放量进行研究,发现当沉陷坡度大于12°时,坡面作物产量下降迅速,且单产增温潜势急剧上升,因此,本文提出应将采煤沉陷坡度控制在12°以内,以减小采煤沉陷坡面...
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１蛇形取样图??
机碳含量等数据，数椐获収方法如下：??＼Ａ／??图２－１蛇形取样图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｐｌａｎｓ??在每个样区，用环刀和土钻分别取样［？’７ｉｕ在对土壤进行釆样时，根据小区的坐标??将其划分成不同的网格，再在网格内确定采样点，采样时采用蛇形取样法［７２１?（见图２－１?），??１３??
用石棉瓦条封闭，石棉瓦条长１．６ｍ，宽３５ｃｍ，埋入地面２０ｃｍ，露出地面１５ｃｍ，接口??处重叠１０ｃｍ，下部用土工布合围形成封闭小区，每个月月末收集由土工布内拦截的泥沙，??具体见图２－３。??Ｚ木桩??±１?布??图２－３?土工布测土壤侵蚀示意图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｅｒｏｓｉｏｎ??２．４．６农田管理数据获取??田间管理是指作物从播种到收获的整个栽培过程中所进行的各种管理措施的总称，包??括轮作制度、作物品种、播种时间、收获时间、耕作时间和深度、施肥时间、种类和用量、??灌溉、杂草防治方法等。本文针对研究区耕作制度的特点，设计了农田管理数据调查问卷，??通过对问卷数据进行统计，获得较为准确的研究区农田管理数据。调查问卷调查了研究矿??区内２０１３年的各项农田管理数据。调查问卷共发放了三次，时间分别为２０１３年３月、２０１３??年６月和２０１３年９月，每次发放２０份问卷。问卷见附表１。??２．５采煤沉陷对农田生态系统碳循环扰动影响评价方法??农田生态系统碳循环过程一个复杂的生物地球化学过程，要量化这一过程的变化很难??实现，因此，本文选取了土壤有机碳含量、植被ＮＰＰ、土壤侵蚀碳流失量、Ｃ０２排放量和??ＣＨ４排放量五个指标作为农田生态系统碳循环过程的表征指标
【参考文献】：
期刊论文
[1]双集合卡尔曼滤波LAI同化结合BEPS模型的竹林生态系统碳通量模拟[J]. 李雪建,毛方杰,杜华强,周国模,徐小军,李平衡,刘玉莉,崔璐. 应用生态学报. 2016(12)
[2]浅埋深煤层煤矿开采对地表植被影响研究[J]. 赵欢欢,王军,王敏. 绿色科技. 2016(16)
[3]生物炭与氮肥对旱作春玉米农田CO2和CH4排放特征的影响[J]. 李秀云,张洪培,沈玉芳,李世清. 西北植物学报. 2016(06)
[4]不同耕作方式下土壤水分状况对土壤呼吸的初期影响[J]. 张延,梁爱珍,张晓平,陈升龙,孙冰洁,刘四义. 环境科学. 2016(03)
[5]采煤塌陷对地表植物群落特征的影响[J]. 叶瑶,全占军,肖能文,韩煜,王琦,付梦娣,李俊生. 环境科学研究. 2015(05)
[6]2000—2010年神东矿区植被NPP的变化特征及影响因素分析[J]. 谢少少,马超,田淑静,田静国. 测绘科学技术学报. 2015(01)
[7]基于DNDC模型模拟气候变化影响下的中国水稻田温室气体排放[J]. 田展,牛逸龙,孙来祥,李长生,刘春江,樊冬丽. 应用生态学报. 2015(03)
[8]利用BEPS模型估算城区植被净初级生产力的时空变化[J]. 王修信,孙涛,朱启疆,刘馨,陈声海. 干旱区资源与环境. 2014(11)
[9]毛乌素沙地煤矿开采对植被景观的影响[J]. 钱者东,秦卫华,沈明霞,杨昉婧. 水土保持通报. 2014(05)
[10]基于CENTURY模型的荒漠草原ANPP对气候变化响应的模拟[J]. 张存厚,王明玖,赵杏花,孙小龙,陈海军,武荣盛. 生态学杂志. 2014(10)
博士论文
[1]东北东部森林碳循环过程的集水区尺度模拟[D]. 郭丽娟.东北林业大学 2013
[2]基于草原综合顺序分类系统改进CASA模型及其在中国草地NPP估算中的应用[D]. 张美玲.甘肃农业大学 2012
[3]运用IBIS模型估测东北东部森林生态系统碳动态的模拟[D]. 刘曦.东北林业大学 2011
[4]煤矿沉陷区地表覆被的时空变化规律研究[D]. 张健雄.河南理工大学 2011
硕士论文
[1]三种典型沙生灌木NPP及其分配格局[D]. 赵灿.北京林业大学 2014
[2]基于BEPS模型模拟地表蒸散的干旱监测技术研究[D]. 葛琴.南京信息工程大学 2013
[3]应用IBIS模型研究东北典型天然次生林生态系统的碳通量[D]. 张海燕.东北林业大学 2009
[4]南水北调中线水源区弃耕地植被群落学特征及土壤侵蚀和非点源污染研究[D]. 张海峰.西北农林科技大学 2005
本文编号：3612977
【文章来源】：山西农业大学山西省
【文章页数】：53 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２－１蛇形取样图??
机碳含量等数据，数椐获収方法如下：??＼Ａ／??图２－１蛇形取样图??Ｆｉｇ．２－１?Ｓｅｒｐｅｎｔｉｎｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｐｌａｎｓ??在每个样区，用环刀和土钻分别取样［？’７ｉｕ在对土壤进行釆样时，根据小区的坐标??将其划分成不同的网格，再在网格内确定采样点，采样时采用蛇形取样法［７２１?（见图２－１?），??１３??
用石棉瓦条封闭，石棉瓦条长１．６ｍ，宽３５ｃｍ，埋入地面２０ｃｍ，露出地面１５ｃｍ，接口??处重叠１０ｃｍ，下部用土工布合围形成封闭小区，每个月月末收集由土工布内拦截的泥沙，??具体见图２－３。??Ｚ木桩??±１?布??图２－３?土工布测土壤侵蚀示意图??Ｆｉｇ．?２－３?Ｔｈｅ?ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｓｏｉｌ?ｅｒｏｓｉｏｎ??２．４．６农田管理数据获取??田间管理是指作物从播种到收获的整个栽培过程中所进行的各种管理措施的总称，包??括轮作制度、作物品种、播种时间、收获时间、耕作时间和深度、施肥时间、种类和用量、??灌溉、杂草防治方法等。本文针对研究区耕作制度的特点，设计了农田管理数据调查问卷，??通过对问卷数据进行统计，获得较为准确的研究区农田管理数据。调查问卷调查了研究矿??区内２０１３年的各项农田管理数据。调查问卷共发放了三次，时间分别为２０１３年３月、２０１３??年６月和２０１３年９月，每次发放２０份问卷。问卷见附表１。??２．５采煤沉陷对农田生态系统碳循环扰动影响评价方法??农田生态系统碳循环过程一个复杂的生物地球化学过程，要量化这一过程的变化很难??实现，因此，本文选取了土壤有机碳含量、植被ＮＰＰ、土壤侵蚀碳流失量、Ｃ０２排放量和??ＣＨ４排放量五个指标作为农田生态系统碳循环过程的表征指标
【参考文献】：
期刊论文
[1]双集合卡尔曼滤波LAI同化结合BEPS模型的竹林生态系统碳通量模拟[J]. 李雪建,毛方杰,杜华强,周国模,徐小军,李平衡,刘玉莉,崔璐. 应用生态学报. 2016(12)
[2]浅埋深煤层煤矿开采对地表植被影响研究[J]. 赵欢欢,王军,王敏. 绿色科技. 2016(16)
[3]生物炭与氮肥对旱作春玉米农田CO2和CH4排放特征的影响[J]. 李秀云,张洪培,沈玉芳,李世清. 西北植物学报. 2016(06)
[4]不同耕作方式下土壤水分状况对土壤呼吸的初期影响[J]. 张延,梁爱珍,张晓平,陈升龙,孙冰洁,刘四义. 环境科学. 2016(03)
[5]采煤塌陷对地表植物群落特征的影响[J]. 叶瑶,全占军,肖能文,韩煜,王琦,付梦娣,李俊生. 环境科学研究. 2015(05)
[6]2000—2010年神东矿区植被NPP的变化特征及影响因素分析[J]. 谢少少,马超,田淑静,田静国. 测绘科学技术学报. 2015(01)
[7]基于DNDC模型模拟气候变化影响下的中国水稻田温室气体排放[J]. 田展,牛逸龙,孙来祥,李长生,刘春江,樊冬丽. 应用生态学报. 2015(03)
[8]利用BEPS模型估算城区植被净初级生产力的时空变化[J]. 王修信,孙涛,朱启疆,刘馨,陈声海. 干旱区资源与环境. 2014(11)
[9]毛乌素沙地煤矿开采对植被景观的影响[J]. 钱者东,秦卫华,沈明霞,杨昉婧. 水土保持通报. 2014(05)
[10]基于CENTURY模型的荒漠草原ANPP对气候变化响应的模拟[J]. 张存厚,王明玖,赵杏花,孙小龙,陈海军,武荣盛. 生态学杂志. 2014(10)
博士论文
[1]东北东部森林碳循环过程的集水区尺度模拟[D]. 郭丽娟.东北林业大学 2013
[2]基于草原综合顺序分类系统改进CASA模型及其在中国草地NPP估算中的应用[D]. 张美玲.甘肃农业大学 2012
[3]运用IBIS模型估测东北东部森林生态系统碳动态的模拟[D]. 刘曦.东北林业大学 2011
[4]煤矿沉陷区地表覆被的时空变化规律研究[D]. 张健雄.河南理工大学 2011
硕士论文
[1]三种典型沙生灌木NPP及其分配格局[D]. 赵灿.北京林业大学 2014
[2]基于BEPS模型模拟地表蒸散的干旱监测技术研究[D]. 葛琴.南京信息工程大学 2013
[3]应用IBIS模型研究东北典型天然次生林生态系统的碳通量[D]. 张海燕.东北林业大学 2009
[4]南水北调中线水源区弃耕地植被群落学特征及土壤侵蚀和非点源污染研究[D]. 张海峰.西北农林科技大学 2005
本文编号：3612977
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