当前位置:主页 > 科技论文 > 农业技术论文 >

敦煌葡萄农田生态系统土壤呼吸动态与碳平衡特征研究

发布时间:2018-06-28 11:15

  本文选题:敦煌 + 葡萄农田生态系统 ; 参考:《兰州大学》2016年硕士论文


【摘要】:在全球变暖的大背景下,陆地生态系统的碳循环过程受到人们的广泛关注。干旱区农田生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,由于其脆弱的生态环境和较少的土壤有机质含量,对全球变化的碳循环意义非凡。加之人类活动的强烈干扰,使其碳循环变得异常复杂。研究干旱农田生态系统碳循环对认识陆地生态系统碳循环以及探索“失踪的碳汇”有重要的意义。本文将涡度相关技术和气室观测手段相结合,于2013-2014年7-10月在我国西北干旱区甘肃省敦煌市南湖乡的葡萄园中进行CO2通量的观测实验,分析不同的时间尺度下葡萄农田生态系统土壤CO2通量的日变化和季节变化规律;区分影响土壤CO2通量主要的环境因子;对比分析土壤CO2通量和净生态系统碳通量的关系;估算葡萄农田生态系统碳平衡。所得具体结果如下:(1)通过根排除法研究有根区和无根区土壤呼吸在日尺度上的变化规律,研究表明二者的日变化基本呈不对称的单峰曲线,最大值出现在12:00-18:00之间,最小值出现在8:00左右,并且在不同的天气状况下,土壤呼吸差异明显。在季节尺度上,2013年和2014年两个生长季7-10月土壤呼吸的变化范围在1.56-6.3μmolm·-2·s-1之间,最大值出现在7月。自养呼吸占总呼吸的比例随时间的变化而逐渐减小,变化范围在21-42%之间。两个生长季7-10月(2013年7月13日-10月21日,2014年7月20日-10月15日)土壤呼吸的平均累积量分别为843.1g·m-2和892.15g·m-2。(2)在不同的时间尺度上,影响土壤呼吸的环境因子存在差异。0-5cm土壤温度和有效光合辐射影响土壤呼吸的日变化规律,二者与土壤呼吸都有迟滞现象发生,土壤温度日变化滞后于土壤呼吸到达峰值,而光合有效辐射日变化较土壤呼吸提前到达峰值。随植被生长,迟滞时间呈不断递减的变化规律。0-5cm处土壤含水量是影响干旱区土壤呼吸的季节变化的主要因子。土壤含水量与土壤呼吸的关系可以用多项式模型很好的拟合,可以解释71%土壤呼吸的变化,当土壤含水量在19%左右时,土壤呼吸达到最大,大于或者小于19%,土壤呼吸都有下降趋势。此外,土壤理化性质,例如土壤有机质、全氮和土壤pH值也显著影响土壤呼吸速率。(3)两个生长季7-10月总初级生产力、净生态系统碳通量的日累积变化存在一致性。在2014年生长季葡萄农田的净生态系统碳通量、生态系统呼吸、总初级生产力的累积量分别是:-1945.09gC·m-2、1994.0gC·m-2、3940.09gC·m-2。土壤呼吸的变化影响与净生态系统碳通量有相关性,净生态系统碳通量约占总初级生产力的51%,葡萄农田在生长季内表现为强碳汇。
[Abstract]:Under the background of global warming, the process of carbon cycle in terrestrial ecosystem has been paid more and more attention. Farmland ecosystem is an important part of terrestrial ecosystem in arid area. Because of its fragile ecological environment and less soil organic matter content, farmland ecosystem is of great significance to the carbon cycle of global change. Combined with the intense interference of human activities, the carbon cycle becomes extremely complex. The study of carbon cycle in arid farmland ecosystem is of great significance to understand the carbon cycle of terrestrial ecosystem and to explore "missing carbon sink". In this paper, based on the combination of vorticity correlation technique and gas chamber observation method, CO2 fluxes were observed in the vineyards of Nanhu Township, Dunhuang City, Northwest arid region of China from July to October in 2013-2014, in which CO 2 fluxes were observed in the vineyards of Nanhu Township, Dunhuang City, Gansu Province, China. The diurnal and seasonal variations of soil CO2 fluxes in grape farmland ecosystem were analyzed at different time scales, and the main environmental factors affecting soil CO2 fluxes were identified, and the relationship between soil CO2 fluxes and net ecosystem carbon fluxes was compared and analyzed. Estimate the carbon balance of grape field ecosystem. The results are as follows: (1) the variation of soil respiration in rootless and rootless regions on a daily scale is studied by the method of root exclusion. The results show that the diurnal changes of soil respiration in rootless and rootless areas are basically unsymmetrical single-peak curves, and the maximum values appear in the range of 12: 00-18: 00. The minimum value was about 8:00, and the soil respiration was significantly different under different weather conditions. On the seasonal scale, the variation range of soil respiration in July-October of 2013 and 2014 ranged from 1.56-6.3 渭 molm -2 s-1, and the maximum occurred in July. The ratio of autotrophic respiration to total respiration decreased with time, ranging from 21 to 42%. The average accumulative amount of soil respiration in the two growing seasons was 843.1 g m-2 and 892.15 g m ~ (-2), respectively. (2) at different time scales, the average accumulation of soil respiration was 843.1 g m-2 and 892.15 g m ~ (-2), respectively, from 13 July to 21 October 2013 and from 20 July to 15 October 2014. The diurnal variation of soil respiration was influenced by the difference of soil temperature between 0 ~ 5 cm and effective photosynthetic radiation. Both of them had hysteresis with soil respiration, and the diurnal variation of soil temperature lagged behind the peak value of soil respiration. The diurnal variation of photosynthetic available radiation reached its peak earlier than soil respiration. The soil moisture content in 0-5 cm was the main factor affecting the seasonal variation of soil respiration in arid area. The relationship between soil moisture content and soil respiration can be well fitted by polynomial model, which can explain the variation of 71% soil respiration. When soil moisture content is about 19%, soil respiration reaches the maximum. Soil respiration decreased when it was greater than or less than 19%. In addition, soil physical and chemical properties, such as soil organic matter, total nitrogen and soil pH, also significantly affected soil respiration rate. (3) the total primary productivity in July and October of the two growing seasons and the daily cumulative variation of net ecosystem carbon flux were consistent. The accumulation of net ecosystem carbon flux, ecosystem respiration and total primary productivity in grape field in the growing season of 2014 were: 1: -1945.09 g / m ~ (-2) / 1994.0g / cm ~ (-2) ~ 3940.09 g / m ~ (-2), respectively. The effect of soil respiration was related to the net ecosystem carbon fluxes, which accounted for 51% of the total primary productivity, and the grape farmland showed a strong carbon sink during the growing season.
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S154

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 王凤文 ,杨书运 ,张庆国;土壤呼吸研究进展[J];安徽农业;2004年12期

2 孟凡乔;关桂红;张庆忠;史雅娟;屈波;况星;;华北高产农田长期不同耕作方式下土壤呼吸及其季节变化规律[J];环境科学学报;2006年06期

3 栾军伟;向成华;骆宗诗;宫渊波;;森林土壤呼吸研究进展[J];应用生态学报;2006年12期

4 方精云;王娓;;作为地下过程的土壤呼吸:我们理解了多少?[J];植物生态学报;2007年03期

5 苏永红;冯起;朱高峰;司建华;常宗强;;土壤呼吸与测定方法研究进展[J];中国沙漠;2008年01期

6 唐燕飞;王国兵;阮宏华;;土壤呼吸对温度的敏感性研究综述[J];南京林业大学学报(自然科学版);2008年01期

7 陈宝玉;王洪君;杨建;刘世荣;葛剑平;;土壤呼吸组分区分及其测定方法[J];东北林业大学学报;2009年01期

8 张智婷;宋新章;高宝嘉;;全球环境变化对森林土壤呼吸的影响[J];江西农业大学学报;2009年02期

9 干文芝;胡宗达;任永宽;彭丽;吴永成;;基于文献计量学的国际土壤呼吸研究态势分析[J];西南农业学报;2013年03期

10 齐志勇,王宏燕,王江丽,刘书宇;陆地生态系统土壤呼吸的研究进展[J];农业系统科学与综合研究;2003年02期

相关会议论文 前10条

1 王小国;朱波;;森林土壤呼吸研究进展[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年

2 唐英平;;不同利用方式下的土壤呼吸温度敏感性研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

3 张凯;许晓静;徐小牛;;合肥城市绿地土壤呼吸初探[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年

4 李洪建;严俊霞;汤亿;;气候变化的影响、适应与反馈——油松林地土壤呼吸与土壤温度和水分关系的定位研究[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

5 谢锦升;杨玉盛;陈光水;高人;杨智杰;郭剑芬;;植被恢复对严重侵蚀红壤碳吸存和土壤呼吸的影响[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年

6 杨玉盛;陈光水;王小国;高人;李震;金钊;;中亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年

7 唐洁;汤玉喜;吴敏;李永进;王胜;;洞庭湖区滩地不同土地利用类型的土壤呼吸动态[A];第二届中国林业学术大会——S10 林业与气候变化论文集[C];2009年

8 肖孔操;刘杏梅;吴建军;汪海珍;徐建明;;植物残体与土壤pH对农田土壤呼吸的影响研究[A];面向未来的土壤科学(下册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

9 赵敏;孔正红;;崇明岛人工林土壤呼吸研究初探[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年

10 唐洁;汤玉喜;吴敏;李永进;王胜;;洞庭湖区滩地不同土地利用类型的土壤呼吸动态[A];第九届中国林业青年学术年会论文摘要集[C];2010年

相关重要报纸文章 前2条

1 本报记者 郭起豪;土壤呼吸里的“碳秘密”[N];中国气象报;2013年

2 周飞 申卫军;大气CO_(2)浓度影响土壤呼吸[N];广东科技报;2009年

相关博士学位论文 前10条

1 刘霞;寒温带冻土区森林—湿地生态系统土壤呼吸及其影响因子研究[D];东北林业大学;2015年

2 姜继韶;施氮和轮作对黄土高原旱塬区土壤温室气体排放的影响[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2015年

3 王一;模拟土壤增温和林内减雨对暖温带锐齿栎林土壤呼吸的影响及其微生物响应[D];中国林业科学研究院;2015年

4 雷蕾;马尾松林土壤呼吸与微生物对不同采伐方式的响应[D];中国林业科学研究院;2015年

5 王洋;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];西北农林科技大学;2015年

6 李洪建;不同生态系统土壤呼吸与环境因子的关系研究[D];山西大学;2008年

7 时伟宇;黄土高原半干旱区两典型森林群落土壤呼吸动态特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2011年

8 雷海清;北亚热带毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D];中国林业科学研究院;2012年

9 贾子毅;干旱区白刺荒漠生态系统土壤呼吸对增雨的响应[D];中国林业科学研究院;2011年

10 孔雨光;苏北海岸防护林地土壤呼吸及微生物量碳研究[D];南京林业大学;2009年

相关硕士学位论文 前10条

1 欧强;水位和增温对崇明东滩滨海围垦湿地土壤呼吸的影响[D];华东师范大学;2015年

2 吴畏;火干扰对小兴安岭两种典型林型土壤呼吸及其组分的短期影响[D];东北林业大学;2015年

3 吴杨周;模拟增温和降水减少对旱作农田土壤呼吸和N_2O通量的影响[D];南京信息工程大学;2015年

4 高伟峰;模拟氮沉对典型阔叶红松林土壤呼吸的影响[D];东北林业大学;2015年

5 戴衍晨;恩施典型烟田生态系统碳收支特征研究[D];中国农业科学院;2015年

6 张仁道;厢作免耕对稻田土壤呼吸与有机碳组分的影响[D];华中农业大学;2015年

7 杨淞;切根对亚热带4种林分土壤呼吸的影响[D];中南林业科技大学;2015年

8 王礼霄;基于MODIS数据模拟庞泉沟国家自然保护区的土壤呼吸空间格局[D];山西大学;2015年

9 高玉凤;庞泉沟自然保护区土壤呼吸的空间异质性研究[D];山西大学;2015年

10 哈斯珠拉;施氮对克氏针茅草原土壤呼吸的影响[D];内蒙古师范大学;2015年



本文编号:2077813

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2077813.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户7eb98***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com