基于模拟试验研究侵蚀—沉积区土壤温室气体排放与玉米产量差异及机理
发布时间：2022-10-29 12:16
侵蚀-沉积引起的土壤重新分布是地表物质重要运动过程,在生物地球化学、生态环境演变、地貌形态演变等方面产生重要影响。研究侵蚀-沉积对土地生产力、温室气体效应和土壤质量改变的影响,并探讨施肥方式对侵蚀-沉积土壤的修复效应,对综合评价侵蚀的经济和生态效应具有重要意义。由于自然侵蚀-沉积条件下作物产量和土壤理化性状变化缓慢,表层土壤的剥离、添加成为研究侵蚀-沉积效应的重要方法。本论文依托美国俄亥俄州立大学设立的表层20cm土壤剥离-添加试验模拟侵蚀-沉积的长期效应,围绕作物产量（玉米,Zea mays L.）、土壤温室气体（CO2,N2O,CH4）排放以及土壤理化性状变化,开展以下四个方面研究:1)表层土剥离-添加对土壤生产力的影响;2)表层土剥离-添加对温室气体排放的影响;3)表层土剥离-添加对土壤物理性状的影响;4)施肥方式对剥离-添加区土壤的修复效果。主要结果如下:1)土壤侵蚀-沉积影响玉米生物量及产量。模拟侵蚀-沉积发生15年之后,土壤侵蚀区玉米地上部分生物量、地下部分生物量及产量相比原状土分别降低了47%,57%和51...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 土壤侵蚀-沉积的方式
1.2.1 自然条件下土壤侵蚀-沉积
1.2.2 人类活动导致的侵蚀-沉积
1.3 侵蚀-沉积的环境效应
1.3.1 侵蚀-沉积对土壤生产力的影响
1.3.2 侵蚀-沉积对温室气体排放的影响
1.3.3 侵蚀-沉积对土壤理化性状的影响
1.4 侵蚀-沉积土壤的施肥管理
1.4.1 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤生产力的影响
1.4.2 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤温室气体排放的影响
1.4.3 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤理化性状的影响
1.5 侵蚀-沉积的研究方法
1.5.1 断面产量比较法
1.5.2 地块比较法
1.5.3 表层土壤剥离
1.5.4 其它研究方法
1.6 目前研究不足
第二章 研究区概况、研究内容和技术路线
2.1 研究区概况及试验设计
2.2 研究目标与内容
2.2.1 侵蚀-沉积区土壤生产力的变化特征
2.2.2 侵蚀-沉积区温室气体排放的变化特征
2.2.3 侵蚀-沉积区土壤理化性状的变化特征
2.2.4 施肥措施对侵蚀-沉积区土壤的培肥效应
2.3 监测指标与方法
2.3.1 玉米产量测定
2.3.2 土壤CO_2、N_2O和CH_4采集与测定
2.3.3 土壤理化性状测定
2.4 数据计算
2.5 技术路线
第三章 侵蚀-沉积区土壤生产力差异及机理
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 研究区概况与试验设计
3.2.2 玉米产量及计算方法
3.3 数据分析
3.4 结果
3.4.1 侵蚀-沉积区植株密度和株高变化特征
3.4.2 侵蚀-沉积区地上部分生物量变化特征
3.4.3 侵蚀-沉积区地下部分生物量变化特征
3.4.4 侵蚀-沉积区玉米产量变化特征
3.4.5 玉米产量相关因素
3.5 讨论
3.6 结论
第四章 侵蚀-沉积区土壤温室气体排放差异及机理
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 研究区概况与试验设计
4.2.2 土壤温室气体的采集、测定与计算
4.3 数据分析
4.4 结果
4.4.1 侵蚀-沉积区土壤温度和水分变化特征
4.4.2 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放变化特征
4.4.3 侵蚀-沉积区GWP和GHGI值变化特征
4.5 讨论
4.5.1 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放影响因素
4.5.2 侵蚀-沉积区土壤全球升温潜能值、温室气体排放强度影响因素
4.5.5 本研究的局限性
4.6 总结
第五章 侵蚀-沉积区土壤理化性状差异及机理
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 研究区概况与试验设计
5.2.2 样品采集测定及计算
5.3 数据分析
5.4 结果
5.4.1 侵蚀-沉积区土壤C、N变化特征
5.4.2 侵蚀-沉积区土壤容重和有效水变化特征
5.4.3 侵蚀-沉积区土壤水稳性团聚体分布特征
5.5 讨论
5.5.1 侵蚀-沉积区土壤C、N影响因素
5.5.2 侵蚀-沉积区土壤容重、有效水分和团聚体分布的影响因素
5.6 小结
第六章 施用有机肥对侵蚀-沉积区不同的培肥效果
6.1 前言
6.2 结果与讨论
6.2.1 有机肥对侵蚀-沉积区土地生产力的培肥
6.2.2 有机肥对侵蚀-沉积区土壤温室气体排放的影响
6.2.3 有机肥对侵蚀-沉积区土壤质量的修复
6.3 总结
第七章 结论与展望
7.1 主要研究结果
7.2 主要创新性
7.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国土壤容重特征及其对区域碳贮量估算的意义[J]. 柴华,何念鹏. 生态学报. 2016(13)
[2]Labile Organic Matter Content and Distribution as Affected by Six-year Soil Amendments to Eroded Chinese Mollisols[J]. SUI Yueyu,JIAO Xiaoguang,CHEN Wenting,LIU Xiaobing,ZHANG Xingyi,DING Guangwei. Chinese Geographical Science. 2013(06)
[3]土壤团聚体固碳研究进展[J]. 陈建国,田大伦,闫文德,项文化,方晰. 中南林业科技大学学报. 2011(05)
[4]英国土壤侵蚀及治理的研究和启示[J]. 李薇,刘孝盈,徐炳丰,吴保生. 中国水利水电科学研究院学报. 2009(03)
[5]Erosion effect on the productivity of black soil in Northeast China[J]. WANG ZhiQiang1, LIU BaoYuan1, WANG XuYan2, GAO XiaoFei1 ＆ LIU Gang1 1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2 Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2009(07)
[6]农田土壤有机碳转化规律与平衡研究进展[J]. 李尚中,王勇,樊廷录. 农业科技与信息. 2007(02)
[7]黄土区坡面表层土壤容重和饱和导水率空间变异特征[J]. 郑纪勇,邵明安,张兴昌. 水土保持学报. 2004(03)
[8]耕地土壤碳固存的措施与潜力[J]. 赵荣钦,秦明周,黄爱民. 生态环境. 2004(01)
[9]土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响[J]. 杨景成,韩兴国,黄建辉,潘庆民. 应用生态学报. 2003(08)
[10]国内外土壤侵蚀研究进展[J]. 南秋菊,华珞. 首都师范大学学报(自然科学版). 2003(02)
本文编号：3697669
【文章页数】：94 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
1.1 选题背景与意义
1.2 土壤侵蚀-沉积的方式
1.2.1 自然条件下土壤侵蚀-沉积
1.2.2 人类活动导致的侵蚀-沉积
1.3 侵蚀-沉积的环境效应
1.3.1 侵蚀-沉积对土壤生产力的影响
1.3.2 侵蚀-沉积对温室气体排放的影响
1.3.3 侵蚀-沉积对土壤理化性状的影响
1.4 侵蚀-沉积土壤的施肥管理
1.4.1 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤生产力的影响
1.4.2 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤温室气体排放的影响
1.4.3 施肥管理对侵蚀-沉积部位土壤理化性状的影响
1.5 侵蚀-沉积的研究方法
1.5.1 断面产量比较法
1.5.2 地块比较法
1.5.3 表层土壤剥离
1.5.4 其它研究方法
1.6 目前研究不足
第二章 研究区概况、研究内容和技术路线
2.1 研究区概况及试验设计
2.2 研究目标与内容
2.2.1 侵蚀-沉积区土壤生产力的变化特征
2.2.2 侵蚀-沉积区温室气体排放的变化特征
2.2.3 侵蚀-沉积区土壤理化性状的变化特征
2.2.4 施肥措施对侵蚀-沉积区土壤的培肥效应
2.3 监测指标与方法
2.3.1 玉米产量测定
2.3.2 土壤CO_2、N_2O和CH_4采集与测定
2.3.3 土壤理化性状测定
2.4 数据计算
2.5 技术路线
第三章 侵蚀-沉积区土壤生产力差异及机理
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 研究区概况与试验设计
3.2.2 玉米产量及计算方法
3.3 数据分析
3.4 结果
3.4.1 侵蚀-沉积区植株密度和株高变化特征
3.4.2 侵蚀-沉积区地上部分生物量变化特征
3.4.3 侵蚀-沉积区地下部分生物量变化特征
3.4.4 侵蚀-沉积区玉米产量变化特征
3.4.5 玉米产量相关因素
3.5 讨论
3.6 结论
第四章 侵蚀-沉积区土壤温室气体排放差异及机理
4.1 前言
4.2 材料与方法
4.2.1 研究区概况与试验设计
4.2.2 土壤温室气体的采集、测定与计算
4.3 数据分析
4.4 结果
4.4.1 侵蚀-沉积区土壤温度和水分变化特征
4.4.2 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放变化特征
4.4.3 侵蚀-沉积区GWP和GHGI值变化特征
4.5 讨论
4.5.1 侵蚀-沉积区土壤CO_2、N_2O和CH_4排放影响因素
4.5.2 侵蚀-沉积区土壤全球升温潜能值、温室气体排放强度影响因素
4.5.5 本研究的局限性
4.6 总结
第五章 侵蚀-沉积区土壤理化性状差异及机理
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 研究区概况与试验设计
5.2.2 样品采集测定及计算
5.3 数据分析
5.4 结果
5.4.1 侵蚀-沉积区土壤C、N变化特征
5.4.2 侵蚀-沉积区土壤容重和有效水变化特征
5.4.3 侵蚀-沉积区土壤水稳性团聚体分布特征
5.5 讨论
5.5.1 侵蚀-沉积区土壤C、N影响因素
5.5.2 侵蚀-沉积区土壤容重、有效水分和团聚体分布的影响因素
5.6 小结
第六章 施用有机肥对侵蚀-沉积区不同的培肥效果
6.1 前言
6.2 结果与讨论
6.2.1 有机肥对侵蚀-沉积区土地生产力的培肥
6.2.2 有机肥对侵蚀-沉积区土壤温室气体排放的影响
6.2.3 有机肥对侵蚀-沉积区土壤质量的修复
6.3 总结
第七章 结论与展望
7.1 主要研究结果
7.2 主要创新性
7.3 不足与展望
参考文献
致谢
作者简介
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国土壤容重特征及其对区域碳贮量估算的意义[J]. 柴华,何念鹏. 生态学报. 2016(13)
[2]Labile Organic Matter Content and Distribution as Affected by Six-year Soil Amendments to Eroded Chinese Mollisols[J]. SUI Yueyu,JIAO Xiaoguang,CHEN Wenting,LIU Xiaobing,ZHANG Xingyi,DING Guangwei. Chinese Geographical Science. 2013(06)
[3]土壤团聚体固碳研究进展[J]. 陈建国,田大伦,闫文德,项文化,方晰. 中南林业科技大学学报. 2011(05)
[4]英国土壤侵蚀及治理的研究和启示[J]. 李薇,刘孝盈,徐炳丰,吴保生. 中国水利水电科学研究院学报. 2009(03)
[5]Erosion effect on the productivity of black soil in Northeast China[J]. WANG ZhiQiang1, LIU BaoYuan1, WANG XuYan2, GAO XiaoFei1 ＆ LIU Gang1 1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2 Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021, China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2009(07)
[6]农田土壤有机碳转化规律与平衡研究进展[J]. 李尚中,王勇,樊廷录. 农业科技与信息. 2007(02)
[7]黄土区坡面表层土壤容重和饱和导水率空间变异特征[J]. 郑纪勇,邵明安,张兴昌. 水土保持学报. 2004(03)
[8]耕地土壤碳固存的措施与潜力[J]. 赵荣钦,秦明周,黄爱民. 生态环境. 2004(01)
[9]土地利用变化对陆地生态系统碳贮量的影响[J]. 杨景成,韩兴国,黄建辉,潘庆民. 应用生态学报. 2003(08)
[10]国内外土壤侵蚀研究进展[J]. 南秋菊,华珞. 首都师范大学学报(自然科学版). 2003(02)
本文编号：3697669
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3697669.html
