我国典型农田土壤固碳效率的时空差异特征及驱动因素
发布时间：2020-12-28 12:12
土壤有机碳（soil organic carbon,SOC）是土壤肥力核心,且与全球碳循环密切相关。SOC的变化不仅受到碳投入量多少的影响,还受输入碳的转化率的影响,后者被称为固碳效率（carbon sequestration efficiency,CSE）。CSE表示单位外源有机碳转化为土壤有机碳百分比。本研究针对长期施肥条件下我国典型农田土壤表层及深层固碳效率时空差异特征及驱动因素不明确,以及不同碳组分对SOC的相对贡献率不明确的问题,选取了我国8个长期定位试验点的三个处理:不施肥（CK）,施用化学氮磷钾肥（NPK）及化肥配施有机肥（NPKM）,收集其从试验起始年份至2009/2010年的土壤性质,气候因子及作物产量等数据,通过数据分析,得到以下结论:（1）施肥对外源碳投入和ΔSOC（NPKM>NPK>CK）有显著影响,并且黑河（HH）的固碳效率（CSE）显著低于其它点位。方差分解分析（VPA）的结果表明,相较于气候及外源碳投入,土壤性质可以解释更高的CSE变异。土壤有效氮含量和pH值是解释CSE变异的主要土壤因子,本研究证实了土壤肥力因素对土壤有机碳固存的关键控制作用...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１研究选取的我国长期点位试验点分布图??注：ＨＨ?（黑河）、ＧＺＬ?（公主岭）、ＹＬ?（杨凌）、ＨＳ?（衡水）、ＺＺ?（郑州）、ＣＱ?（重庆）、ＱＹ??（祁阳）、ＪＸ?（进贤）
ＮＰＫＭ＞ＮＰＫ，ＣＫ?（图?３．２ａ）。??３．２．２长期施肥下表层（０－２０ｃｍ）?土黯机碳的变化??ＡＳＯＣ的变异在１９７９－１９９５年间比１９９６－２０１３年间明显（图３．１ｄ，??ｅ，ｆ）。一般来说，从试验开始至今，ＱＹ点位所有处理的ＡＳＯＣ均降??低，而ＧＺＬ点位则升高。双因素方差分析的结果显示，施肥和点位??的交互作用对ＡＳＯＣ的影响显著（戶＝０．０１，图３．２）。施肥对ＡＳＯＣ的??影响显著，如ＨＨ点位施肥对ＡＳＯＣ的效应为ＮＰＫＭ〉ＮＰＫ?＞?ＣＫ，??ＹＬ点位施肥对ＡＳＯＣ的效应为ＮＰＫＭ?＞?ＣＫ。??３．２．３长期施肥对土壤表层０－２０ｃｍ?ＣＳＥ的影响??由于ＣＳＥ为单位外源碳投入导致ＳＯＣ的变化值，因此ＣＳＥ的变??化与Ａ?ＳＯＣ的变化类似，即１９７９－１９９５年期间的变异比１９９６－２０１３年??大得多（图３．１ｄ，?ｅ，ｆ）。在大多数点位，ＮＰＫＭ处理下的ＣＳＥ均＞０，??大于相同点位ＣＫ或ＮＰＫ处理的ＣＳＥ值。双因素方差分析显示
３．３．２不同点位之间，单个土壤因子对ＣＳＥ变异的解释率不同??首先，在单个土壤因子中，土壤有效Ｎ可以解释６点位ＣＳＥ总??变异的８．３％?（Ｐ＜０．０１?），这证明有效Ｎ是我国典型旱地农田土壤碳转??化过程中最重要的限制因子。综所周知，氮素被认为是维持生态系统??功能的关键元素之一，并且有效态氮含量经常用于指示土壤及植物养??分状况，如？？作物需求和土壤养分供应之间的平衡（Ｚｈｕ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ，??２００２；?Ｖｉｔｏｕｓｅｋ?ｅｔ?ａｌ．，?２００９；?Ｙｕａｎ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ，?２０１５）。本研究表明，有效??氮是六点位ＣＫ及ＮＰＫ处理下影响ＣＳＥ变异的主要土壤因素。对于??ＣＫ处理（超过二十年无肥料投入），氮素的供应完全依赖于土壤的基??本肥力，而氮素一直是这种低肥力土壤中作物生长和地下部有机碳转??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensitivity of Labile Soil Organic Carbon Pools to Long-Term Fertilizer, Straw and Manure Management in Rice-Wheat System[J]. Dinesh K.BENBI,Kiranvir BRAR,Amardeep S.TOOR,Shivani SHARMA. Pedosphere. 2015(04)
[2]土壤有机碳分组方法概述[J]. 张丽敏,徐明岗,娄翼来,王小利,李忠芳. 中国土壤与肥料. 2014(04)
[3]Carbon Sequestration in Soil Humic Substances Under Long-Term Fertilization in a Wheat-Maize System from North China[J]. SONG Xiang-yun,LIU Shu-tang,LIU Qing-hua,ZHANG Wen-ju,HU Chun-guang. Journal of Integrative Agriculture. 2014(03)
[4]土壤碳水化合物的转化与累积研究进展[J]. 张焕军,郁红艳,丁维新. 土壤学报. 2013(06)
[5]耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响[J]. 唐光木,徐万里,周勃,梁智,葛春辉. 水土保持学报. 2013(03)
[6]衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系[J]. 杨宁,邹冬生,杨满元,赵林峰,宋光桃,林仲桂. 生态环境学报. 2013(01)
[7]Perspectives on studies on soil carbon stocks and the carbon sequestration potential of China[J]. Pete SMITH. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[8]Quantification of soil organic carbon sequestration potential in cropland:A model approach[J]. QIN ZhangCai & HUANG Yao* State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry(LAPC),Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China(Life Sciences). 2010(07)
[9]中国地带性土壤有机质含量与酸碱度的关系[J]. 戴万宏,黄耀,武丽,俞佳. 土壤学报. 2009(05)
[10]农田土壤固碳潜力研究的关键科学问题[J]. 孙文娟,黄耀,张稳,于永强. 地球科学进展. 2008(09)
本文编号：2943732
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：89 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图２．１研究选取的我国长期点位试验点分布图??注：ＨＨ?（黑河）、ＧＺＬ?（公主岭）、ＹＬ?（杨凌）、ＨＳ?（衡水）、ＺＺ?（郑州）、ＣＱ?（重庆）、ＱＹ??（祁阳）、ＪＸ?（进贤）
ＮＰＫＭ＞ＮＰＫ，ＣＫ?（图?３．２ａ）。??３．２．２长期施肥下表层（０－２０ｃｍ）?土黯机碳的变化??ＡＳＯＣ的变异在１９７９－１９９５年间比１９９６－２０１３年间明显（图３．１ｄ，??ｅ，ｆ）。一般来说，从试验开始至今，ＱＹ点位所有处理的ＡＳＯＣ均降??低，而ＧＺＬ点位则升高。双因素方差分析的结果显示，施肥和点位??的交互作用对ＡＳＯＣ的影响显著（戶＝０．０１，图３．２）。施肥对ＡＳＯＣ的??影响显著，如ＨＨ点位施肥对ＡＳＯＣ的效应为ＮＰＫＭ〉ＮＰＫ?＞?ＣＫ，??ＹＬ点位施肥对ＡＳＯＣ的效应为ＮＰＫＭ?＞?ＣＫ。??３．２．３长期施肥对土壤表层０－２０ｃｍ?ＣＳＥ的影响??由于ＣＳＥ为单位外源碳投入导致ＳＯＣ的变化值，因此ＣＳＥ的变??化与Ａ?ＳＯＣ的变化类似，即１９７９－１９９５年期间的变异比１９９６－２０１３年??大得多（图３．１ｄ，?ｅ，ｆ）。在大多数点位，ＮＰＫＭ处理下的ＣＳＥ均＞０，??大于相同点位ＣＫ或ＮＰＫ处理的ＣＳＥ值。双因素方差分析显示
３．３．２不同点位之间，单个土壤因子对ＣＳＥ变异的解释率不同??首先，在单个土壤因子中，土壤有效Ｎ可以解释６点位ＣＳＥ总??变异的８．３％?（Ｐ＜０．０１?），这证明有效Ｎ是我国典型旱地农田土壤碳转??化过程中最重要的限制因子。综所周知，氮素被认为是维持生态系统??功能的关键元素之一，并且有效态氮含量经常用于指示土壤及植物养??分状况，如？？作物需求和土壤养分供应之间的平衡（Ｚｈｕ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ，??２００２；?Ｖｉｔｏｕｓｅｋ?ｅｔ?ａｌ．，?２００９；?Ｙｕａｎ?ａｎｄ?Ｃｈｅｎ，?２０１５）。本研究表明，有效??氮是六点位ＣＫ及ＮＰＫ处理下影响ＣＳＥ变异的主要土壤因素。对于??ＣＫ处理（超过二十年无肥料投入），氮素的供应完全依赖于土壤的基??本肥力，而氮素一直是这种低肥力土壤中作物生长和地下部有机碳转??
【参考文献】：
期刊论文
[1]Sensitivity of Labile Soil Organic Carbon Pools to Long-Term Fertilizer, Straw and Manure Management in Rice-Wheat System[J]. Dinesh K.BENBI,Kiranvir BRAR,Amardeep S.TOOR,Shivani SHARMA. Pedosphere. 2015(04)
[2]土壤有机碳分组方法概述[J]. 张丽敏,徐明岗,娄翼来,王小利,李忠芳. 中国土壤与肥料. 2014(04)
[3]Carbon Sequestration in Soil Humic Substances Under Long-Term Fertilization in a Wheat-Maize System from North China[J]. SONG Xiang-yun,LIU Shu-tang,LIU Qing-hua,ZHANG Wen-ju,HU Chun-guang. Journal of Integrative Agriculture. 2014(03)
[4]土壤碳水化合物的转化与累积研究进展[J]. 张焕军,郁红艳,丁维新. 土壤学报. 2013(06)
[5]耕作年限对棉田土壤颗粒及矿物结合态有机碳的影响[J]. 唐光木,徐万里,周勃,梁智,葛春辉. 水土保持学报. 2013(03)
[6]衡阳紫色土丘陵坡地植被不同恢复阶段土壤微生物量碳的变化及其与土壤理化因子的关系[J]. 杨宁,邹冬生,杨满元,赵林峰,宋光桃,林仲桂. 生态环境学报. 2013(01)
[7]Perspectives on studies on soil carbon stocks and the carbon sequestration potential of China[J]. Pete SMITH. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[8]Quantification of soil organic carbon sequestration potential in cropland:A model approach[J]. QIN ZhangCai & HUANG Yao* State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry(LAPC),Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China(Life Sciences). 2010(07)
[9]中国地带性土壤有机质含量与酸碱度的关系[J]. 戴万宏,黄耀,武丽,俞佳. 土壤学报. 2009(05)
[10]农田土壤固碳潜力研究的关键科学问题[J]. 孙文娟,黄耀,张稳,于永强. 地球科学进展. 2008(09)
本文编号：2943732
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