黑土长缓坡微地形对土壤颗粒空间异质性和有机碳矿化的影响
发布时间：2021-11-16 04:42
侵蚀过程导致了泥沙颗粒在坡面的重分布及伴随颗粒迁移的有机碳的空间异质性。泥沙颗粒的空间分布由其迁移距离决定,而颗粒的迁移距离不仅与其自身的沉降速度有关,同时也受坡面微地形的影响。目前,关于坡面土壤侵蚀过程与碳循环的研究大多关注的是整个田块的碳流失,而常忽略因微地形以及连通性所导致的有机碳在田块内的空间异质性。事实上,田块内土壤肥力以及环境条件的空间异质性会直接影响作物生长、有机碳动态替换,乃至坡面碳平衡。微地形的变化会导致坡面不同位置微环境条件的差异,从而引起横向及纵向碳通量的差异,进一步影响土壤与大气间的碳动态平衡。本文选取位于东北黑土区的一块典型长缓坡耕地作为试验对象,通过无人机飞行图像获取坡面DEM,并据此确定48个土壤样品采集点,分别采集表层土壤,分析地形对有机碳空间分布的影响。为进一步明确微地形对侵蚀过程中颗粒的空间重分布及有机碳矿化特征的影响,又着重聚焦坡面典型凹、凸地形序列,通过速度沉降方法将两地形序列10个典型坡位表土进行分离,共分为以下4个粒级:>250、63-250、20-63和<20μm。同时,测定不同坡位、不同粒级有机碳含量和δ13
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区位置和坡面位置采样点
西北农林科技大学硕士学位论文14沉降至水柱底端的收集器中。根据斯托克定律计算出不同粒级团聚体沉降时间，在不同时间间隔旋转下方转盘，便可得到不同沉降粒级的团聚体(如图2-2)。本研究将各典型坡位土壤颗粒沉降分离为以下四个等效石英粒径：>250、63-250、20-63和<20μm(表2-1)。等效石英粒径表示与团聚体有相同沉降速度的相应石英颗粒粒径。图2-2沉降管、颗粒收集以及不同粒级的风干状态图Fig.2-2Settlingtubeapparatus.(a)Thesettlingtube;(b)soilfractionssittingindifferentsamplersinthewatertank;(c)soilfractionsafterair-dried.表2-1土壤颗粒沉降速度分布。通过1m长沉降管的等效石英粒径分布、沉降速度和时间间隔。Table2-1EquivalentQuartzSize(EQS)classes,settlingvelocitiesandtimeintervalstofallthroughthe1mlongsettlingtube.粒径(μm)EquivalentQuartzSize沉降速度(m·s-1)settlingvelocities沉降时间(min)Settlingtime>250>5.6×10-20.363–2505.6×10-2–3.6×10-34.720–363.6×10-3–3.6×10-446.3<20悬浮物>46.3
第三章有机碳的坡面分布及其影响因素17第三章有机碳的坡面分布及其影响因素3.1.坡面地形因子空间分布整体而言，整个坡面地形变化为从弱侵蚀区到侵蚀热区坡度逐渐升高。从侵蚀热区到沉积区坡度又逐渐趋于平缓。凸坡面坡度从弱侵蚀区到侵蚀热区逐渐升高，从侵蚀热区到沉积区逐渐降低(图3-1a)。凹坡面坡度从弱侵蚀区到侵蚀热区逐渐升高。相对而言，凸坡面坡度的变化更为剧烈，幅度在1.24-9.83°之间；而凹坡面坡度变化范围较小，在1.28-4.6°之间。就坡向而言，整个坡面坡向主要为西南方向，有少部分朝向西北。凸坡面坡向主要为西北，且整体高于凹坡面，变化范围主要集中在270-360°；凹坡面的坡向主要为西南，变化范围主要集中在180-270°之间。在凸坡面与凹坡面之间的过渡区，首先出现西南与西北交叉混合的现象，然后转变为以西南坡向为主的凹坡面(图3-1b)。由上述坡向变化特征可知，凸坡面为径流分散坡面，而凹坡面汇集凹坡面及上坡的径流。图3-1坡度、坡向、一般曲率的坡面空间分布Fig.3-1Spatialdistributionofgradient,aspectandcurvatureofslope.（b(c)(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同母质发育土壤团聚体分布对外源输入秸秆的响应及其与有机碳矿化的关系[J]. 毛霞丽,邱志腾,张爽,沈倩,章明奎. 环境科学. 2020(06)
[2]不同培养温度下长期施肥红壤水稻土有机碳矿化特征研究[J]. 陈晓芬,吴萌,江春玉,刘明,李忠佩. 土壤. 2019(05)
[3]渝东南农田土壤有机碳空间分布特征及影响因素[J]. 贾豪,严宁珍,程永毅,刘洪斌. 核农学报. 2019(06)
[4]伏牛山森林土壤有机碳密度与环境因子的关联性分析[J]. 田耀武,刘谊锋,王聪,王罡,和武宇恒. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]东北黑土区水力侵蚀研究进展[J]. 王计磊,李子忠. 农业资源与环境学报. 2018(05)
[6]不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征[J]. 陈晓芬,刘明,江春玉,吴萌,李忠佩. 中国农业科学. 2018(17)
[7]马尾松人工林土壤和团聚体有机碳矿化对穿透雨减少的响应[J]. 杨予静,刘世荣,陈琳,王晖. 应用生态学报. 2018(06)
[8]薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应[J]. 冯志珍,郑粉莉,易祎. 土壤学报. 2017(06)
[9]增温对土壤有机碳矿化的影响研究综述[J]. 黄锦学,熊德成,刘小飞,杨智杰,谢锦升,杨玉盛. 生态学报. 2017(01)
[10]地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响[J]. 贾呈鑫卓,李帅锋,苏建荣. 林业科学研究. 2016(03)
博士论文
[1]红壤表土团聚体稳定性特征及其对坡面侵蚀过程的影响[D]. 闫峰陵.华中农业大学 2008
硕士论文
[1]不同水土保持措施对黑土坡耕地土壤侵蚀及肥力的影响[D]. 赵赛东.东北农业大学 2015
本文编号：3498169
【文章来源】：西北农林科技大学陕西省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
研究区位置和坡面位置采样点
西北农林科技大学硕士学位论文14沉降至水柱底端的收集器中。根据斯托克定律计算出不同粒级团聚体沉降时间，在不同时间间隔旋转下方转盘，便可得到不同沉降粒级的团聚体(如图2-2)。本研究将各典型坡位土壤颗粒沉降分离为以下四个等效石英粒径：>250、63-250、20-63和<20μm(表2-1)。等效石英粒径表示与团聚体有相同沉降速度的相应石英颗粒粒径。图2-2沉降管、颗粒收集以及不同粒级的风干状态图Fig.2-2Settlingtubeapparatus.(a)Thesettlingtube;(b)soilfractionssittingindifferentsamplersinthewatertank;(c)soilfractionsafterair-dried.表2-1土壤颗粒沉降速度分布。通过1m长沉降管的等效石英粒径分布、沉降速度和时间间隔。Table2-1EquivalentQuartzSize(EQS)classes,settlingvelocitiesandtimeintervalstofallthroughthe1mlongsettlingtube.粒径(μm)EquivalentQuartzSize沉降速度(m·s-1)settlingvelocities沉降时间(min)Settlingtime>250>5.6×10-20.363–2505.6×10-2–3.6×10-34.720–363.6×10-3–3.6×10-446.3<20悬浮物>46.3
第三章有机碳的坡面分布及其影响因素17第三章有机碳的坡面分布及其影响因素3.1.坡面地形因子空间分布整体而言，整个坡面地形变化为从弱侵蚀区到侵蚀热区坡度逐渐升高。从侵蚀热区到沉积区坡度又逐渐趋于平缓。凸坡面坡度从弱侵蚀区到侵蚀热区逐渐升高，从侵蚀热区到沉积区逐渐降低(图3-1a)。凹坡面坡度从弱侵蚀区到侵蚀热区逐渐升高。相对而言，凸坡面坡度的变化更为剧烈，幅度在1.24-9.83°之间；而凹坡面坡度变化范围较小，在1.28-4.6°之间。就坡向而言，整个坡面坡向主要为西南方向，有少部分朝向西北。凸坡面坡向主要为西北，且整体高于凹坡面，变化范围主要集中在270-360°；凹坡面的坡向主要为西南，变化范围主要集中在180-270°之间。在凸坡面与凹坡面之间的过渡区，首先出现西南与西北交叉混合的现象，然后转变为以西南坡向为主的凹坡面(图3-1b)。由上述坡向变化特征可知，凸坡面为径流分散坡面，而凹坡面汇集凹坡面及上坡的径流。图3-1坡度、坡向、一般曲率的坡面空间分布Fig.3-1Spatialdistributionofgradient,aspectandcurvatureofslope.（b(c)(a)(b)
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同母质发育土壤团聚体分布对外源输入秸秆的响应及其与有机碳矿化的关系[J]. 毛霞丽,邱志腾,张爽,沈倩,章明奎. 环境科学. 2020(06)
[2]不同培养温度下长期施肥红壤水稻土有机碳矿化特征研究[J]. 陈晓芬,吴萌,江春玉,刘明,李忠佩. 土壤. 2019(05)
[3]渝东南农田土壤有机碳空间分布特征及影响因素[J]. 贾豪,严宁珍,程永毅,刘洪斌. 核农学报. 2019(06)
[4]伏牛山森林土壤有机碳密度与环境因子的关联性分析[J]. 田耀武,刘谊锋,王聪,王罡,和武宇恒. 南京林业大学学报(自然科学版). 2019(01)
[5]东北黑土区水力侵蚀研究进展[J]. 王计磊,李子忠. 农业资源与环境学报. 2018(05)
[6]不同施肥处理红壤性水稻土团聚体有机碳矿化特征[J]. 陈晓芬,刘明,江春玉,吴萌,李忠佩. 中国农业科学. 2018(17)
[7]马尾松人工林土壤和团聚体有机碳矿化对穿透雨减少的响应[J]. 杨予静,刘世荣,陈琳,王晖. 应用生态学报. 2018(06)
[8]薄层黑土微生物生物量碳氮对土壤侵蚀—沉积的响应[J]. 冯志珍,郑粉莉,易祎. 土壤学报. 2017(06)
[9]增温对土壤有机碳矿化的影响研究综述[J]. 黄锦学,熊德成,刘小飞,杨智杰,谢锦升,杨玉盛. 生态学报. 2017(01)
[10]地形因子对思茅松人工林土壤有机碳储量的影响[J]. 贾呈鑫卓,李帅锋,苏建荣. 林业科学研究. 2016(03)
博士论文
[1]红壤表土团聚体稳定性特征及其对坡面侵蚀过程的影响[D]. 闫峰陵.华中农业大学 2008
硕士论文
[1]不同水土保持措施对黑土坡耕地土壤侵蚀及肥力的影响[D]. 赵赛东.东北农业大学 2015
本文编号：3498169
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