岩溶断陷盆地典型小流域表层土壤碳库空间分布规律研究

发布时间：2017-05-01 23:03

  本文关键词：岩溶断陷盆地典型小流域表层土壤碳库空间分布规律研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：岩溶断陷盆地是我国西南岩溶地区典型的生态脆弱区,是岩溶区生态恢复与重建的重要区域。断陷盆地的地形起伏大,海拔悬殊,气候垂直分带明显,地下河深埋,水土漏失严重。其特殊的盆-山共存的地质分异构造制约着断陷盆地地貌演化过程和水土岩植的空间分异格局,与喀斯特峰丛洼地、高原和槽谷区显著不同。岩溶区土壤碳库研究是陆地生态系统碳循环研究中不可缺少的重要组成部分,受到学术界的广泛关注。但是,对岩溶断陷盆地盆地的土壤碳库的研究较少。本研究以滇中部岩溶断陷盆地典型小流域——九标小流域为例,通过野外调查取样和室内试验分析相结合的方法,对小流域生态系统内土壤有机碳无机碳以及溶解性有机碳的空间分布特征进行了研究;同时,基于GIS采用地统计学的方法对流域内土壤碳的空间变异特征、空间分布规律、地形因子对土壤碳分布的影响进行了分析,以期丰富岩溶区陆地生态碳循环研究,为科学管理岩溶区土壤碳库提供依据。本研究的主要结论如下:(1)研究区小流域中,不同土地覆盖类型下,土壤总碳、土壤有机碳(SOC)、土壤溶解性有机碳(DOC)以及土壤无机碳(SIC)的含量及分布均存在显著差异。土壤总碳含量表现为:桉树林地墨西哥柏林地车桑子林地马尾松林地农田;其中,土壤有机碳含量表现与总碳一致,无机碳含量依次为车桑子林地墨西哥柏林地马尾松林地桉树林地农田。土壤有机碳中,溶解性有机碳的含量依次为农田桉树林地马尾松林地墨西哥柏林地车桑子林地。(2)研究选取车桑子林地,探讨海拔、坡度、坡向三个地形因子对土壤碳分布的影响,研究结果显示,土壤有机碳和溶解性有机碳含量随海拔高度的增加而降低,有机碳、溶解性有机碳与海拔呈显著负相关关系(P0.05);土壤无机碳含量随海拔增加而增加,呈显著正相关关系(P0.05)。土壤有机碳、溶解性有机碳和无机碳含量与坡度均呈显著负相关关系(P0.05)。其中,坡度5°时,土壤有机碳、无机碳含量显著高于其他坡度梯度,其他梯度间差异不显著,主要是由于坡度较缓处均位于坡脚,坡面土壤侵蚀使得土壤堆积到坡脚,使得缓坡处土壤碳含量显著高于其他。坡向对坡面无机碳分布影响表现不明显,虽然平均值分析为阴坡小于阳坡,但最大值出现在阴坡,最小值也出现在阴坡,说明坡向对无机碳的影响较小,最大值处为凹形坡,接受上方侵蚀物质的沉积,而最小值处为凸形坡,主要表现为侵蚀区,因此,今后应加强坡型对碳分布的影响研究。(3)在空间格局上,由于地貌部位不同导致小流域内土层厚度分布及石漠化程度差异,从而致使石漠化治理中采用的人工植被恢复树种不同,导致土壤碳的进一步分异。在坡度较小地区,土层较厚,岩石裸露度较低,石漠化程度较弱,采用桉树、墨西哥柏、马尾松等乔木树种进行植被恢复,在坡度较大,石漠化程度较为严重地区,主要采用灌木先锋树种车桑子进行植被恢复,从表层土壤有机碳含量分布情况来看,车桑子林下土壤总碳、有机碳含量平均值均大于马尾松林。流域内有机碳分布总体表现为坡上坡中坡下,但由于断陷盆地小流域特殊的地貌特征,在坡中有部分平坦区域,有机碳含量较高,可见,断陷盆地小流域土壤碳分布的特殊性。
【关键词】：滇中部岩溶区 土壤有机碳 土壤无机碳 空间分布
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S153.6
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-13
• 第一章 绪论13-26
• 1.1 研究背景13-14
• 1.2 国内外研究进展14-23
• 1.2.1 土壤有机碳研究进展14-16
• 1.2.2 溶解性有机碳的研究进展16-19
• 1.2.3 土壤无机碳的研究进展19-21
• 1.2.4 土壤碳库的空间分布21-23
• 1.2.5 土壤碳研究存在的主要问题23
• 1.3 研究目标与研究内容23-25
• 1.4 研究技术路线25-26
• 第二章 研究区概况与研究方法26-33
• 2.1 研究区自然概况26-28
• 2.1.1 地理位置26-27
• 2.1.2 地形地貌27
• 2.1.3 气候条件27-28
• 2.1.4 植被状况和土地利用28
• 2.2 研究方法28-31
• 2.2.1 样品采集方法28-31
• 2.2.2 分析测试方法31
• 2.3 数据处理与影像分析31-33
• 第三章 不同土地覆盖类型下土壤碳库分布特征33-41
• 3.1 不同土地覆盖类型下土壤总碳的分布特征34-40
• 3.1.1 不同土地覆盖类型下土壤有机碳的分布特征35-38
• 3.1.2 不同土地覆盖类型下土壤无机碳的分布特征38-40
• 3.2 小结40-41
• 第四章 地形对土壤碳库分布的影响41-62
• 4.1 不同海拔下土壤总碳的分布特征41-47
• 4.1.1 不同海拔下土壤有机碳的分布特征43-46
• 4.1.2 不同海拔下土壤无机碳分布特征46-47
• 4.2 不同坡度下土壤总碳的分布特征47-53
• 4.2.1 不同坡度下土壤有机碳的分布特征49-52
• 4.2.2 不同坡度下土壤无机碳的分布特征52-53
• 4.3 不同坡向上土壤总碳的分布特征53-58
• 4.3.1 不同坡向土壤有机碳的分布特征54-57
• 4.3.2 不同坡向下土壤无机碳的分布特征57-58
• 4.4 地形因子与土壤碳间灰色关联分析58-60
• 4.5 小结60-62
• 第五章 小流域土壤有机碳的空间分布62-69
• 5.1 与GIS结合的地统计学方法62-64
• 5.2 土壤碳的统计分析64-66
• 5.3 土壤有机碳的空间分布66-67
• 5.4 小结67-69
• 第六章 结论69-71
• 参考文献71-79
• 在读期间的学术研究79-80
• 致谢80-81
• 详细摘要81-82

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