黄土丘陵区植被恢复和淤地坝对小流域土壤有机碳储量的影响

发布时间：2017-12-23 14:31

  本文关键词：黄土丘陵区植被恢复和淤地坝对小流域土壤有机碳储量的影响　出处：《西北农林科技大学》2017年博士论文　论文类型：学位论文

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【摘要】：在黄土丘陵区,植被恢复和淤地坝是治理水土流失的主要措施,也是区域碳循环的重要驱动因子。研究这两种治理措施下的土壤有机碳储量变化特征对估算流域土壤碳收支和合理布局不同治理措施具有重要意义。本文以黄土丘陵区不同侵蚀环境下(黄土区和砒砂岩区)的典型坝控小流域为研究对象,通过野外调查、监测、采样和室内分析,研究了坡面植被恢复措施下土壤有机碳累积、储存和流失特征,淤地坝的土壤有机碳储存特征,以及植被恢复和淤地坝对小流域土壤有机碳储量变化的贡献。主要研究结果如下:(1)在自然植被恢复过程中,土壤有机碳由恢复初期的碳“源”向中、后期的碳“汇”方向变化,中、后期阶段的人工乔、灌群落也发挥着重要的碳“汇”功能;相对于自然植被恢复,人工刺槐林在两种侵蚀环境下均能提高或显著提高土壤有机碳的累积与储存;由于受到不同侵蚀环境的气候、下垫面条件的影响,不同侵蚀环境下相同植物群落土壤有机碳的累积和储存能力存在差异,黄土区坊塌坝控流域人工乔、灌群落累积与储存土壤有机碳和自然草本群落累积土壤有机碳的效果较好,而砒砂岩区满红沟坝控流域自然草本群落更有利于土壤有机碳的储存。(2)自然恢复方式下,土壤侵蚀强度由恢复初期的中度侵蚀随植被恢复向轻度侵蚀转化,土壤有机碳流失也呈减小趋势,恢复到后期的狼牙刺群落,土壤侵蚀强度表现为轻度侵蚀,但因有机碳含量较高而土壤有机碳流失显著增加。在人工刺槐造林方式下,土壤侵蚀强度随林龄增加由中度侵蚀向轻度侵蚀转化,有机碳流失也显著降低。(3)不同运行期的淤地坝均发挥了重要的碳“汇”功能,坝地有机碳储量受侵蚀性降雨量大小与坝控集水区下垫面条件的影响。坝地泥沙有机碳含量均呈波动性变化,淤积泥沙中有机残体的腐解、较高的含水量和压实作用提高了坝地有机碳的储存。黄土区坊塌坝控流域从1975~1989年期间到1990~2009年期间由于耕地和草地面积减小、林地面积增加,淤地坝有机碳储存速率从96.25 t yr-1下降到26.12 t yr-1;砒砂岩区满红沟坝控流域从1976~1984年期间到1985~2007年期间均以草地为主要土地利用方式且面积变化不大,淤地坝有机碳储存速率无显著变化(从154.29 t yr-1增加到178.51 t yr-1)。(4)乔、灌林地和梯田、草地分别对黄土区坊塌坝控流域和砒砂岩区满红沟坝控流域坡面0~20 cm土层土壤有机碳累积和储存贡献大。在38年左右的时间内,流域植被恢复导致的土地利用变化与淤地坝均发挥了碳“汇”功能,分别是黄土区坊塌坝控流域和砒砂岩区满红沟坝控流域有机碳总储量增加的主要因素。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S157;S153.6

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本文编号：1324283