广西环江喀斯特地区土地利用变化背景下土壤有机质热稳定性分析

发布时间：2020-03-31 12:03

【摘要】：土壤有机质(SOM)的数量和稳定性易受到土地利用变化的影响,热分析技术(Thermal analysis techniques)是量化SOM数量和稳定性的有效方法。本文运用热分析技术包括热重分析和差示扫描量热法以广西环江卡斯特地区不同土地利用方式:植被破坏模式,即将原始森林转(NF)砍伐后转变为桉树林(EF)、荒草地(UG)、玉米地(CF);植被恢复模式,即将玉米地(CF)恢复为桉树林(CF to EF)和荒草地(CF to UG),对SOM热稳定性的影响。通过%Exo_1(活性SOM所占比例)、TG-T_(50)(SOM质量减少一半时对应的温度)、DSC-T_(50)(SOM燃烧过程中能量释放一半时对应的温度)、ED(能量密度)四个指标,探讨表层(0-20 cm)整土(2 mm)土壤和不同粒级(53μm)、(53-20μm)、(20-2μm)、(2μm)土壤中有机质的热稳定性的变化。主要结果发现如下:1.对于植被破坏模式:将原始森林转变为桉树林、荒草地和玉米地后土壤有机碳(SOC)全氮(TN)浓度显著降低;荒草地和玉米地整土中活性SOM占比减少,稳定性升高,并且玉米地SOM稳定性升高表明受耕作等人类活动干扰,使活性SOM被消耗,惰性SOM得以积累,导致整土SOM热稳定性较高;将原始森林转变为桉树林和玉米地这两种人工生态系统后导致粗粉粒(53-20μm)和粘粒(2μm)中SOM稳定性降低,因此说明人为的干扰已经对小粒径土壤颗粒中SOM的稳定性发生变化。2.对于植被恢复模式:将玉米地恢复为桉树林和荒草地后土壤中SOC和TN浓度显著升高,尤其是荒草地中SOC浓度升高一倍,而且各粒级中SOC和TN浓度均有显著升高;此外,将玉米地恢复为荒草地后整土和各粒级中SOM的稳定性均显著提高,说明退耕还林还草既有利于SOC浓度的恢复,有有利于SOM的稳定性的提高,有利于SOC的积累和储存。而将玉米地恢复为桉树林这一人工生态系统后SOM在整土和各粒级中的稳定性没有产生显著变化,说明人为的干扰不利于SOM的积累。因此,本研究表明将原始森林砍伐后转变为人工生态系统(桉树林、玉米地),降低了活性SOM浓度,农田变成了碳源;将农田等人工系统恢复为自然草地,不仅有利于SOM积累且提高SOM热稳定性,使土壤成为重要的碳汇。
【图文】：

原理图,图案,恒温,原理图

图 2-3 TG 和 DTG 图案例说明(Plante et al., 2009)Fig. 2-3 TG and DTG pattern examples(Plante et al., 2009)如图 2-4 是 DSC 的原理图，程序温度（线性升温、降温、恒温及其组合等）

草酸钙,含水,DSC图,实验步骤

图 2-5 含水草酸钙 DSC 图谱说明(Plante et al., 2009)Fig. 2-5 Description of water-containing calcium oxalate DSC pattern实验步骤
【学位授予单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S153.621

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