吉林省耕地土壤有机碳变化的DNDC模拟预测研究
发布时间：2021-04-05 05:18
耕地土壤有机碳（SOC）的变化不但影响土壤肥力和生产力，而且对阐明区域土壤固碳潜力及对全球气候变化的影响具有重要作用。采用模型的方法准确描述和预测SOC的变化趋势，在时间尺度上优于长期定位试验法和某个时间段的野外采集土样法。但在空间尺度上，由于气候、土壤等参数的空间变异性以及耕作制度的区域性，以某个点代表区域或以县为单元模拟预测区域SOC的变化趋势，在区域代表性和模拟精度方面有缺陷。因此本研究基于生物地球化学过程机理的反硝化-分解作用模型（DNDC），在模型验证的基础上，模拟预测了吉林省公主岭黑土长期试验站不同施肥措施对SOC变化的影响；采用地理信息系统（GIS）技术，根据气候、土壤等参数的空间变异性特征划分了模拟单元，通过多源数据整合和未来气候（气候重复情景，PrecisB2气候情景，PrecisA2气候情景）、典型种植制度（春玉米、水稻、大豆）9种组合情景模式设计，模拟预测了吉林省耕地SOC未来60年（2011-2070）的空间变化趋势，以改进模型法在区域和空间尺度上SOC变化模拟预测方法的局限性。研究结论如下：（1）采用16年（1990-2005）不施肥（CK）、单施化肥（NPK...
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吉林省位置与行政区划Fig2-1ThepositionandadministrativeregionofJinlin吉林省是我国主要的粮食大省之一，耕地面积约为550万hm2，占全国耕地面积的4.4%，主辽宁省
中国农业科学院硕士学位论文 第二章 研究区概况与方法介绍泥炭土、石质土、水稻土、新积土、盐土、沼泽土、棕黑毡土、棕壤、棕壤性土、棕色针叶林土等。2.1.3 吉林省公主岭长期试验站介绍吉林省公主岭市中国农业科学院黑土土壤长期定位试验站地处东经 124°48′，北纬 43°30′，海拔 220m，属于中温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温 4-5℃，年降雨量约 550mm，年日照时数 2500-2700h，无霜期 130-140 天。试验站 1989 年初始土壤为黑土，0-20cm 基本性状为：有机碳 13.2g/kg，全氮 1.4g/kg，全磷 0.6g/kg,有效磷 11.79mg/kg，速效钾 158.3mg/kg，pH8.7，种植作物为春玉米连作。
图 2-3 DNDC 模型结构图Fig 2-3 Structure diagram of DNDC Model模型在模拟一点的生物化学过程时，需要气候、土壤、植被及田间管理措施等数据驱动，模型通过计算追踪各生物化学元素的流动来模拟实际的生物化学过程。整个模拟过程包括了计算土壤气候条件、模拟植物生长、追踪土壤碳氮的逐级分解、模拟硝化、脱氮和发酵过程 6 个部分(Liet al.,1992; Li, et al.,1994; Li, et al.,2000）。DNDC 作为模拟步长为日的动态机理过程模型，在模拟时具体需要的输入参数如下：表 2-1 DNDC 模型输入参数Table 2-1 Input parameters of DNDC Model项目 输入数据气象输入 日最高温，日最低温，日降水量，风速等土壤输入 土壤质地，表层 SOC，pH，容重，粘粒度含量，作物种植 农作物类型，复种及轮作等管理措施 翻耕（次数、时间、深度），化肥（次数、时间、深度、种类及数量），有机肥（次数、时间、深度、种类及数量），灌溉（次数、时间及数量）等
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑土有机碳变化的DNDC模拟预测[J]. 王德营,姚艳敏,司海青,唐鹏钦. 中国生态农业学报. 2014(03)
[2]秸秆还田不同年限对土壤腐殖质组分的影响[J]. 邹洪涛,关松,凌尧,范庆锋,张玉龙,黄毅. 土壤通报. 2013(06)
[3]无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布及有机碳含量的影响[J]. 刘振东,李贵春,周颖,杨晓梅,尹昌斌,南云不二男. 农业环境科学学报. 2013(11)
[4]碳排放与社会经济发展[J]. 朱江玲,郑天立,方精云. 科学与社会. 2013(02)
[5]不同耕作方式对玉米田土壤有机碳含量的影响[J]. 刘红梅,姬艳艳,张贵龙,李刚,杨殿林. 生态环境学报. 2013(03)
[6]不同耕作制度下紫色水稻土有机碳变化的DNDC模型预测[J]. 陈杰华,慈恩,谢德体,杨剑虹,符卓旺,赵新儒. 农机化研究. 2013(01)
[7]东北地区种植结构历史变迁研究[J]. 李琦珂,曹幸穗. 农业考古. 2012(06)
[8]黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳库差异分析[J]. 韩新辉,佟小刚,杨改河,薛亚龙,赵发珠. 农业工程学报. 2012(12)
[9]耕作方式对华北农田土壤有机碳储量及温室气体排放的影响[J]. 张明园,魏燕华,孔凡磊,陈阜,张海林. 农业工程学报. 2012(06)
[10]免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响[J]. 姜学兵,李运生,欧阳竹,侯瑞星,李发东. 中国生态农业学报. 2012(03)
硕士论文
[1]有机肥与化肥配施对黑土肥力的影响[D]. 赵金玮.东北农业大学 2009
本文编号：3119211
【文章来源】：中国农业科学院北京市
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
吉林省位置与行政区划Fig2-1ThepositionandadministrativeregionofJinlin吉林省是我国主要的粮食大省之一，耕地面积约为550万hm2，占全国耕地面积的4.4%，主辽宁省
中国农业科学院硕士学位论文 第二章 研究区概况与方法介绍泥炭土、石质土、水稻土、新积土、盐土、沼泽土、棕黑毡土、棕壤、棕壤性土、棕色针叶林土等。2.1.3 吉林省公主岭长期试验站介绍吉林省公主岭市中国农业科学院黑土土壤长期定位试验站地处东经 124°48′，北纬 43°30′，海拔 220m，属于中温带半湿润大陆性季风气候，年平均气温 4-5℃，年降雨量约 550mm，年日照时数 2500-2700h，无霜期 130-140 天。试验站 1989 年初始土壤为黑土，0-20cm 基本性状为：有机碳 13.2g/kg，全氮 1.4g/kg，全磷 0.6g/kg,有效磷 11.79mg/kg，速效钾 158.3mg/kg，pH8.7，种植作物为春玉米连作。
图 2-3 DNDC 模型结构图Fig 2-3 Structure diagram of DNDC Model模型在模拟一点的生物化学过程时，需要气候、土壤、植被及田间管理措施等数据驱动，模型通过计算追踪各生物化学元素的流动来模拟实际的生物化学过程。整个模拟过程包括了计算土壤气候条件、模拟植物生长、追踪土壤碳氮的逐级分解、模拟硝化、脱氮和发酵过程 6 个部分(Liet al.,1992; Li, et al.,1994; Li, et al.,2000）。DNDC 作为模拟步长为日的动态机理过程模型，在模拟时具体需要的输入参数如下：表 2-1 DNDC 模型输入参数Table 2-1 Input parameters of DNDC Model项目 输入数据气象输入 日最高温，日最低温，日降水量，风速等土壤输入 土壤质地，表层 SOC，pH，容重，粘粒度含量，作物种植 农作物类型，复种及轮作等管理措施 翻耕（次数、时间、深度），化肥（次数、时间、深度、种类及数量），有机肥（次数、时间、深度、种类及数量），灌溉（次数、时间及数量）等
【参考文献】：
期刊论文
[1]黑土有机碳变化的DNDC模拟预测[J]. 王德营,姚艳敏,司海青,唐鹏钦. 中国生态农业学报. 2014(03)
[2]秸秆还田不同年限对土壤腐殖质组分的影响[J]. 邹洪涛,关松,凌尧,范庆锋,张玉龙,黄毅. 土壤通报. 2013(06)
[3]无机肥配施粪肥对华北褐土团聚体分布及有机碳含量的影响[J]. 刘振东,李贵春,周颖,杨晓梅,尹昌斌,南云不二男. 农业环境科学学报. 2013(11)
[4]碳排放与社会经济发展[J]. 朱江玲,郑天立,方精云. 科学与社会. 2013(02)
[5]不同耕作方式对玉米田土壤有机碳含量的影响[J]. 刘红梅,姬艳艳,张贵龙,李刚,杨殿林. 生态环境学报. 2013(03)
[6]不同耕作制度下紫色水稻土有机碳变化的DNDC模型预测[J]. 陈杰华,慈恩,谢德体,杨剑虹,符卓旺,赵新儒. 农机化研究. 2013(01)
[7]东北地区种植结构历史变迁研究[J]. 李琦珂,曹幸穗. 农业考古. 2012(06)
[8]黄土丘陵区不同退耕还林地土壤有机碳库差异分析[J]. 韩新辉,佟小刚,杨改河,薛亚龙,赵发珠. 农业工程学报. 2012(12)
[9]耕作方式对华北农田土壤有机碳储量及温室气体排放的影响[J]. 张明园,魏燕华,孔凡磊,陈阜,张海林. 农业工程学报. 2012(06)
[10]免耕对土壤团聚体特征以及有机碳储量的影响[J]. 姜学兵,李运生,欧阳竹,侯瑞星,李发东. 中国生态农业学报. 2012(03)
硕士论文
[1]有机肥与化肥配施对黑土肥力的影响[D]. 赵金玮.东北农业大学 2009
本文编号：3119211
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