亚热带三种林型土壤甲烷通量的时空动态

发布时间：2017-06-23 11:07

  本文关键词：亚热带三种林型土壤甲烷通量的时空动态，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：由温室气体浓度变化引起的全球气候变暖是当今重大的环境问题之一。甲烷作为其中主要的温室气体之一,对其通量变化的研究逐渐成为热点。本研究以亚热带三种森林类型(杉木人工林、青冈-石栎常绿阔叶林和马尾松-石栎针阔叶混交林)为研究对象,从2015年1月至2015年12月利用静态箱-气相色谱法,观测土壤CH_4通量以及土壤含水率和温度、土壤总有机碳和全氮、土壤微生物量碳和氮等相关因子,研究三种森林类型土壤CH_4通量的季节变化和日变化规律。结果表明,三种森林类型土壤CH_4通量均表现出一定的月变化规律,土壤CH_4吸收通量夏季(7-8月)最高,冬季(1-2月)最低。土壤CH_4年通量大小杉木林青冈-石栎林马尾松-石栎林,年通量均值分别为-2.01μg/m~2·h、-6.45μg/m~2·h和-8.59μg/m~2·h,均表现为大气CH_4的汇。三种林型的土壤CH_4通量与土壤表层、5cm及10cmm深度的温度呈显著负相关(P0.01)。杉木林和马尾松-石栎林的土壤CH_4通量与土壤5cm含水率有显著相关性(P0.05),青冈-石栎林的土壤CH_4通量与土壤5cm和10cm含水率的相关性显著(P0.05)。土壤总有机碳、全氮含量与三种林型土壤CH_4通量均呈负相关。杉木林土壤CH_4通量与土壤全氮含量(P0.05),青冈-石栎林土壤CH_4通量与土壤总有机碳含量及土壤C/N(P0.01),马尾松-石栎林土壤CH_4通量与土壤总有机碳含量及全氮含量的相关性显著(P0.01)。杉木林CH_4日通量大小夏季秋季春季冬季,日通量均值分别为-12.16μg/m~2·h、-11.82μg/m~2·h、-3.26μg/m~2·h、0.43μg/m~2·h,除冬季外均表现为土壤CH_4的汇。杉木林CH_4通量日变化在冬季和春季整体表现为昼低夜高,夏季则为昼高夜低,秋季规律不明显；青冈-石栎林CH_4日通量秋季夏季春季冬季,日通量均值分别为-20-51μg/m~2·h、-12.74μg/m~2·h、-7.42μg/m~2·h、-0.81μg/m~2·h,均为土壤CH_4的汇。青冈-石栎林CH_4通量日变化在冬季和夏季呈现多峰型,无明显规律变化,春季和秋季则呈现单峰或单谷型；马尾松-石栎林CH_4日通量秋季夏季春季冬季,日通量均值分别为-13.971μg/m~2·h、-10.27μg/m~2·h、-4.86μg/m~2·h、-0.46μg/m~2·h,其土壤CH_4通量日变化在四季大致都呈现单峰或单谷型。三种林型的日均通量出现时段在昼夜均存在,在四季的采样中,昼间最佳采样时段约为上午10点左右,而夜间24点左右为最佳采样时段。土壤温度与CH_4通量日变化的研究表明：杉木林土壤CH_4通量日变化在冬季和春季都与温度呈负相关,冬季与地表温度及气温相关性显著(p0.05),春季与地表温度相关性最高(p0.05)。夏季,土壤CH_4通量和温度呈正显著相关,与土壤5cm温度相关性达到极显著(p0.01)。秋季,土壤CH_4通量与温度负显著相关和土壤5cm温度及气温的相关性最好(p0.01)；青冈-石栎林土壤CH_4通量的日变化与温度相关性较弱；马尾松-石栎林土壤CH_4通量日变化在冬季、夏季和秋季与温度的相关性和杉木林相似但春季土壤CH_4通量与地表温度呈正相关(p0.05)。土壤5cm和10 cm含水率降低,三种林型土壤CH_4日吸收通量增加。杉木林土壤CH_4日通量与土壤微生物量氮含量,青冈-石栎林土壤CH_4日通量与土壤微生物量碳、氮含量,马尾松-石栎林土壤CH_4日通量与土壤微生物量氮含量均呈显著负相关。从以上的研究结果可以看出,亚热带三种林型甲烷通量的时空动态受多种因子的协调作用。因此,在今后研究中要加强观测,同时结合其他环境影响因子,丰富和完善该地区甲烷通量时空动态机理研究。
【关键词】：亚热带森林 CH_4通量 影响因子 时空动态
【学位授予单位】：中南林业科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 1 绪论10-19
• 1.1 研究背景10
• 1.2 研究的目的和意义10-11
• 1.3 国内外研究现状11-19
• 1.3.1 甲烷的产生12
• 1.3.2 甲烷的氧化12-13
• 1.3.3 甲烷氧化的影响因素13-17
• 1.3.4 甲烷通量的时间动态17-19
• 2 研究地概况与研究方法19-23
• 2.1 研究地概况19
• 2.2 主要研究内容19-20
• 2.3 研究方法20-23
• 2.3.1 试验设计与样地布置20-21
• 2.3.2 样品的采集与分析21-22
• 2.3.3 技术路线22
• 2.3.4 数据处理22-23
• 3 结果与分析23-43
• 3.1 三种林型土壤CH_4通量的比较23
• 3.2 三种林型土壤CH_4通量月变化23-24
• 3.3 三种林型土壤CH_4通量月变化的影响因子24-28
• 3.3.1 温度对土壤CH_4通量的影响24-26
• 3.3.2 含水率对土壤CH_4通量的影响26-27
• 3.3.3 土壤总有机碳、全氮与土壤CH_4通量的关系27-28
• 3.4 三种林型土壤CH_4通量的日变化28-43
• 3.4.1 相同季节三种林型土壤CH_4通量比较31-33
• 3.4.2 三种林型土壤CH_4通量的昼夜差异与最佳测定时间33-35
• 3.4.3 温度对三种林型土壤CH_4通量日变化的影响35-40
• 3.4.4 不同水分条件和微生物量对土壤CH_4通量日变化的影响40-43
• 4 讨论与结论43-52
• 4.1 讨论43-48
• 4.1.1 三种林型土壤CH_4通量月变化43-45
• 4.1.2 三种林型土壤CH_4通量日变化45-48
• 4.2 主要结论48-50
• 4.3 研究的特色与存在的问题50
• 4.4 展望50-52
• 参考文献52-60
• 附录攻读学位期间的主要学术成果60-62
• 致谢62

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