碱化草地开垦对土壤碳库储量的影响

发布时间：2017-11-11 11:00

  本文关键词：碱化草地开垦对土壤碳库储量的影响

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【摘要】：土地利用变化是人类活动影响自然生态系统最直接、最普遍和最深刻的因素,在草地生态系统中,土地利用变化会改变地表光的反射率,影响植被的物种多样性和生产力,进而影响到土壤碳库的动态变化。因此,准确评估土地利用变化对草地生态系统碳库储量及其组分动态变化的影响显得尤为重要,同时也有助于预测全球气候变化与草地生态系统之间的反馈关系以及草地资源的可持续利用。然而,目前在土壤碳库的研究中,大多关注的是土壤有机碳库的动态变化,而忽略了土壤无机碳库的动态变化,尤其是在土壤无机碳库占主导地位的干旱和半干旱区地区。本研究以松嫩平原南部一组长期的草地开垦序列(天然草地、开垦1年、7年、17年和24年的耕地)为研究对象,应用等体积计算法和等质量计算法,分析了碱化草地开垦对0-100 cm土层土壤全碳储量、有机碳库储量和无机碳库储量的影响,并探讨了部分土壤理化指标(p H、电导率和容重)与土壤有机碳和无机碳含量的相关性,得出如下结论:(1)长期开垦降低了土壤有机碳的含量,而提高了土壤无机碳的含量。与天然草地相比,开垦1年、7年、17年和24年耕地0-100 cm土层的土壤有机碳含量分别减少了10.43%、17.26%、5.95%和11.22%,而无机碳含量分别增加了27.0%、30.3%、23.77%和28.81%。(2)等体积计算法的结果表明,草地开垦导致0-100 cm土层土壤有机碳储量以3.63 Mg C ha-1 y-1的速率下降,而无机碳储量则以0.53 Mg C ha-1 y-1的速率上升。与自然草地相比,开垦1年、7年、17年和24年耕地0-100 cm土层的土壤有机碳储量分别下降了8.6、11.4、14.1和15.4 Mg C ha-1,而土壤无机碳储量分别增加了12.9、20.5、4.7和6.8 Mg C ha-1。土壤全碳储量则由于受到土壤有机碳储量和无机碳储量的综合影响,而表现出先增加后降低的变化趋势。(3)等质量计算法的结果同样表明,草地开垦对0-100 cm土层土壤有机碳储量的影响不大,而对无机碳储量具有较大影响。与自然草地相比,虽然开垦7年、17年和24年耕地0-100cm土层的土壤有机碳储量分别下降了6.78、3.98和1.04 Mg C ha-1,但各处理间没有显著差异;而开垦1年、7年、17年和24年耕地的土壤无机碳储量分别增加了38.63、30.80、31.82和44.31 Mg C ha-1,耕地土壤碳储量显著高于自然草地。土壤无机碳储量的增加弥补了土壤有机碳储量的下降,从而导致土壤全碳储量以7.30 Mg C ha-1 y-1的速率再持续增加。(4)等质量法计算土壤碳库储量要高于等体积法计算的土壤碳库储量,与等体积计算法得出的结果相比,开垦1年、7年、17年和24年耕地0-100 cm土层的土壤有机碳储量分别增加了11.4、4.7、10.2和14.4 Mg C ha-1;而开垦1年、开垦7年、开垦17年和开垦24年耕地的土壤无机碳储量分别增加了25.8、10.4、27.2和37.6 Mg C ha-1。同时,土壤碳库的变化速率也发生了明显的变化。与等体积计算法得出的结果相比,应用等质量法估算的0-100cm土层土壤有机碳储量的损失速率下降了2.75 Mg C ha-1 yr-1;而土壤无机碳的截获速率则增加了7.65 Mg C ha-1 yr-1。应用这两种估算方法得出的结果出现差别的原因主要是由土壤容重的变化引起的。(5)土壤容重和土壤电导率是影响土壤有机碳和无机碳含量变化的重要原因。本文的研究结果表明,土壤有机碳含量与土壤容重和电导率呈显著的负相关关系(P0.001),与土壤p H相关关系不显著;土壤无机碳含量则与土壤容重、电导率和土壤p H值呈显著的正相关关系(P0.05)。
【学位授予单位】：新疆农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812.2

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本文编号：1171075