黄土丘陵沟壑区不同植被恢复下土壤有机碳和无机碳动态变化研究
发布时间：2024-05-27 04:54
黄土高原位于干旱半干旱地区,生态脆弱,毁林开荒导致严重的土地退化及土壤碳损失。植被恢复是黄土高原地区解决土地退化的重要手段之一,同时具有巨大土壤碳汇潜力,然而目前还缺乏对该区域不同植被下剖面土壤碳和水分动态变化特征的系统研究。本研究针对植被恢复后土壤剖面有机碳,无机碳和水分动态变化特征的问题,以黄土高原纸坊沟小流域内耕地、林地,灌木地和草地为研对象,采用稳定碳同位素、原子吸收、选择性提取等技术,结合土壤有机碳、无机碳和土壤水分含量及其他土壤理化性质,阐明了不同类型植被恢复后土壤剖面碳和水分动态变化时空特征。黄土高原地质历史时期气候环境变化特征可以为当前植被恢复提供依据,以洛川黄土-古土壤序列为研究对象,研究土壤有机碳和无机碳稳定碳同位素重建古环境矛盾的成因,从而为黄土高原选择适宜的植被恢复方式提供科学依据。本研究取得的主要结果如下:(1)植物恢复显著影响土壤剖面有机碳动态变化林地和灌木地0-200厘米土层土壤有机碳含量显著增加。土壤表层20厘米,林地和灌木地分别用30和20年实现新碳比例赶超老碳比例,低于同土层黄土高原平均水平(30年),而20厘米以下土层新碳比例均不超过老碳比例。深根...
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 植被恢复与土壤有机碳
1.2.2 植被恢复与土壤无机碳
1.2.3 土壤有机碳与无机碳关系
1.2.4 植被恢复与土壤水分
1.2.5 土壤稳定碳同位素重建古环境
1.3 研究目标与内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 研究区概况
1.5 技术路线
第2章 植物恢复后土壤剖面有机碳动态变化特征
2.1 研究方法
2.1.1 实验设计
2.1.2 样品采集和分析
2.1.3 数据处理及统计分析
2.2 结果分析
2.2.1 土壤有机碳稳定碳同位素值
2.2.2 新碳和老碳比例
2.2.3 新碳和老碳含量
2.3 讨论
2.3.1 植物恢复后剖面土壤有机碳稳定碳同位素值变化
2.3.2 植被恢复后剖面新碳和老碳比例变化
2.3.3 有机碳和新碳在表层土壤和深层土壤的累积
2.3.4 植物恢复对表层和深层土壤老碳含量影响
2.4 本章小结
第3章 植被恢复后土壤剖面无机碳动态变化特征
3.1 研究方法
3.1.1 实验设计
3.1.2 样品采集和分析
3.1.3 数据处理及统计分析
3.2 结果分析
3.2.1 土壤无机碳Mn/Ca和Mg/Ca
3.2.2 次生碳酸盐比例
3.2.3 土壤无机碳,原生碳酸盐和次生碳酸盐含量
3.2.4 土壤水分,根系生物量和土壤pH
3.3 讨论
3.3.1 植被恢复后土壤无机碳变化揭示大气降尘和土壤pH对土壤无机碳影响
3.3.2 植被恢复后次生碳酸盐比例变化揭示大气降尘对次生碳酸盐形成的贡献
3.3.3 植被恢复后原生碳酸盐和次生碳酸盐形成和转化
3.3.4 植被恢复后土壤无机碳Mn/Ca和Mg/Ca
3.4 本章小结
第4章 随植被恢复年限土壤剖面碳和水分随的变化特征
4.1 研究方法
4.1.1 实验设计
4.1.2 样品采集和分析
4.1.3 数据处理及统计分析
4.2 结果分析
4.2.1 有机碳含量
4.2.2 土壤无机碳含量
4.2.3 土壤水分
4.2.4 土壤有机碳增加速率
4.2.5 土壤有机碳和无机碳耦合关系
4.3 讨论
4.3.1 植被恢复后土壤有机碳随植被恢复年限变化
4.3.2 植被恢复后土壤无机碳随植被恢复年限变化
4.3.3 植被恢复后土壤有机碳和无机碳耦合关系随植被恢复年限变化
4.3.4 植被恢复后土壤水分随植被恢复年限变化
4.4 本章小结
第5章 植被覆盖下土壤无机碳中大气源次生碳酸盐贡献
5.1 研究方法
5.1.1 实验设计
5.1.2 样品采集和分析
5.1.3 数据处理及统计分析
5.2 结果分析
5.2.1 有机碳和无机碳稳定碳同位素及两者差值,土壤无机碳Mn/Ca比
5.2.2 次生碳酸盐稳定碳同位素稳定碳同位素
5.2.3 不同碳来源次生碳酸盐比例
5.3 讨论
5.3.1 大气源次生碳酸盐对土壤无机碳贡献
5.3.2 大气源次生碳酸盐形成
5.4 本章小结
第6章 土壤有机碳和无机碳稳定碳同位素重建生态环境
6.1 研究方法
6.1.1 实验设计及数据搜集
6.1.2 数据处理及统计分析
6.2 结果分析
6.3 讨论
6.3.1 基于土壤有机碳与无机碳稳定碳同位素重建古生态环境存在矛盾
6.3.2 原生碳酸盐和大气源次生碳酸盐对土壤无机碳的贡献
6.3.3 古土壤层土壤有机碳同位素分馏
6.4 本章小结
第7章 结论
7.1 主要结论
7.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3982797
【文章页数】：128 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 国内外研究进展
1.2.1 植被恢复与土壤有机碳
1.2.2 植被恢复与土壤无机碳
1.2.3 土壤有机碳与无机碳关系
1.2.4 植被恢复与土壤水分
1.2.5 土壤稳定碳同位素重建古环境
1.3 研究目标与内容
1.3.1 研究目标
1.3.2 研究内容
1.4 研究区概况
1.5 技术路线
第2章 植物恢复后土壤剖面有机碳动态变化特征
2.1 研究方法
2.1.1 实验设计
2.1.2 样品采集和分析
2.1.3 数据处理及统计分析
2.2 结果分析
2.2.1 土壤有机碳稳定碳同位素值
2.2.2 新碳和老碳比例
2.2.3 新碳和老碳含量
2.3 讨论
2.3.1 植物恢复后剖面土壤有机碳稳定碳同位素值变化
2.3.2 植被恢复后剖面新碳和老碳比例变化
2.3.3 有机碳和新碳在表层土壤和深层土壤的累积
2.3.4 植物恢复对表层和深层土壤老碳含量影响
2.4 本章小结
第3章 植被恢复后土壤剖面无机碳动态变化特征
3.1 研究方法
3.1.1 实验设计
3.1.2 样品采集和分析
3.1.3 数据处理及统计分析
3.2 结果分析
3.2.1 土壤无机碳Mn/Ca和Mg/Ca
3.2.2 次生碳酸盐比例
3.2.3 土壤无机碳,原生碳酸盐和次生碳酸盐含量
3.2.4 土壤水分,根系生物量和土壤pH
3.3 讨论
3.3.1 植被恢复后土壤无机碳变化揭示大气降尘和土壤pH对土壤无机碳影响
3.3.2 植被恢复后次生碳酸盐比例变化揭示大气降尘对次生碳酸盐形成的贡献
3.3.3 植被恢复后原生碳酸盐和次生碳酸盐形成和转化
3.3.4 植被恢复后土壤无机碳Mn/Ca和Mg/Ca
3.4 本章小结
第4章 随植被恢复年限土壤剖面碳和水分随的变化特征
4.1 研究方法
4.1.1 实验设计
4.1.2 样品采集和分析
4.1.3 数据处理及统计分析
4.2 结果分析
4.2.1 有机碳含量
4.2.2 土壤无机碳含量
4.2.3 土壤水分
4.2.4 土壤有机碳增加速率
4.2.5 土壤有机碳和无机碳耦合关系
4.3 讨论
4.3.1 植被恢复后土壤有机碳随植被恢复年限变化
4.3.2 植被恢复后土壤无机碳随植被恢复年限变化
4.3.3 植被恢复后土壤有机碳和无机碳耦合关系随植被恢复年限变化
4.3.4 植被恢复后土壤水分随植被恢复年限变化
4.4 本章小结
第5章 植被覆盖下土壤无机碳中大气源次生碳酸盐贡献
5.1 研究方法
5.1.1 实验设计
5.1.2 样品采集和分析
5.1.3 数据处理及统计分析
5.2 结果分析
5.2.1 有机碳和无机碳稳定碳同位素及两者差值,土壤无机碳Mn/Ca比
5.2.2 次生碳酸盐稳定碳同位素稳定碳同位素
5.2.3 不同碳来源次生碳酸盐比例
5.3 讨论
5.3.1 大气源次生碳酸盐对土壤无机碳贡献
5.3.2 大气源次生碳酸盐形成
5.4 本章小结
第6章 土壤有机碳和无机碳稳定碳同位素重建生态环境
6.1 研究方法
6.1.1 实验设计及数据搜集
6.1.2 数据处理及统计分析
6.2 结果分析
6.3 讨论
6.3.1 基于土壤有机碳与无机碳稳定碳同位素重建古生态环境存在矛盾
6.3.2 原生碳酸盐和大气源次生碳酸盐对土壤无机碳的贡献
6.3.3 古土壤层土壤有机碳同位素分馏
6.4 本章小结
第7章 结论
7.1 主要结论
7.2 有待进一步研究的问题
致谢
参考文献
作者简介
本文编号：3982797
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