侵蚀和沉积部位土壤呼吸变化特征及其影响因素
本文选题：侵蚀部位 切入点：沉积部位 出处：《西北农林科技大学》2017年硕士论文 论文类型：学位论文
【摘要】：土壤呼吸是陆地生态系统碳循环的重要组成部分,通过土壤呼吸向大气排放的CO_2量约占整个生态系统的70%,其微小的波动就会引起大气CO_2浓度的变化。尽管土壤呼吸已有大量的报道,但侵蚀和沉积条件下土壤呼吸的变化特征及其影响因素尚不清楚。地球上超过60%的陆地面积是8°的坡地,侵蚀和沉积是地表频繁发生物质运动过程。研究侵蚀和沉积条件下土壤呼吸变化对准确评估陆地生态系统碳循环具有重要意义。黄土高原地形复杂、坡度变化剧烈,是研究侵蚀-沉积条件下土壤呼吸变化的典型地区。依托“陕西长武农田生态系统国家野外科学观测研究站”(简称“长武站”),设置梯度试验(5°、10°和20°),各处理包括侵蚀和沉积部位两部分,共4个重复。该研究利用土壤碳通量测量系统LI-8100(LI-COR,Linc°ln,NE,USA)和土壤温度及水分数据采集器(EM50,DECAGON,USA),测定侵蚀和沉积部位的土壤呼吸速率、土壤水分和土壤温度。次降雨结束后采集径流和泥沙,定期采取土样测定土壤有机碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)等。主要试验结果:(1)沉积部位土壤呼吸速率高于侵蚀部位,且随坡度增大侵蚀和沉积部位间的差异增大,沉积部位较侵蚀部位提高幅度为17.9%~57.7%,10°和20°差异显著(P0.05)。侵蚀部位土壤呼吸随坡度变化呈现:5°10°20°,相比5°,10°和20°侵蚀区土壤呼吸显著降低12%和26.1%(P0.05)。相反,沉积部位土壤呼吸随坡度增大表现为:5°10°20°,10°和20°较5°分别增大1.8%和6%,各坡度间差异均不显著(P0.05)。随坡度增大,侵蚀与沉积部位土壤呼吸总量呈递减趋(5°:3349.40g.C.y-110°:3089.44g.C.y-120°:2969.63g.C.y-1)。(2)沉积部位土壤水分含量较侵蚀部位显著升高8.7%~28.6%(P0.05)。侵蚀部位土壤水分随坡度增大显著下降,而沉积部位随之显著升高。侵蚀和沉积部位之间以及不同坡度间的土壤温度差异均较小。(3)沉积部位MBC较侵蚀部位高6.5%~49.8%,随坡度增大侵蚀和沉积部位之间的差异越大。侵蚀部位MBC随坡度变化不大,而沉积部位MBC在各坡度之间差异显著(P0.05),且随坡度增大MBC含量上升,与5°相比,10°和20°提高28.9%和41.0%。SOC和DOC与MBC呈现类似的规律。与MBC不同,5°侵蚀部位SOC含量高于沉积部位,且侵蚀部位不同坡度间差异显著(P0.05),而DOC含量在侵蚀和沉积部位之间以及不同坡度间差异均不显著(P0.05)。(4)土壤呼吸与土壤水分具有极其显著的一元二次相关性(P0.0001),径流与侵蚀和沉积部位土壤水分变化密切相关;底物与土壤呼吸明显相关,随SOC和MBC含量增大,土壤呼吸呈升高趋势,泥沙迁移是导致底物(SOC、MBC)在侵蚀、沉积部位差异的驱动力;土壤呼吸与土壤温度具有显著的指数相关性,与DOC显著相关,但侵蚀与沉积间土壤呼吸的差异与温度和DOC无关。上述研究结果表明,径流和泥沙在侵蚀和沉积部位的重新分布引起土壤水分和底物空间变异,这是导致土壤呼吸在侵蚀与沉积部位变化的重要因素。同时,随侵蚀-沉积强度增大,土壤呼吸总量下降,侵蚀-沉积有助于降低陆地表面土壤CO_2通量。
[Abstract]:......
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157;S154
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，本文编号：1635914
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