不同土地利用方式对土壤碳形态的影响研究

发布时间：2020-10-14 07:14

　　 土壤有机碳在土壤肥力、农业可持续发展以及生态系统平衡等方面扮演着重要角色,土壤有机碳库的大小和质量反映土壤质量的变化,其主要体现在有机碳含量影响土壤肥力、土壤结构性质以及土壤化学性质等方面。本论文以山西孝义铝矿废弃地和山西灵空山国家级自然保护区为研究对象,分析自然状态和人为干扰两种不同土地类型对土壤有机碳库的影响,研究提高铝矿废弃地土壤碳储量的复垦措施,为大幅度提高我国工矿宜农废弃地的固碳能力提供技术支撑。本研究得出以下结论： 1.以山西孝义铝矿废弃地为研究对象,研究复垦过程中不同措施对土壤碳组分的影响,结论归纳如下： (1)经复垦后土壤有机碳的含量以及各碳组分均随着土层深度的增加而降低,而土壤613C值则随着土层深度增加而增加。 (2)施肥能显著提高土壤有机碳含量,其中以有机+无机肥为最佳施肥方式。轮作配合施肥能显著提高土壤有机碳含量,但是仅轮作不施肥对提高土壤有机碳含量没有显著影响。秸秆还田能显著提高土壤有机碳及碳组分含量,其中粉碎秸秆还田较整秸秆覆盖更有利于有机碳积累。 (3)在土壤表层,土壤活性有机碳、可溶性有机碳、轻组有机碳及颗粒有机碳与总有机碳之间的相关性均达到显著水平；土壤可溶性有机碳、轻组有机碳和颗粒有机碳与活性有机碳之间均有显著相关性；土壤pH值和阳离子交换量与土壤有机碳含量均有显著性相关性。 2.以山西灵空山国家级自然保护区为研究对象,研究主要植被类型生长区土壤不同碳组分之间的关系及土壤理化性质对土壤碳组分的影响,结论归纳如下： (1)主要植被类型生长区土壤活性有机碳与总有机碳之间的相关性均达到显著水平,活性有机碳含量随着总有机碳含量的增加而增加。 (2)主要植被类型生长区各碳组分与活性有机碳之间相关性的分析表明,油松生长区的土壤可溶性有机碳和活性有机碳之间的相关性达显著水平,而辽东栎生长区两者之间没有显著相关性。所有植被类型生长区的土壤轻组有机碳和颗粒有机碳与活性有机碳之间均有显著相关性。 (3)不同植被类型下土壤碳组分和pH值之间的相关性差异明显且相关程度不一；该区域主要植被类型生长区土壤总有机碳与含水率和阳离子交换量之间均有显著相关性。 3.通过比较两试验区域土壤有机碳库,铝矿废弃地复垦前土层0-20cm和20-40cm总有机碳含量分的影响别为2.68g/kg和1.59g/kg,土壤活性有机碳含量分别为1.08g/kg和0.56g/kg,而山西灵空山国家级自然保护区的有机碳含量在6.06-50.63g/kg之间,活性有机碳含量在2.64-8.58g/kg之间,由此可以看出铝矿废弃地土壤有机碳含量显著低于自然保护区,说明人为干扰可极大降低土壤有机碳含量,破坏土壤结构,降低土壤肥力。 4.研究结果显示,通过在铝矿废弃地采取不同措施进行土地复垦后土壤有机碳含量显著提高,其中当粉碎秸秆还田配合施用有机+无机肥处理的土壤有机碳含量最高,但其与灵空山自然保护区土壤有机碳含量相比仍有较大差距。不难看出,现有的复垦措施仍需进一步的改善,方可在宜农工矿废弃地复垦同时促进土壤碳循环,达到改善土壤质量和减缓温室效应的双赢效果。
【学位单位】：山西大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2013
【中图分类】：X144
【文章目录】：
中文摘要
ABSTRACT
第一章 文献综述
    1.1 国内外研究现状
        1.1.1 土壤有机碳各形态研究
        1.1.2 土壤有机碳对自然因素的响应变化
        1.1.3 土壤有机碳对管理方式的响应变化
    1.2 研究意义与内容
        1.2.1 研究目的与意义
        1.2.2 研究内容与技术路线
第二章 不同复垦方式对铝矿废弃地土壤碳形态的影响研究
    2.1 材料与方法
        2.1.1 研究区基本概况
        2.1.2 试验设计
        2.1.3 采样及处理
        2.1.4 实验方法
        2.1.5 数据处理与分析
        2.1.6 实验原理
    2.2 结果与分析
        2.2.1 不同复垦方式对土壤有机碳含量的影响
        2.2.2 不同复垦方式对土壤碳库组分的影响
        2.2.3 土壤各碳组分间的相关性分析
        2.2.4 土壤有机碳主要影响因子分析
13C值的影响'>        2.2.5 不同复垦方式对土壤δ¹³C值的影响
13C值的影响'>        2.2.6 不同复垦方式对作物δ¹³C值的影响
        2.2.7 不同复垦方式对土壤碳贡献率的影响
    2.3 小结
第三章 山西灵空山国家级自然保护区主要植被类型对土壤碳形态的影响研究
    3.1 材料与方法
        3.1.1 试验区域基本概况
        3.1.2 采样及处理
        3.1.3 实验方法
        3.1.4 数据处理与分析
    3.2 主要植被类型划分
    3.3 结果与分析
        3.3.1 主要植被类型生长区土壤有机碳组分和总有机碳的相关性
        3.3.2 主要植被类型生长区碳组分与活性有机碳之间的相关性
        3.3.3 土壤理化性质与土壤碳组分之间的关系
    3.4 小结
第四章 两种不同土地利用类型间土壤碳组分的比较
第五章 结论
    5.1 研究结论
    5.2 研究特色
参考文献
攻读学位期间取得的研究成果
致谢
个人简况及联系方式

【参考文献】

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本文编号：2840362