黑土区坡耕地土壤侵蚀对土壤有机碳流失的影响研究
发布时间：2021-11-27 02:38
东北黑土区坡面严重地土壤侵蚀使富含有机碳的表层土壤随地表径流和侵蚀泥沙流失,造成坡耕地黑土层变薄,从而使黑土发生严重退化,威胁国家粮食安全和区域生态安全。因此,开展黑土区坡耕地坡面侵蚀对土壤有机碳流失的影响可为黑土区土壤退化防治和实现黑土资源可持续利用提供重要科学依据。本论文通过采用野外调查与采样、田间定位观测和室内模拟试验以及室内分析测定相结合的研究方法,在查明东北黑土区典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积响应关系的基础上,研究了降雨和汇流对土壤有机碳流失的影响,揭示了片蚀和细沟影响土壤有机碳流失的机理,阐明了近地表土壤水分条件下坡面土壤侵蚀对土壤有机碳、可溶性有机碳以及团聚体有机碳流失的影响,辨析了不同耕作方式下土壤有机碳流失的特征。主要研究结论如下:（1）揭示了典型薄层黑土区宾州河流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积响应的关系。流域土壤有机质层厚度变化于080 cm之间,而以030 cm间土壤有机质层厚度分布范围占54.9%。流域土壤有机碳含量变化于9.5324.13 g/kg,可溶性有机碳含量变化于0.11
【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】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤侵蚀—沉积与土壤碳循环的关系
1.2.2 土壤侵蚀对有机碳动态变化的影响
1.2.3 土壤迁移对有机碳的动态变化的影响
1.2.4 土壤沉积对有机碳动态变化的影响
1.2.5 影响土壤有机碳流失的因素
1.2.6 土壤有机碳流失模型研究
1.3 目前研究存在的主要问题
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目标与内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 主要研究内容
2.2 技术路线
2.3 研究方法
2.3.1 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
2.3.2 降雨和汇流条件下黑土区坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.3.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区土壤有机碳流失的试验研究
2.3.4 自由下渗和壤中流下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.3.5 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.4 样品处理与分析
2.4.1 径流泥沙样品处理
2.4.2 土壤样品分析
2.5 数据处理与分析
第三章 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
3.1 流域土壤有机质层厚度变化特征
3.1.1 流域尺度土壤有机质厚度变化特征
3.1.2 坡面尺度土壤有机质厚度变化特征
3.2 流域土壤有机碳和可溶性有机碳含量的变化特征
3.2.1 流域尺度土壤有机碳和土壤可溶性有机碳变化特征
3.2.2 坡面尺度土壤有机碳和土壤可溶性有机碳变化特征
3.3 流域土壤有机碳和可溶性有机碳含量的空间分布特征
3.4 流域土壤有机碳含量对侵蚀—沉积的响应
3.5 土壤有机碳含量与有机质厚度的关系分析
3.6 小结
第四章 降雨和汇流下黑土区坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
4.1 降雨强度对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.1.1 降雨强度对黑土区坡面侵蚀产沙的影响
4.1.2 降雨强度对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.1.3 降雨强度对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.2 汇流速率对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.2.1 汇流速率对黑土区坡面侵蚀产沙的影响
4.2.2 汇流速率对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.2.3 汇流速率对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.3 降雨和汇流对土壤有机碳流失的对比分析
4.3.1 降雨强度和汇流速率对坡面土壤侵蚀产沙的对比分析
4.3.2 降雨强度和汇流速率对坡面土壤有机碳流失的对比分析
4.4 降雨和汇流共同作用对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.4.1 不同降雨强度和汇流速率组合试验下的坡面侵蚀产沙量
4.4.2 降雨和汇流共同作用对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.4.3 降雨和汇流共同作用对土壤有机碳流失的影响研究
4.5 降雨和汇流对土壤有机碳流失的贡献分析
4.5.1 降雨强度对坡面侵蚀产沙的贡献分析
4.5.2 降雨强度对坡面土壤有机碳流失的贡献分析
4.5.3 汇流速率对坡面侵蚀产沙的贡献分析
4.5.4 汇流速率对坡面土壤有机碳流失的贡献分析
4.6 小结
第五章 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区土壤有机碳流失的影响
5.1 坡面片蚀和细沟侵蚀下侵蚀特征的对比
5.2 坡面片蚀和细沟侵蚀下土壤有机碳流失特征的对比
5.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对团聚体有机碳流失的影响
5.3.1 坡面片蚀和细沟侵蚀下流失团聚体粒径分布的特征
5.3.2 坡面片蚀和细沟侵蚀下团聚体流失过程的特征
5.3.3 坡面片蚀和细沟侵蚀下流失团聚体有机碳的分布特征
5.4 土壤有机碳流失与土壤团聚体流失的关系分析
5.5 小结
第六章 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
6.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀特征
6.1.1 自由下渗和壤中条件下坡面径流对比分析
6.1.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀的对比分析
6.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
6.2.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对可溶性有机碳流失的影响.
6.2.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对土壤有机碳流失的影响
6.2.3 自由下渗和壤中流试验条件下DOC与 SOC流失的特征
6.3 自由下渗和壤中流条件下土壤侵蚀对团聚体有机碳流失的影响
6.3.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对团聚体流失的影响
6.3.2 自由下渗和壤中流条件下土壤团聚体有机碳流失特征
6.4 小结
第七章 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
7.1 研究区降雨特征分析
7.1.1 研究区2013 年和2014 年降雨的月变化特征
7.1.2 研究区侵蚀性降雨特征
7.2 不同耕作方式对坡面土壤侵蚀的影响
7.2.1 不同耕作方式下坡面径流的对比
7.2.2 不同耕作方式对坡面侵蚀产沙的影响
7.3 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
7.3.1 不同耕作方式下流失有机碳含量的对比分析
7.3.2 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对可溶性有机碳流失量的影响
7.3.3 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对土壤有机碳流失量的影响
7.3.4 不同耕作方式下DOC与 SOC流失特征
7.4 土壤可溶性有机碳流失与降雨特征参数关系分析
7.4.1 流失的土壤可溶性有机碳平均质量浓度与降雨特征参数的关系
7.4.2 土壤可溶性有机碳流失量与降雨特征参数的关系
7.5 有机碳流失量与径流量和侵蚀量的关系分析
7.5.1 次降雨土壤可溶性有机碳流失量与径流量的关系分析
7.5.2 次降雨土壤有机碳流失量与侵蚀量的关系分析
7.6 小结
第八章 主要结论与研究展望
8.1 主要结论
8.1.1 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
8.1.2 降雨和汇流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失影响
8.1.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
8.1.4 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
8.1.5 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]降雨和汇流对黑土区坡面土壤侵蚀的影响试验研究[J]. 姜义亮,郑粉莉,温磊磊,沈海鸥,易祎. 生态学报. 2017(24)
[2]沟蚀过程研究进展[J]. 郑粉莉,徐锡蒙,覃超. 农业机械学报. 2016(08)
[3]降雨侵蚀过程中黑土团聚体流失特征[J]. 卢嘉,郑粉莉,安娟,李桂芳. 生态学报. 2016(08)
[4]玉米秸秆缓冲带防治黄土坡面细沟侵蚀的效果[J]. 覃超,郑粉莉,徐锡蒙,吴红艳,沈海鸥. 中国水土保持科学. 2015(01)
[5]降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响[J]. 李桂芳,郑粉莉,卢嘉,安娟. 农业机械学报. 2015(04)
[6]东北黑土区片蚀和沟蚀对土壤团聚体流失的影响[J]. 姜义亮,郑粉莉,王彬,温磊磊,沈海鸥,易祎. 生态学报. 2013(24)
[7]137Cs和210Pbex示踪黑土区坡耕地土壤侵蚀对有机碳的影响[J]. 方海燕,盛美玲,孙莉英,蔡强国. 应用生态学报. 2013(07)
[8]侵蚀条件下土壤有机碳流失研究进展[J]. 裴会敏,许明祥,李强,脱登峰. 水土保持研究. 2012(06)
[9]红壤有机碳流失特征及其与泥沙径流流失量的定量关系[J]. 张雪,李忠武,申卫平,郭旺,陈晓琳,张越男,黄金权. 土壤学报. 2012(03)
[10]不同近地表土壤水文条件下雨滴打击对黑土坡面养分流失的影响[J]. 安娟,郑粉莉,李桂芳,王彬. 生态学报. 2011(24)
博士论文
[1]东北薄层黑土区土壤侵蚀—沉积对土壤性质和玉米产量的影响研究[D]. 冯志珍.西北农林科技大学 2018
[2]自由下渗和壤中流条件下黑土区坡面土壤侵蚀特征对比研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2017
[3]水力侵蚀对红壤丘陵区土壤有机碳迁移分布及稳定机制的影响[D]. 聂小东.湖南大学 2017
[4]土壤可蚀性动态变化机制与土壤可蚀性估算模型[D]. 王彬.西北农林科技大学 2013
[5]东北黑土区土壤侵蚀过程机理和土壤养分迁移研究[D]. 安娟.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2012
[6]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
[7]黄土坡面片蚀—细沟侵蚀—切沟侵蚀演变与侵蚀产沙过程研究[D]. 张新和.西北农林科技大学 2007
[8]降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀特点[D]. 李朝霞.华中农业大学 2005
硕士论文
[1]东北黑土区坡耕地土壤团聚体迁移和养分流失的影响因素研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2012
[2]紫色土坡地团聚体稳定性特征及对侵蚀过程的影响[D]. 谢均强.西南大学 2009
[3]东北典型薄层黑土区土壤可蚀性关键因子分析与土壤可蚀性计算[D]. 王彬.西北农林科技大学 2009
[4]沟蚀发育过程动态监测研究[D]. 张鹏.西北农林科技大学 2008
[5]侵蚀红壤团聚体稳定性及其与铁铝氧化物的关系[D]. 于孟生.华中农业大学 2007
本文编号：3521406
【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】：152 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景和意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 土壤侵蚀—沉积与土壤碳循环的关系
1.2.2 土壤侵蚀对有机碳动态变化的影响
1.2.3 土壤迁移对有机碳的动态变化的影响
1.2.4 土壤沉积对有机碳动态变化的影响
1.2.5 影响土壤有机碳流失的因素
1.2.6 土壤有机碳流失模型研究
1.3 目前研究存在的主要问题
第二章 研究内容与方法
2.1 研究目标与内容
2.1.1 研究目标
2.1.2 主要研究内容
2.2 技术路线
2.3 研究方法
2.3.1 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
2.3.2 降雨和汇流条件下黑土区坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.3.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区土壤有机碳流失的试验研究
2.3.4 自由下渗和壤中流下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.3.5 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的试验研究
2.4 样品处理与分析
2.4.1 径流泥沙样品处理
2.4.2 土壤样品分析
2.5 数据处理与分析
第三章 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
3.1 流域土壤有机质层厚度变化特征
3.1.1 流域尺度土壤有机质厚度变化特征
3.1.2 坡面尺度土壤有机质厚度变化特征
3.2 流域土壤有机碳和可溶性有机碳含量的变化特征
3.2.1 流域尺度土壤有机碳和土壤可溶性有机碳变化特征
3.2.2 坡面尺度土壤有机碳和土壤可溶性有机碳变化特征
3.3 流域土壤有机碳和可溶性有机碳含量的空间分布特征
3.4 流域土壤有机碳含量对侵蚀—沉积的响应
3.5 土壤有机碳含量与有机质厚度的关系分析
3.6 小结
第四章 降雨和汇流下黑土区坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
4.1 降雨强度对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.1.1 降雨强度对黑土区坡面侵蚀产沙的影响
4.1.2 降雨强度对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.1.3 降雨强度对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.2 汇流速率对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.2.1 汇流速率对黑土区坡面侵蚀产沙的影响
4.2.2 汇流速率对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.2.3 汇流速率对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.3 降雨和汇流对土壤有机碳流失的对比分析
4.3.1 降雨强度和汇流速率对坡面土壤侵蚀产沙的对比分析
4.3.2 降雨强度和汇流速率对坡面土壤有机碳流失的对比分析
4.4 降雨和汇流共同作用对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
4.4.1 不同降雨强度和汇流速率组合试验下的坡面侵蚀产沙量
4.4.2 降雨和汇流共同作用对黑土区坡面土壤侵蚀过程的影响
4.4.3 降雨和汇流共同作用对土壤有机碳流失的影响研究
4.5 降雨和汇流对土壤有机碳流失的贡献分析
4.5.1 降雨强度对坡面侵蚀产沙的贡献分析
4.5.2 降雨强度对坡面土壤有机碳流失的贡献分析
4.5.3 汇流速率对坡面侵蚀产沙的贡献分析
4.5.4 汇流速率对坡面土壤有机碳流失的贡献分析
4.6 小结
第五章 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区土壤有机碳流失的影响
5.1 坡面片蚀和细沟侵蚀下侵蚀特征的对比
5.2 坡面片蚀和细沟侵蚀下土壤有机碳流失特征的对比
5.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对团聚体有机碳流失的影响
5.3.1 坡面片蚀和细沟侵蚀下流失团聚体粒径分布的特征
5.3.2 坡面片蚀和细沟侵蚀下团聚体流失过程的特征
5.3.3 坡面片蚀和细沟侵蚀下流失团聚体有机碳的分布特征
5.4 土壤有机碳流失与土壤团聚体流失的关系分析
5.5 小结
第六章 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
6.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀特征
6.1.1 自由下渗和壤中条件下坡面径流对比分析
6.1.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀的对比分析
6.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
6.2.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对可溶性有机碳流失的影响.
6.2.2 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对土壤有机碳流失的影响
6.2.3 自由下渗和壤中流试验条件下DOC与 SOC流失的特征
6.3 自由下渗和壤中流条件下土壤侵蚀对团聚体有机碳流失的影响
6.3.1 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对团聚体流失的影响
6.3.2 自由下渗和壤中流条件下土壤团聚体有机碳流失特征
6.4 小结
第七章 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
7.1 研究区降雨特征分析
7.1.1 研究区2013 年和2014 年降雨的月变化特征
7.1.2 研究区侵蚀性降雨特征
7.2 不同耕作方式对坡面土壤侵蚀的影响
7.2.1 不同耕作方式下坡面径流的对比
7.2.2 不同耕作方式对坡面侵蚀产沙的影响
7.3 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
7.3.1 不同耕作方式下流失有机碳含量的对比分析
7.3.2 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对可溶性有机碳流失量的影响
7.3.3 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对土壤有机碳流失量的影响
7.3.4 不同耕作方式下DOC与 SOC流失特征
7.4 土壤可溶性有机碳流失与降雨特征参数关系分析
7.4.1 流失的土壤可溶性有机碳平均质量浓度与降雨特征参数的关系
7.4.2 土壤可溶性有机碳流失量与降雨特征参数的关系
7.5 有机碳流失量与径流量和侵蚀量的关系分析
7.5.1 次降雨土壤可溶性有机碳流失量与径流量的关系分析
7.5.2 次降雨土壤有机碳流失量与侵蚀量的关系分析
7.6 小结
第八章 主要结论与研究展望
8.1 主要结论
8.1.1 典型流域土壤有机碳空间分布对侵蚀—沉积的响应
8.1.2 降雨和汇流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失影响
8.1.3 坡面片蚀和细沟侵蚀对黑土区坡面土壤有机碳流失的影响
8.1.4 自由下渗和壤中流条件下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
8.1.5 不同耕作方式下坡面土壤侵蚀对有机碳流失的影响
8.2 主要创新点
8.3 研究展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]降雨和汇流对黑土区坡面土壤侵蚀的影响试验研究[J]. 姜义亮,郑粉莉,温磊磊,沈海鸥,易祎. 生态学报. 2017(24)
[2]沟蚀过程研究进展[J]. 郑粉莉,徐锡蒙,覃超. 农业机械学报. 2016(08)
[3]降雨侵蚀过程中黑土团聚体流失特征[J]. 卢嘉,郑粉莉,安娟,李桂芳. 生态学报. 2016(08)
[4]玉米秸秆缓冲带防治黄土坡面细沟侵蚀的效果[J]. 覃超,郑粉莉,徐锡蒙,吴红艳,沈海鸥. 中国水土保持科学. 2015(01)
[5]降雨和地形因子对黑土坡面土壤侵蚀过程的影响[J]. 李桂芳,郑粉莉,卢嘉,安娟. 农业机械学报. 2015(04)
[6]东北黑土区片蚀和沟蚀对土壤团聚体流失的影响[J]. 姜义亮,郑粉莉,王彬,温磊磊,沈海鸥,易祎. 生态学报. 2013(24)
[7]137Cs和210Pbex示踪黑土区坡耕地土壤侵蚀对有机碳的影响[J]. 方海燕,盛美玲,孙莉英,蔡强国. 应用生态学报. 2013(07)
[8]侵蚀条件下土壤有机碳流失研究进展[J]. 裴会敏,许明祥,李强,脱登峰. 水土保持研究. 2012(06)
[9]红壤有机碳流失特征及其与泥沙径流流失量的定量关系[J]. 张雪,李忠武,申卫平,郭旺,陈晓琳,张越男,黄金权. 土壤学报. 2012(03)
[10]不同近地表土壤水文条件下雨滴打击对黑土坡面养分流失的影响[J]. 安娟,郑粉莉,李桂芳,王彬. 生态学报. 2011(24)
博士论文
[1]东北薄层黑土区土壤侵蚀—沉积对土壤性质和玉米产量的影响研究[D]. 冯志珍.西北农林科技大学 2018
[2]自由下渗和壤中流条件下黑土区坡面土壤侵蚀特征对比研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2017
[3]水力侵蚀对红壤丘陵区土壤有机碳迁移分布及稳定机制的影响[D]. 聂小东.湖南大学 2017
[4]土壤可蚀性动态变化机制与土壤可蚀性估算模型[D]. 王彬.西北农林科技大学 2013
[5]东北黑土区土壤侵蚀过程机理和土壤养分迁移研究[D]. 安娟.中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心) 2012
[6]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
[7]黄土坡面片蚀—细沟侵蚀—切沟侵蚀演变与侵蚀产沙过程研究[D]. 张新和.西北农林科技大学 2007
[8]降雨过程中红壤表土结构变化与侵蚀特点[D]. 李朝霞.华中农业大学 2005
硕士论文
[1]东北黑土区坡耕地土壤团聚体迁移和养分流失的影响因素研究[D]. 卢嘉.西北农林科技大学 2012
[2]紫色土坡地团聚体稳定性特征及对侵蚀过程的影响[D]. 谢均强.西南大学 2009
[3]东北典型薄层黑土区土壤可蚀性关键因子分析与土壤可蚀性计算[D]. 王彬.西北农林科技大学 2009
[4]沟蚀发育过程动态监测研究[D]. 张鹏.西北农林科技大学 2008
[5]侵蚀红壤团聚体稳定性及其与铁铝氧化物的关系[D]. 于孟生.华中农业大学 2007
本文编号：3521406
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