恩施典型烟田生态系统碳收支特征研究
本文关键词：恩施典型烟田生态系统碳收支特征研究，，由笔耕文化传播整理发布。
【摘要】：农田生态系统碳收支研究已成为目前关注的热点问题,烟草作为一种重要的经济作物,烟草的垄作、施肥及其阶段性采收特征使其生态系统的碳收支具有特殊性,而关于烟田生态系统碳收支方面的研究少见报道。为探讨烟田生态系统的碳收支状况,本试验采用静态箱法研究了烟田生态系统在烟草不同生育时期CO2通量的日变化规律,同时研究了不同施肥处理下烟草生长期土壤呼吸变化特征及其影响因素,并估算了生态系统CO2日收支,根系呼吸占土壤呼吸的比例和烟田生态系统碳收支。主要结果如下所示:(1)烟田生态系统CO2通量在烟草团棵期、旺长期、平顶期和采收期均有明显的日变化特征,通量变化呈“U”型分布,白天均以吸收CO2为主,吸收峰值出现在12:00左右,夜间系统主要为排放CO2,采收结束后,生态系统全天表现为排放CO2。不同生育时期生态系统CO2通量范围不同,平顶期CO2通量日变化范围最大,为㧟2419.48~594.82 mg·m-2·h-1。(2)不施肥(CK)、施化肥(NPK)和化肥配施有机肥(NPKOM,有机氮替代30%化学氮)3种处理下烟田垄体土壤呼吸呈明显的“M”型变化,两个峰值分别出现在移栽后第81 d和第107 d,NPK和NPKOM处理较CK处理可以显著增大烟草生长期(还苗期除外)垄体土壤呼吸速率,且两种施肥处理间无显著差异。(3)烟草生长期,垄体土壤呼吸变化主要受土壤温度和根系生物量的影响,而与土壤湿度的相关性不显著。土壤5 cm和10 cm地温可以分别解释土壤呼吸速率变化的60.4%~67.6%和67.9%~76.1%。而且土壤呼吸的温度敏感性(Q10)随施肥和土壤深度的增加而增加。烟苗移栽后至平顶期,垄体土壤呼吸速率随根系生物量的增加而增大,而采收期垄体土壤呼吸主要受土壤温度的影响。整个烟草生长期,垄体土壤微生物呼吸和垄间土壤呼吸变化主要受土壤温度的影响,5 cm和10 cm地温可以分别解释其速率变化的41.2%~71.0%和65.1%~77.1%。(4)团棵期、旺长期、平顶期、采收期净生态系统CO2日交换量(NEE)分别为:㧟1.87 g·m-2·d-1、㧟3.19 g·m-2·d-1、㧟15.71 g·m-2·d-1、㧟4.98 g·m-2·d-1,其中平顶期最高,团棵期最低,这四个生育时期均表现为碳汇,采收结束后,CO2日净交换量为2.75 g·m-2·d-1,即表现为碳源。(5)整个烟草生长期,CK、NPK和NPKOM处理下垄体土壤呼吸累计碳释放量分别为294.17 C g·m-2、466.40 C g·m-2和449.11 C g·m-2,NPK和NPKOM处理显著大于CK处理,且两种处理间无显著差异。CK、NPK和NPKOM处理下根系呼吸占垄体土壤总呼吸的比例分别为45.1%、47.8%和42.8%,烟田净生态系统生产力(NEP)均为正值,分别为1131.83 C kg·hm-2、1736.97 C kg·hm-2和1535.74 C kg·hm-2,均表现为碳汇。与对照相比,施化肥和化肥配施有机肥可以显著增加烟田生态系统碳收支。
【关键词】：烟田生态系统 施肥 土壤呼吸 碳收支 根系呼吸
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S572;S181
【目录】：
- 附件3-6
- 摘要6-7
- Abstract7-11
- 第一章 引言11-17
- 1.1 农田生态系统碳循环11
- 1.2 农田生态系统CO_2通量变化11-12
- 1.3 农田土壤呼吸变化12-15
- 1.3.1 农田土壤呼吸通量的变化特征12-13
- 1.3.2 农田土壤呼吸的影响因素13-14
- 1.3.3 土壤呼吸组分研究14-15
- 1.4 农田生态系统碳收支研究15
- 1.4.1 不同生育时期农田日碳收支15
- 1.4.2 生长期农田碳汇强度15
- 1.5 研究的目的与意义15-17
- 第二章 材料与方法17-21
- 2.1 试验点概况17
- 2.2 试验设计17
- 2.2.1 烟田生态系统CO_2通量变化特征17
- 2.2.2 不同施肥处理下烟草生长期土壤呼吸特征与碳收支17
- 2.3 采样箱的设计和测定指标17-19
- 2.3.1 采样箱的设计17-18
- 2.3.2 生态系统CO_2通量的测定18
- 2.3.3 土壤呼吸组分的分离测定18
- 2.3.4 土壤呼吸及其组分的测定18-19
- 2.3.5 烟草样品的采集和分析19
- 2.4 数据的处理与分析19-21
- 2.4.1 CO_2通量的计算19
- 2.4.2 CO_2通量与温度的相关性分析19
- 2.4.3 生长期土壤累计呼吸量的估算19
- 2.4.4 烟田生态系统碳收支的估算19-21
- 第三章 结果与分析21-32
- 3.1 烟田生态系统CO_2通量变化特征及对环境因素的响应21-23
- 3.1.1 垄体-烟株系统CO_2通量日变化特征21
- 3.1.2 夜间垄体-烟株系统呼吸对温度的响应21-22
- 3.1.3 垄间土壤CO_2通量日变化特征22
- 3.1.4 垄间土壤呼吸对土壤温湿度的响应22-23
- 3.1.5 不同生育时期烟田生态系统CO_2通量日变化特征23
- 3.2 不同施肥处理下烟草生长动态与固定碳量23-25
- 3.2.1 烟草地上部生长动态23-24
- 3.2.2 烟草地下部生长动态24
- 3.2.3 烟草固定碳量24-25
- 3.3 不同施肥处理下烟草生长期土壤呼吸动态及影响因素25-30
- 3.3.1 垄体土壤呼吸动态25-26
- 3.3.2 垄体土壤微生物呼吸动态26-27
- 3.3.3 根系呼吸对土壤呼吸贡献率的变化27
- 3.3.4 垄间土壤呼吸动态27-28
- 3.3.5 土壤呼吸的影响因素28-30
- 3.4 烟田生态系统碳收支的估算30-32
- 3.4.1 不同生育时期日碳收支估算30
- 3.4.2 不同施肥处理下烟草生长期碳收支估算30-32
- 第四章 讨论32-36
- 4.1 烟田生态系统CO_2通量变化特征32-33
- 4.1.1 CO_2通量的日变化32
- 4.1.2 CO_2通量的生育时期变化32-33
- 4.2 烟田土壤呼吸的影响因素33-34
- 4.2.1 施肥对土壤呼吸的影响33
- 4.2.2 土壤温度和湿度对土壤呼吸的影响33-34
- 4.2.3 根系生物量对土壤呼吸的影响34
- 4.3 根系呼吸对土壤呼吸的贡献率34
- 4.4 烟田生态系统的碳收支估算34-35
- 4.5 烟田生态系统的固碳减排策略35-36
- 第五章 全文结论36-37
- 参考文献37-43
- 致谢43-44
- 作者简历44
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 严俊霞;李洪建;尤龙凤;;玉米农田土壤呼吸与环境因子的关系研究[J];干旱区资源与环境;2010年03期
2 刘博;黄高宝;高亚琴;李卿沛;黄涛;;免耕对旱地春小麦成熟期CO_2和N_2O排放日变化的影响[J];甘肃农业大学学报;2010年01期
3 宋涛;王跃思;赵晓松;宋长春;石立庆;王盘兴;黄耀;;三江平原农田夜间呼吸的涡度相关法和箱法观测比对[J];环境科学;2007年08期
4 梁涛;李荣平;吴航;刘景利;史奎桥;张兵兵;常松;;玉米农田生态系统CO_2通量的动态变化[J];气象与环境学报;2012年03期
5 张俊丽;廖允成;曾爱;刘杨;林杰;王永平;;不同施氮水平下旱作玉米田土壤呼吸速率与土壤水热关系[J];农业环境科学学报;2013年07期
6 江国福;刘畅;李金全;程浩;方长明;;中国农田土壤呼吸速率及驱动因子[J];中国科学:生命科学;2014年07期
7 潘根兴;;中国土壤有机碳库及其演变与应对气候变化[J];气候变化研究进展;2008年05期
8 蔡艳;丁维新;蔡祖聪;;土壤-玉米系统中土壤呼吸强度及各组分贡献[J];生态学报;2006年12期
9 邓爱娟;申双和;张雪松;李永秀;谢轶嵩;;华北平原地区麦田土壤呼吸特征[J];生态学杂志;2009年11期
10 吴会军;蔡典雄;;土壤呼吸组分测定技术与农田管理措施影响的研究进展[J];中国土壤与肥料;2010年06期
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 张前兵;干旱区不同管理措施下绿洲棉田土壤呼吸及碳平衡研究[D];石河子大学;2013年
2 张赛;不同耕作模式下“小麦/玉米/大豆”套作农田碳平衡特征研究[D];西南大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 王树键;恩施烟区典型烟田生态系统CO_2通量变化及影响因子研究[D];中国农业科学院;2013年
本文关键词：恩施典型烟田生态系统碳收支特征研究，由笔耕文化传播整理发布。
本文编号：344814
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