滨海盐碱地垦殖土壤呼吸特征及其影响因子研究
发布时间：2020-09-30 20:36
本文选取黄河三角洲盐碱荒地、棉花单作田、小麦玉米连作田为研究对象,采用LGR碳通量测定系统测定土壤呼吸速率日变化和季节变化规律,同时对土壤及空气温湿度、土壤理化性质、土壤微生物生物量碳进行测定,研究分析了不同垦殖方式下土壤呼吸的时空动态变化特征及其影响因子;采用时空迭代方法,选取垦殖利用0年、10~15年、30~35年、60~70年小麦/玉米连作土壤为研究对象,探究了不同垦殖历史对土壤呼吸及碳储量的影响。本研究将为构建区域盐碱农田土壤碳过程模型提供基础数据,也可为估算和预测我国东部滨海盐渍区域土壤有机碳密度的演变趋势及效应提供参考。主要研究结果如下:1.通过不同垦殖方式试验,研究了垦殖方式对土壤呼吸的影响,分析了不同垦殖方式下水热及土壤理化影响因子对土壤呼吸的影响机制。(1)不同垦殖方式土壤呼吸速率表现明显的日变化、季节变化规律,土壤呼吸均为小麦/玉米连作棉田单作荒地。小麦/玉米连作、棉田单作、荒地土壤呼吸日变化规律基本一致,均呈明显的单峰曲线,9:00~12:00土壤呼吸速率逐渐增大,至中午12:00土壤呼吸速率达到最大值,随后土壤呼吸速率逐渐降低,24:00左右达最小值。土壤呼吸表现明显季节变化规律,不同季节土壤呼吸速率平均值范围从-0.12~1.58μmol·m~(-2)·s~(-1),土壤呼吸速率平均值8月4月10月12月,12月荒地土壤呼吸为负值。(2)土壤呼吸受多种因子的作用,其中表层土壤微生物生物量碳、土壤含水量是影响土壤呼吸的主导条件,两个主成分所解释的方差占整个方差的96.20%。土壤呼吸速率与土壤微生物生物量碳、有机碳、全氮、pH、有效磷呈极显著相关(p0.01),与速效钾呈显著相关(p0.05),与容重呈极显著负相关(p0.01),与全盐含量呈显著负相关(p0.05);不同垦殖方式土壤呼吸日变化均与地表气温、土壤表层温度、土壤含水率与土壤呼吸呈极显著正相关(p0.01),与地表空气湿度与土壤呼吸速率呈极显著负相关(p0.01),土壤温度、湿度与土壤呼吸的复合函数,决定系数R~2为0.612~0.782。(3)研究表明,小麦/玉米连作(WM)、棉田(CF)土壤有机碳储量显著高于荒地(p0.05),土壤有机碳密度分别增加44.93%和40.32%,说在一定时间范围内,盐碱地土壤垦殖后有机碳密度呈增加的趋势。2.为进一步探究垦殖年限对土壤呼吸及碳储量的影响,选取小麦/玉米连作典型垦殖模式,以时空迭代的方法,探究了不同垦殖年限土壤呼吸及碳过程的变化。(1)不同垦殖年限小麦/玉米连作土壤呼吸速率的变化表现出明显的变化规律,随着垦殖年限增加土壤呼吸速率整体上呈现逐渐增加的趋势,土壤呼吸速率表现为60~70年30~35年10~15年0年,10~15年、30~35年、60~70年土壤呼吸速率分别比0年增加了1.77、3.35、4.48倍。(2)土壤垦殖后,垦殖利用各年限0年、10~15年、30~35年、60~70年土壤有机碳密度差异显著(p0.05),有机碳密度随垦殖年限增加而增加。垦殖利用60~70年、30~35年、10~15年分别比0年有机碳储量增加了77.37%、38.89%和21.40%。
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S154
【部分图文】：
图 2 取样点分布图Fig.2 Distribution of sampling points 1 代表垦殖 10~15 年取样地，编号 2 代表 30~35 年取样地，编号 3 代表垦殖 60~70编号 4 代表垦殖 0 年取样地. 1: Sample plot 10~15 years in reclamation time; No. 2: Sample plot 30~35 years in reclamo.3:Sample plot 60~70 years in reclamation time, No. 4: Sample plot 0 years in reclamati方法呼吸速率7 年 4 月至 2017 年 12 月测定不同垦殖方式土壤呼吸速率，于25 日）、8 月（21~23 日）、10 月（17~19 日）、12 月（5~7日变化测定，为消除土壤呼吸日动态变化对试验结果的影响， 48h，以平均值作为该样地土壤呼吸值；其余每月于 9:00~11:Xuet al., 2006；Li et al., 2017），最终取平均值。土壤呼吸测选三个重复点依次测定，重复点之间间距大于 20 m，每个点
图 3 不同垦殖方式的四个典型土壤呼吸速率日变化规律Fig. 3 Diurnal variation regularity of four typical soil respiration rates in different reclamation history荒地对照(CK)、棉田(CF)、小麦/玉米连作(WM)，下同。e: Uncultivated land Control Check (CK)、Cotton Field (CF)、Wheat-maize continuous cropping (WM ), The saow..1.2 不同垦殖方式土壤呼吸的季节变化不同垦殖方式下土壤呼吸速率季节变化规律如图 4 所示，从图中可知，土吸表现明显季节变化规律，春季到夏季土壤呼吸逐渐升高，秋季出现显著降低季土壤呼吸为一年中最低，冬季荒地土壤表现为碳汇。不同季节土壤呼吸速平均值范围从-0.12~1.58 μmol·m-2·s-1，不同季节小麦/玉米连作（WM）处理壤呼吸速率均显著高于棉田单作（CF）和荒地（CK），均为小麦/玉米连作（WM田（CF）>荒地（CK）。春季（4 月），荒地（CK）、棉田单作（CF）、小麦/玉米连作（WM）呼吸日均值分别为 0.23 μmol·m-2·s-1、0.25μmol·m-2·s-1、0.79 μmol·m-2·s-1；小
作（CF）次之，荒地（CK）、小麦/玉米连作（WM）、呼吸速率日平均值分别为 0.85 μmol·m-2·s-1、1.05 μmol·m-2对不同垦殖处理进行差异分析，发现平均土壤呼吸速率均。0 月）土壤呼吸骤降，土壤呼吸显著低于夏季（8 月份），小麦/玉米连作（WM）>棉田（CF）>荒地（CK），此时零，日均土壤呼吸速率为 0.01 μmol·m-2·s-1，棉田（CF）0.12 μmol·m-2·s-1，小麦/玉米连作（WM）日均土壤呼吸速2 月）土壤呼吸为一年中最低值，荒地（CK）、棉田单作作（WM）土壤呼吸速率日平均值分别为-0.12 μmol·m-20.13 μmol·m-2·s-1，小麦/玉米连作（WM）>棉田（CF）>荒地
【学位单位】：山东农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S154
【部分图文】：
图 2 取样点分布图Fig.2 Distribution of sampling points 1 代表垦殖 10~15 年取样地，编号 2 代表 30~35 年取样地，编号 3 代表垦殖 60~70编号 4 代表垦殖 0 年取样地. 1: Sample plot 10~15 years in reclamation time; No. 2: Sample plot 30~35 years in reclamo.3:Sample plot 60~70 years in reclamation time, No. 4: Sample plot 0 years in reclamati方法呼吸速率7 年 4 月至 2017 年 12 月测定不同垦殖方式土壤呼吸速率，于25 日）、8 月（21~23 日）、10 月（17~19 日）、12 月（5~7日变化测定，为消除土壤呼吸日动态变化对试验结果的影响， 48h，以平均值作为该样地土壤呼吸值；其余每月于 9:00~11:Xuet al., 2006；Li et al., 2017），最终取平均值。土壤呼吸测选三个重复点依次测定，重复点之间间距大于 20 m，每个点
图 3 不同垦殖方式的四个典型土壤呼吸速率日变化规律Fig. 3 Diurnal variation regularity of four typical soil respiration rates in different reclamation history荒地对照(CK)、棉田(CF)、小麦/玉米连作(WM)，下同。e: Uncultivated land Control Check (CK)、Cotton Field (CF)、Wheat-maize continuous cropping (WM ), The saow..1.2 不同垦殖方式土壤呼吸的季节变化不同垦殖方式下土壤呼吸速率季节变化规律如图 4 所示，从图中可知，土吸表现明显季节变化规律，春季到夏季土壤呼吸逐渐升高，秋季出现显著降低季土壤呼吸为一年中最低，冬季荒地土壤表现为碳汇。不同季节土壤呼吸速平均值范围从-0.12~1.58 μmol·m-2·s-1，不同季节小麦/玉米连作（WM）处理壤呼吸速率均显著高于棉田单作（CF）和荒地（CK），均为小麦/玉米连作（WM田（CF）>荒地（CK）。春季（4 月），荒地（CK）、棉田单作（CF）、小麦/玉米连作（WM）呼吸日均值分别为 0.23 μmol·m-2·s-1、0.25μmol·m-2·s-1、0.79 μmol·m-2·s-1；小
作（CF）次之，荒地（CK）、小麦/玉米连作（WM）、呼吸速率日平均值分别为 0.85 μmol·m-2·s-1、1.05 μmol·m-2对不同垦殖处理进行差异分析，发现平均土壤呼吸速率均。0 月）土壤呼吸骤降，土壤呼吸显著低于夏季（8 月份），小麦/玉米连作（WM）>棉田（CF）>荒地（CK），此时零，日均土壤呼吸速率为 0.01 μmol·m-2·s-1，棉田（CF）0.12 μmol·m-2·s-1，小麦/玉米连作（WM）日均土壤呼吸速2 月）土壤呼吸为一年中最低值，荒地（CK）、棉田单作作（WM）土壤呼吸速率日平均值分别为-0.12 μmol·m-20.13 μmol·m-2·s-1，小麦/玉米连作（WM）>棉田（CF）>荒地
【参考文献】
相关期刊论文 前10条
1 于晓娜;周涵君;张晓帆;李志鹏;付仲毅;秦q诤
本文编号：2831364
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/2831364.html
