辽西北沙地人工林土壤团聚体结构及其有机碳稳定性研究

发布时间：2018-02-03 07:44

  本文关键词： 土壤团聚体 土壤质地 土壤团聚体有机碳 土壤有机碳分解 辽西北地区　出处：《沈阳农业大学》2017年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：辽西北半干旱地区有着丰富的人工林资源,对防风固沙和固碳增汇均起着重要的作用。土壤团聚体及有机碳的分布和存在形态,是影响土壤有机碳分解、固存和稳定的重要因素。科学地评价分析人工林土壤团聚体结构和研究其土壤有机碳特征对辽西北地区林业发展具有重要意义。目前为止,关于该地区土壤团聚体结构和其有机碳分布及其稳定性因素的研究均较少。因此,本研究以辽西北沙地典型的人工林土壤作为研究对象,包括樟子松纯林、杨树纯林、樟子松-杨树混交林,并选择樟子松种子林(该地区生长最好、林龄最大樟子松人工林)为参照,通过对其土壤进行研究,探究了该地区的不同人工林的土壤结构特征、质地特征、有机碳及团聚体有机碳的含量特征及土壤有机碳分解的影响因素等。主要研究结论如下:(1)辽西北地区沙地人工林土壤团聚体均以微团聚体(0.25mm)为主,占团聚体总量的54.69%-72.79%,而大团聚体(0.25mm)仅为27.21%-45.31%;各粒级团聚体中,4种林型均以0.25-0.053 mm团聚体为主,樟子松种子林、樟子松纯林、樟子松-杨树混交林、以及杨树纯林分别为56.04%、43.68%、61.56%和63.18%,其中樟子松-杨树混交林和杨树纯林均显著高于樟子松种子林和樟子松纯林;2mm团聚体含量次之,为11.97%-30.28%,其中以樟子松纯林显著高于其他三种林型为主;此外,0.053mm团聚体含量又显著高于2-1mm、1-0.5mm和0.5-0.25mm团聚体,2-1mm团聚体含量最小,仅为 1.69%-3.04%。辽西北沙地人工林土壤质地相近,均为砂土及壤质砂土。其中以2-0.02mm砂粒为主,为86.76%-90.46%,显著高于其他粒级组含量,0.002mm和0.02-0.002mm的变化范围分别为6.42%-8.02%和3.07%-5.22%,各林型间差异不显著。(2)辽西北地区不同类型人工林表层土壤有机碳含量的变化范围为6.77-10.26g/kg,其中樟子松-杨树混交林樟子松纯林樟子松种子林杨树纯林;土壤全氮的变化规律跟有机碳相似,樟子松-杨树混交林、樟子松纯林、樟子松种子林、杨树纯林分别为0.99g/kg、0.89g/kg、0.91g/kg和0.89g/kg。表层土壤有机碳和全氮存在极显著相关性,相关系数达0.765(P0.01)。土壤团聚体有机碳含量在不同粒级中各不相同,其中1-0.5mm团聚体有机碳含量最高,为10.14-18.34g/kg,0.25-0.053mm团聚体有机碳最小,仅为4.36-6.09g/kg;而相同粒级不同林型之间团聚体有机碳含量则相差较小,均未达到显著差异;各粒级团聚体中全氮含量的变化规律与有机碳相似,1-0.5mm团聚体全氮含量最高,为0.86-1.29g/kg,0.25-0.053mm团聚体全氮含量最少,为0.45-0.56g/kg;而相同粒级不同林型之间团聚体全氮含量则相差较小,均未达到显著差异。团聚体中有机碳和全氮也存在较好的正相关性,相关系数均达到极显著水平(P0.01)。(3)表层土壤有机碳和全氮含量受团聚体组成的影响较大,尤其是0.053mm团聚体含量,土壤有机碳含量随该粒级团聚体含量的增多而显著增加(R=0.458,P0.05)。各粒级团聚体中有机碳含量受0.053mm粒级的团聚体百分含量的影响较大。表层土壤有机碳和全氮与各粒级团聚体中有机碳和全氮含量具有一定的相关性,且表层土壤有机碳和全氮含量与0.053mm粒级团聚体中有机碳和全氮含量均到达显著相关(P0.05)。(4)土壤有机碳的稳定性受环境因子的影响较大。樟子松种子林土壤有机碳的分解速率(以呼吸速率计)与土壤的含水量、土壤温度之间均表现为显著的正相关性,生长季后期,土壤呼吸速率的变化范围为423.22-448.41mmol/mol,且随温度的降低和土壤水分的减少而逐渐减弱。通过研究初步确定了辽西北地区沙地人工林的土壤结构特征、土壤有机碳分布规律及土壤有机碳的分解规律,为该地区更好地利用土地,防沙固碳提供了数据理论参考和科学依据。
[Abstract]:The northwestern semi-arid areas have abundant resources of artificial forest, windbreak and carbon sequestration are playing an important role. The distribution of soil aggregates and organic carbon and the existing form, is the effect of soil organic carbon sequestration, important factors and stability. The scientific evaluation analysis plays an important role in the development of workers forest soil aggregate structure and study the characteristics of soil organic carbon in forest in northwest area of Liaoning Province. So far, the research on the factors of the soil aggregate structure and the distribution of organic carbon and its stability were less. Therefore, the study in the west of North Sand typical artificial forest soil as the research object, including pine forest, poplar forest, Pinus sylvestris - Poplar mixed forest, and Pinus sylvestris seed forest (the area grows best, the maximum age of Pinus sylvestris) as reference, through the research on its soil, explore the area Soil structure characteristics of different artificial forest texture feature, the decomposition of organic carbon and organic carbon content characteristics and influencing factors of soil organic carbon. The main conclusions are as follows: (1) soil sandy plantation in northwestern Liaoning are aggregates of micro aggregates (0.25mm) as the main, accounting for 54.69%-72.79% of the total aggregate, and aggregate (0.25mm) is only 27.21%-45.31%; various aggregates, 4 forest types were dominated by 0.25-0.053 mm aggregates, pine seed forest, pine forest, pine poplar mixed forest and Populus were 56.04%, 43.68%, 61.56% and 63.18%, of which pine poplar mixed forest - and Yang Shuchun Lin Jun were significantly higher than that of mongolica forest and pine forest; 2mm aggregate content, 11.97%-30.28%, the pure forest of Pinus sylvestris var.mongolica was significantly higher than that of other three forest types; in addition, 0.053mm aggregate content was significantly high In 2-1mm, 1-0.5mm and 0.5-0.25mm aggregates, 2-1mm aggregate content is minimum, only 1.69%-3.04%. in the northwest of Liaoning Province sandy plantation soil texture were similar to sand and loamy sand. The sand is 2-0.02mm, 86.76%-90.46%, significantly higher than the other particle content, range of 0.002mm and 0.02-0.002mm were 6.42%-8.02% and 3.07%-5.22%, the difference the forest types was not significant. (2) the variation range of plantation soil organic carbon content of different types in northwest area is 6.77-10.26g/kg, the Scots pine Pinus sylvestris - Poplar mixed forest, pine forest seed forest Populus; variation of soil total nitrogen and organic carbon - similar, pine poplar mixed forest, pine forest. The seeds of Pinus sylvestris forest, Populus were 0.99g/kg, 0.89g/kg, 0.91g/kg and 0.89g/kg. in surface soil organic carbon and total nitrogen have significant correlation, correlation coefficient 0.765 (P0.01). The content of organic carbon in soil aggregates in different grain sizes vary, the 1-0.5mm aggregate organic carbon content is the highest, 10.14-18.34g/kg, 0.25-0.053mm organic carbon minimum, only 4.36-6.09g/kg; and between different forest types in the same aggregate size organic carbon content is small, there was no significant difference; change law of total nitrogen content of various aggregates is similar with organic carbon, total nitrogen content is 0.86-1.29g/kg, the highest 1-0.5mm aggregates, the total nitrogen content of 0.25-0.053mm aggregates at least, 0.45-0.56g/kg; and between different forest types in the same aggregates the content of total nitrogen is small, there was no significant difference in soil organic carbon and total nitrogen. There is a positive correlation the correlation coefficient reached significant level (P0.01). (3) effects of surface soil organic carbon and total nitrogen content by aggregate fractions is larger, especially 0.053mm aggregate content, increase soil organic carbon content with the aggregate content increased significantly (R=0.458, P0.05). The effect of aggregate content of 0.053mm particles by the organic carbon content of various aggregates greatly. Soil organic carbon and total nitrogen in the surface and content of organic carbon and nitrogen of various aggregates have a certain correlation with organic carbon and total nitrogen content of soil organic carbon and total nitrogen content and 0.053mm aggregates were significantly related to (P0.05). (4) affect the stability of soil organic carbon by environmental factors. The decomposition rate of soil organic carbon in the forest of Pinus sylvestris seed (on respiration rate and water meter) soil moisture, soil temperature showed a significant positive correlation between the late period of growing season, the variation range of soil respiration rate was 423.22-448.41mmol/mol, and with the decrease of temperature and soil moisture reduction The soil structure characteristics, the distribution of soil organic carbon and the decomposition rule of soil organic carbon in the sandy land of Northwest Liaoning Province were preliminarily determined through the study.

【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S714.2

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 史奕,陈欣,沈善敏;土壤团聚体的稳定机制及人类活动的影响[J];应用生态学报;2002年11期

2 史奕,陈欣,沈善敏;有机胶结形成土壤团聚体的机理及理论模型[J];应用生态学报;2002年11期

3 文倩,关欣;土壤团聚体形成的研究进展[J];干旱区研究;2004年04期

4 宁丽丹,石辉,周海军,刘世荣;岷江上游不同植被下土壤团聚体特征分析[J];应用生态学报;2005年08期

5 马永玉;蒋先军;张维;刘玮;周明厚;;采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征[J];西南师范大学学报(自然科学版);2010年06期

6 王海霞;孙红霞;韩清芳;王敏;张睿;贾志宽;聂俊峰;刘婷;;免耕条件下秸秆覆盖对旱地小麦田土壤团聚体的影响[J];应用生态学报;2012年04期

7 陈晓侠;梁爱珍;张晓平;;土壤团聚体固碳的研究方法[J];应用生态学报;2012年07期

8 李凯;;土壤团聚体的组成和碳量分布[J];黑龙江科技信息;2012年35期

9 蒲玉琳;林超文;谢德体;魏朝富;倪九派;;植物篱-农作坡地土壤团聚体组成和稳定性特征[J];应用生态学报;2013年01期

10 张寅寅;孙仲秀;顾欣燕;刘杨杨;李晓;;不同深度土壤团聚体含量变化[J];黑龙江科技信息;2013年18期

中国重要会议论文全文数据库 前9条

1 仇建飞;窦森;;添加玉米秸秆培养对土壤团聚体中腐殖质组成和性质的影响[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年

2 陈晶晶;蒋先军;;稻田长期垄作免耕对土壤团聚体中微生物生物活性的影响[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年

3 马永玉;蒋先军;张维;周明厚;;采用二维光学图像和三维断层扫描研究单一粒径土壤团聚体的分形特征[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年

4 窦森;关松;李凯;;土壤团聚体中有机质研究进展[A];土壤资源持续利用和生态环境安全——中国土壤学会第十一届二次理事扩大会议暨学术会议论文集[C];2009年

5 刘彩霞;黄为一;;耐盐碱细菌对盐碱土壤团聚体形成的促进作用[A];中国微生物学会《第二届全国农业微生物研究及产业化研讨会》和《第十一届全国杀虫微生物学术研讨会》暨《湖北省暨武汉市微生物学会和内蒙古微生物学会2008年会》论文摘要[C];2008年

6 黄雁飞;陈秋实;区惠平;顾明华;;耕作方式对土壤团聚体与有机碳含量的影响[A];面向未来的土壤科学（中册）——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

7 王义祥;翁伯琦;黄毅斌;王成己;叶菁;;生草栽培对果园土壤团聚体内有机碳的影响[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年

8 罗红燕;蒋先军;谢德体;;细菌在不同土壤团聚体粒径中分布的遗传多样性比较及对耕作方式的响应[A];第五次全国土壤生物和生物化学学术研讨会论文集[C];2009年

9 王峰;陈玉真;尤志明;吴志丹;江福英;陈芝芝;翁伯琦;;不同类型茶园土壤团聚体组成特征及稳定性研究[A];第十六届中国科协年会——分12茶学青年科学家论坛论文集[C];2014年

中国博士学位论文全文数据库 前10条

1 徐爽;化学物质对土壤团聚体稳定性及其它物理性状的影响[D];西北农林科技大学;2015年

2 於修龄;土壤团聚体/铁锰结核的三维结构、形成过程及其环境意义[D];浙江大学;2015年

3 赵冬;黄土丘陵区植被恢复过程土壤团聚体结构演变特征及其量化表征[D];中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心;2017年

4 罗红燕;土壤团聚体中微生物群落的空间分布及其对耕作的响应[D];西南大学;2009年

5 毛艳玲;土地利用变化对土壤团聚体碳组分的影响[D];福建师范大学;2008年

6 郑红;东北温带土地利用变化对土壤团聚体稳定性及有机碳组分的影响[D];东北林业大学;2014年

7 刘恩科;不同施肥制度土壤团聚体微生物学特性及其与土壤肥力的关系[D];中国农业科学院;2007年

8 文倩;半干旱荒漠化地区不同土地利用方式下土壤团聚体微生物量与群落功能特性分析[D];中国农业大学;2004年

9 郭志彬;半干旱黄土高原地区不同干预方式下撂荒地演替植被生物量与土壤物化性质变化[D];兰州大学;2010年

10 尹宁宁;矿区复垦土壤团聚体和有机碳动态变化的作用机制研究[D];中国矿业大学;2017年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 殷涛;保护性耕作农田土壤团聚体固碳机制研究[D];中国农业科学院;2015年

2 孙娇;黄土丘陵区植被恢复下土壤团聚体稳定性及其化学计量特征[D];西北农林科技大学;2015年

3 米会珍;生物炭对旱作农田土壤团聚体碳氮分布的影响[D];西北农林科技大学;2015年

4 徐灿;基于分形维的土壤团聚体稳定性评价及其与可蚀性的关系[D];长江科学院;2015年

5 陈高起;典型岩溶区不同植被覆盖类型下土壤团聚体有机碳、氮特征研究[D];西南大学;2015年

6 张耀方;子午岭林区不同胶结物质类型的土壤团聚体结构特征[D];中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）;2015年

7 朱姝;秸秆深还对土壤团聚体中腐殖质组成与结构特征的影响[D];吉林农业大学;2015年

8 温小辉;施肥对土壤团聚体胡敏酸数量和结构特征的影响[D];吉林农业大学;2015年

9 许建林;利用超声波测量土壤团聚体稳定性的关键技术研究[D];西北农林科技大学;2015年

10 王翠翠;水土流失治理对土壤水文物理特性的影响[D];东北农业大学;2015年

，

本文编号：1486823