若尔盖高原退化泥炭地土壤呼吸及其温度敏感性变化特征
发布时间：2021-02-19 16:34
土壤呼吸及其温度敏感性的研究对于揭示泥炭地生态系统对未来全球变化的响应及其反馈机制具有重要意义。在气候变化（全球变暖、降水量减少、极端气候等）和人类活动（泥炭开采、挖沟排水等）的影响下,泥炭地出现不同程度的退化或者萎缩,影响到土壤碳储量。但是,由于研究的局限性,无法预测退化泥炭地在未来气候变化背景下,其碳“源”、“汇”的关系。因此,本研究以若尔盖高原区域的高原泥炭地为研究对象,选取不同退化程度（未退化、中度退化、重度退化）、不同深度（0～20 cm、20～40 cm、40～60 cm）泥炭地土壤为研究材料,在5℃、15℃和25℃温度下进行恒温培养,并设置4种基质添加处理（对照、葡萄糖添加、凋落物常量添加和凋落物倍增添加）,研究退化泥炭地的土壤呼吸及其温度敏感性(Q10)对增温及基质添加的响应规律,并分析土壤呼吸与土壤酶活性和土壤理化性质的关系,阐明未来气候变化背景下,泥炭地的碳排放规律及其机制,为区域碳循环的准确预测提供理论支持。主要研究结果如下:（1）通过30天的室内培养实验发现,三种退化泥炭地的CO2累积排放量在较低温度（5℃）培养下差异...
【文章来源】：西华师范大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线示意图
第2章研究区概况及实验方法9分为三层（0~20cm、20~40cm、40~60cm）取土样，将5个同层土样混合成一个土样，装入自封袋，低温带回实验室。回实验室后，立即手工挑出石块和可见根系（直径＞1mm）等。将少部分土壤（约100g）过2mm筛，风干处理，用于土壤理化性质测定，剩余部分土壤于4℃冰箱中储藏，用于培养实验。将收集的地上凋落物置于50℃的烘箱中烘干至恒重，然后压碎过1mm筛。图2-1采样地点位置示意图Figure2-1Thelocationofsamplingsite2.2.2实验设计将不同退化程度（未退化，中度退化，重度退化）、不同深度（0~20cm、20~40cm、40~60cm）的泥炭地土壤分别置于3种温度下培养，即5℃、15℃、25℃；同时，设置基质添加处理：对照、葡萄糖添加、凋落物添加（常量、倍增）。在泥炭土培养过程中，测定每层土壤在每个处理下的CO2排放量，同时测定培养前后泥炭土酶活性变化。通过对比分析每个处理下泥炭地的CO2排放量，明晰不同深度土壤对整个土壤呼吸的贡献，不同处理的土壤呼吸及其温度敏感性（Q10）的差异性。最后分析土壤理化性质、土壤酶活性等因子对土壤呼吸及其温度敏感
第2章研究区概况及实验方法10性（Q10）的影响。2.2.3培养实验称取相当于35g干土重的新鲜土壤，放于500mL烧杯中，调节样品土壤含水量至田间持水量的60%，然后用保鲜膜密封。设置了4种基质添加处理（对照、葡萄糖添加、凋落物添加（常量、倍增），分别在5℃、15℃和25℃下培养30天，每一温度条件下每种土壤样品设置3个重复样，此外每一温度条件下还设有3个空白样，共计培养342个样品。培养过程和碱液吸收法如下：（1）在每个装有土壤的500mL烧杯中放置一个装有10mL0.4mol/L的NaOH溶液的小烧杯，吸收泥炭土在恒温培养过程中释放出来的CO2。（2）将装有土壤的样品和空白样品放于恒温培养箱中，且每次测定时补充水分以保持土壤含水量。（3）经过一段时间的培养，拿出NaOH溶液用于测定，同时用新的NaOH溶液替换继续培养，共培养30天。（4）往拿出的碱液加入过量的0.5mol/L的CaCl2溶液，再以酚酞为指示剂，用0.8mol/L的HCl进行滴定，通过所消耗的滴定盐酸量计算出吸收的CO2量。（5）按第1、2、3、5、9、16、23、30天的频率测定土壤呼吸量，土壤呼吸速率计算如下：土壤呼吸速率（CO2mgkg-1·d-1)=M(V1-V2)×44/W·d式中，M为HCl摩尔浓度（mol/L），W为样品重量（kg），d为培养时间，V1是空白滴定量（mL），V2是样品滴定量（mL），44是CO2的相对分子质量。（a）（b）（c）图2-2培养实验过程图（a：样品处理；b：恒温培养；c：滴定）Figure2-2Cultureexperimentprocess(a:sampletreatment;b:incubation;c:titration)2.2.4土壤理化性质测定土壤有机质测定：采用重铬酸钾容量法-外加热法测定[72]。将风干土过0.25mm筛，采用2015年更新的《土壤有机质测定法》（NY/T85-1988）方法测定土壤中的有机质含量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应[J]. 黄双双,霍常富,解宏图,王朋,程维信. 应用生态学报. 2019(06)
[2]亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应[J]. 赵玉皓,张艳杰,严月,刘玉槐,徐燕,刘苑秋,郭晓敏,娄翼来,鲁顺保. 生态学报. 2018(14)
[3]稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对磷添加的响应[J]. 唐美玲,魏亮,祝贞科,李欢,周萍,葛体达,吴金水,王光军. 应用生态学报. 2018(03)
[4]凋落物呼吸温度敏感性的变化特征及其影响因素[J]. 张彦军. 环境科学. 2017(08)
[5]中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响[J]. 李晓杰,刘小飞,熊德成,林伟盛,林廷武,施友文,谢锦升,杨玉盛. 植物生态学报. 2016(05)
[6]温室效应会使地球温度上升多高?——关于平衡气候敏感度[J]. 姜大膀,刘叶一. 科学通报. 2016(07)
[7]氮、磷养分添加对高寒草甸土壤酶活性的影响[J]. 孙亚男,李茜,李以康,林丽,杜岩功,曹广民. 草业学报. 2016(02)
[8]土壤微生物对增温响应的Meta分析[J]. 王文立,孔维栋,曾辉. 农业环境科学学报. 2015(11)
[9]森林生态系统土壤呼吸时空异质性及影响因子研究进展[J]. 魏书精,罗碧珍,孙龙,魏书威,刘芳芳,胡海清. 生态环境学报. 2013(04)
[10]太岳山油松人工林土壤呼吸组分及其影响因子[J]. 汪金松,范娟,赵秀海,夏富才,倪瑞强,金冠一,郭依秋,李化山. 林业科学. 2013(02)
博士论文
[1]改变碳输入对沼泽湿地碳排放的影响及其微生物学机制研究[D]. 宫超.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2018
[2]人工针叶林生态系统凋落物输入调控对土壤有机碳动态和稳定性的影响[D]. 吴君君.中国科学院武汉植物园 2017
[3]我国典型低温区土壤有机碳变化及土壤呼吸特征[D]. 廖艳.中国地质大学（北京） 2011
本文编号：3041386
【文章来源】：西华师范大学四川省
【文章页数】：70 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
技术路线示意图
第2章研究区概况及实验方法9分为三层（0~20cm、20~40cm、40~60cm）取土样，将5个同层土样混合成一个土样，装入自封袋，低温带回实验室。回实验室后，立即手工挑出石块和可见根系（直径＞1mm）等。将少部分土壤（约100g）过2mm筛，风干处理，用于土壤理化性质测定，剩余部分土壤于4℃冰箱中储藏，用于培养实验。将收集的地上凋落物置于50℃的烘箱中烘干至恒重，然后压碎过1mm筛。图2-1采样地点位置示意图Figure2-1Thelocationofsamplingsite2.2.2实验设计将不同退化程度（未退化，中度退化，重度退化）、不同深度（0~20cm、20~40cm、40~60cm）的泥炭地土壤分别置于3种温度下培养，即5℃、15℃、25℃；同时，设置基质添加处理：对照、葡萄糖添加、凋落物添加（常量、倍增）。在泥炭土培养过程中，测定每层土壤在每个处理下的CO2排放量，同时测定培养前后泥炭土酶活性变化。通过对比分析每个处理下泥炭地的CO2排放量，明晰不同深度土壤对整个土壤呼吸的贡献，不同处理的土壤呼吸及其温度敏感性（Q10）的差异性。最后分析土壤理化性质、土壤酶活性等因子对土壤呼吸及其温度敏感
第2章研究区概况及实验方法10性（Q10）的影响。2.2.3培养实验称取相当于35g干土重的新鲜土壤，放于500mL烧杯中，调节样品土壤含水量至田间持水量的60%，然后用保鲜膜密封。设置了4种基质添加处理（对照、葡萄糖添加、凋落物添加（常量、倍增），分别在5℃、15℃和25℃下培养30天，每一温度条件下每种土壤样品设置3个重复样，此外每一温度条件下还设有3个空白样，共计培养342个样品。培养过程和碱液吸收法如下：（1）在每个装有土壤的500mL烧杯中放置一个装有10mL0.4mol/L的NaOH溶液的小烧杯，吸收泥炭土在恒温培养过程中释放出来的CO2。（2）将装有土壤的样品和空白样品放于恒温培养箱中，且每次测定时补充水分以保持土壤含水量。（3）经过一段时间的培养，拿出NaOH溶液用于测定，同时用新的NaOH溶液替换继续培养，共培养30天。（4）往拿出的碱液加入过量的0.5mol/L的CaCl2溶液，再以酚酞为指示剂，用0.8mol/L的HCl进行滴定，通过所消耗的滴定盐酸量计算出吸收的CO2量。（5）按第1、2、3、5、9、16、23、30天的频率测定土壤呼吸量，土壤呼吸速率计算如下：土壤呼吸速率（CO2mgkg-1·d-1)=M(V1-V2)×44/W·d式中，M为HCl摩尔浓度（mol/L），W为样品重量（kg），d为培养时间，V1是空白滴定量（mL），V2是样品滴定量（mL），44是CO2的相对分子质量。（a）（b）（c）图2-2培养实验过程图（a：样品处理；b：恒温培养；c：滴定）Figure2-2Cultureexperimentprocess(a:sampletreatment;b:incubation;c:titration)2.2.4土壤理化性质测定土壤有机质测定：采用重铬酸钾容量法-外加热法测定[72]。将风干土过0.25mm筛，采用2015年更新的《土壤有机质测定法》（NY/T85-1988）方法测定土壤中的有机质含量。
【参考文献】：
期刊论文
[1]表层和下层免耕黑土有机碳矿化速率及激发效应[J]. 黄双双,霍常富,解宏图,王朋,程维信. 应用生态学报. 2019(06)
[2]亚热带退化红壤区森林恢复类型土壤有机碳矿化对温度的响应[J]. 赵玉皓,张艳杰,严月,刘玉槐,徐燕,刘苑秋,郭晓敏,娄翼来,鲁顺保. 生态学报. 2018(14)
[3]稻田土壤有机碳矿化及其激发效应对磷添加的响应[J]. 唐美玲,魏亮,祝贞科,李欢,周萍,葛体达,吴金水,王光军. 应用生态学报. 2018(03)
[4]凋落物呼吸温度敏感性的变化特征及其影响因素[J]. 张彦军. 环境科学. 2017(08)
[5]中亚热带杉木人工林和米槠次生林凋落物添加与去除对土壤呼吸的影响[J]. 李晓杰,刘小飞,熊德成,林伟盛,林廷武,施友文,谢锦升,杨玉盛. 植物生态学报. 2016(05)
[6]温室效应会使地球温度上升多高?——关于平衡气候敏感度[J]. 姜大膀,刘叶一. 科学通报. 2016(07)
[7]氮、磷养分添加对高寒草甸土壤酶活性的影响[J]. 孙亚男,李茜,李以康,林丽,杜岩功,曹广民. 草业学报. 2016(02)
[8]土壤微生物对增温响应的Meta分析[J]. 王文立,孔维栋,曾辉. 农业环境科学学报. 2015(11)
[9]森林生态系统土壤呼吸时空异质性及影响因子研究进展[J]. 魏书精,罗碧珍,孙龙,魏书威,刘芳芳,胡海清. 生态环境学报. 2013(04)
[10]太岳山油松人工林土壤呼吸组分及其影响因子[J]. 汪金松,范娟,赵秀海,夏富才,倪瑞强,金冠一,郭依秋,李化山. 林业科学. 2013(02)
博士论文
[1]改变碳输入对沼泽湿地碳排放的影响及其微生物学机制研究[D]. 宫超.中国科学院大学(中国科学院东北地理与农业生态研究所) 2018
[2]人工针叶林生态系统凋落物输入调控对土壤有机碳动态和稳定性的影响[D]. 吴君君.中国科学院武汉植物园 2017
[3]我国典型低温区土壤有机碳变化及土壤呼吸特征[D]. 廖艳.中国地质大学（北京） 2011
本文编号：3041386
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