侵蝕和沉積部位土壤呼吸變化特征及其影響因素
本文選題:侵蝕部位 切入點:沉積部位 出處:《西北農(nóng)林科技大學》2017年碩士論文 論文類型:學位論文
【摘要】:土壤呼吸是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分,通過土壤呼吸向大氣排放的CO_2量約占整個生態(tài)系統(tǒng)的70%,其微小的波動就會引起大氣CO_2濃度的變化。盡管土壤呼吸已有大量的報道,但侵蝕和沉積條件下土壤呼吸的變化特征及其影響因素尚不清楚。地球上超過60%的陸地面積是8°的坡地,侵蝕和沉積是地表頻繁發(fā)生物質(zhì)運動過程。研究侵蝕和沉積條件下土壤呼吸變化對準確評估陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)具有重要意義。黃土高原地形復(fù)雜、坡度變化劇烈,是研究侵蝕-沉積條件下土壤呼吸變化的典型地區(qū)。依托“陜西長武農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)國家野外科學觀測研究站”(簡稱“長武站”),設(shè)置梯度試驗(5°、10°和20°),各處理包括侵蝕和沉積部位兩部分,共4個重復(fù)。該研究利用土壤碳通量測量系統(tǒng)LI-8100(LI-COR,Linc°ln,NE,USA)和土壤溫度及水分數(shù)據(jù)采集器(EM50,DECAGON,USA),測定侵蝕和沉積部位的土壤呼吸速率、土壤水分和土壤溫度。次降雨結(jié)束后采集徑流和泥沙,定期采取土樣測定土壤有機碳(SOC)、微生物量碳(MBC)、可溶性碳(DOC)等。主要試驗結(jié)果:(1)沉積部位土壤呼吸速率高于侵蝕部位,且隨坡度增大侵蝕和沉積部位間的差異增大,沉積部位較侵蝕部位提高幅度為17.9%~57.7%,10°和20°差異顯著(P0.05)。侵蝕部位土壤呼吸隨坡度變化呈現(xiàn):5°10°20°,相比5°,10°和20°侵蝕區(qū)土壤呼吸顯著降低12%和26.1%(P0.05)。相反,沉積部位土壤呼吸隨坡度增大表現(xiàn)為:5°10°20°,10°和20°較5°分別增大1.8%和6%,各坡度間差異均不顯著(P0.05)。隨坡度增大,侵蝕與沉積部位土壤呼吸總量呈遞減趨(5°:3349.40g.C.y-110°:3089.44g.C.y-120°:2969.63g.C.y-1)。(2)沉積部位土壤水分含量較侵蝕部位顯著升高8.7%~28.6%(P0.05)。侵蝕部位土壤水分隨坡度增大顯著下降,而沉積部位隨之顯著升高。侵蝕和沉積部位之間以及不同坡度間的土壤溫度差異均較小。(3)沉積部位MBC較侵蝕部位高6.5%~49.8%,隨坡度增大侵蝕和沉積部位之間的差異越大。侵蝕部位MBC隨坡度變化不大,而沉積部位MBC在各坡度之間差異顯著(P0.05),且隨坡度增大MBC含量上升,與5°相比,10°和20°提高28.9%和41.0%。SOC和DOC與MBC呈現(xiàn)類似的規(guī)律。與MBC不同,5°侵蝕部位SOC含量高于沉積部位,且侵蝕部位不同坡度間差異顯著(P0.05),而DOC含量在侵蝕和沉積部位之間以及不同坡度間差異均不顯著(P0.05)。(4)土壤呼吸與土壤水分具有極其顯著的一元二次相關(guān)性(P0.0001),徑流與侵蝕和沉積部位土壤水分變化密切相關(guān);底物與土壤呼吸明顯相關(guān),隨SOC和MBC含量增大,土壤呼吸呈升高趨勢,泥沙遷移是導(dǎo)致底物(SOC、MBC)在侵蝕、沉積部位差異的驅(qū)動力;土壤呼吸與土壤溫度具有顯著的指數(shù)相關(guān)性,與DOC顯著相關(guān),但侵蝕與沉積間土壤呼吸的差異與溫度和DOC無關(guān)。上述研究結(jié)果表明,徑流和泥沙在侵蝕和沉積部位的重新分布引起土壤水分和底物空間變異,這是導(dǎo)致土壤呼吸在侵蝕與沉積部位變化的重要因素。同時,隨侵蝕-沉積強度增大,土壤呼吸總量下降,侵蝕-沉積有助于降低陸地表面土壤CO_2通量。
[Abstract]:......
【學位授予單位】:西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】:碩士
【學位授予年份】:2017
【分類號】:S157;S154
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,本文編號:1635914
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