【摘要】：黃土高原是我國(guó)水土流失最為嚴(yán)重的地區(qū),經(jīng)過(guò)近50年的植被恢復(fù),水土流失治理取得顯著效果。隨著水土流失的遏制,植被恢復(fù)的土壤效應(yīng)及其碳匯功能逐漸成為該區(qū)生態(tài)環(huán)境建設(shè)迫切需要認(rèn)識(shí)的科學(xué)問(wèn)題。本研究以黃土高原不同年限典型退耕模式下土壤為研究對(duì)象,分析不同退耕模式下土壤及其團(tuán)聚體碳氮的分布,獲得團(tuán)聚體碳氮在農(nóng)地退耕過(guò)程中的分布特征,揭示土壤有機(jī)碳氮庫(kù)對(duì)植被、退耕年限的動(dòng)態(tài)變化,為準(zhǔn)確評(píng)價(jià)退耕地土壤碳匯功能提供理論依據(jù),并為認(rèn)識(shí)以土壤有機(jī)碳循環(huán)過(guò)程主導(dǎo)的陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)與氣候系統(tǒng)反饋?zhàn)饔玫於ɑA(chǔ)。主要研究結(jié)論如下:(1)黃土高原農(nóng)地退耕可以增加團(tuán)聚體的穩(wěn)定性,改善土壤結(jié)構(gòu)。黃土高原農(nóng)地退耕后可以增加土壤MWD和MGD,提高0.25 mm團(tuán)聚體含量,且MWD和MGD均與0.25 mm團(tuán)聚體含量呈顯著正相關(guān)。黃土高原不同植被類型土壤pH均表現(xiàn)為0-10 cm土層低于10-20 cm土層。水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶土壤pH高于8,退耕對(duì)土壤pH影響不顯著;退耕刺槐林地土壤pH表現(xiàn)出時(shí)空變異性。黃土高原不同植被類型土壤容重均表現(xiàn)為0-10 cm土層低于10-20 cm土層。水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶土壤容重較大,為1.28-1.53 g·cm-3,退耕對(duì)土壤容重影響不顯著。退耕刺槐林地土壤容重在不同地點(diǎn)變化不同。在延安、富縣、永壽、扶風(fēng)農(nóng)地退耕種植刺槐可以降低土壤容重,而彬縣農(nóng)地退耕種植刺槐后土壤容重增加。(2)黃土高原水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶不同退耕模式均能提高0-10 cm土層土壤有機(jī)碳和全氮含量,但效果受退耕年限的影響。與相鄰未退耕農(nóng)地相比,退耕后自然恢復(fù)草地在演替10年時(shí)0-10 cm土層土壤有機(jī)碳和全氮含量不受影響,而在演替20年時(shí)顯著增加;退耕種植苜蓿后0-10 cm土層土壤有機(jī)碳和全氮含量分別增加52%-83%和43%-67%,其儲(chǔ)量的增加速率分別為0.17-0.46和0.015-0.043 Mg·ha-1·a-1,但不同退耕年限間差異不顯著;退耕后種植檸條前20年土壤有機(jī)碳和全氮含量增加較多,退耕40年時(shí)增加量有所降低。農(nóng)地退耕后種植檸條、苜蓿在研究時(shí)段內(nèi)其固存碳、氮的能力要優(yōu)于退耕后自然恢復(fù)草地,然而由于受土壤水分條件的限制和自身高耗水的特性,這兩種退耕模式有可能不具備長(zhǎng)期的增碳、增氮能力。(3)黃土高原農(nóng)地退耕種植刺槐均不同程度提高0-10 cm土層土壤有機(jī)碳、全氮的含量與儲(chǔ)量,增加幅度在永壽最高,在彬縣最低;與相鄰未退耕農(nóng)地相比,10-20 cm土層土壤碳氮在延安、富縣顯著增加,在永壽、扶風(fēng)無(wú)顯著變化,而在彬縣明顯減少;刺槐林地0-10 cm土層土壤碳氮含量為10-20 cm的1.4-2.8倍。不同地點(diǎn)退耕刺槐林地土壤碳氮變化隨退耕年限的變化不同,存在一定的時(shí)空變異性。(4)黃土高原農(nóng)地退耕可以增加土壤團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮的含量與儲(chǔ)量,在0-10cm土層的增加要優(yōu)于10-20 cm土層。不同地點(diǎn)不同退耕模式土壤團(tuán)聚體碳氮隨退耕年限的變化不同。自然演替草地首先0.25 mm團(tuán)聚體碳氮增加,隨著草地的逐漸恢復(fù),0.25-0.053 mm和0.053 mm團(tuán)聚體碳氮也相應(yīng)增加;由于自身高耗水的特性,檸條林地在前20年各粒徑團(tuán)聚體碳氮均顯著增加,而到40年時(shí)減少,苜蓿地各粒徑團(tuán)聚體碳氮隨退耕年限波動(dòng)變化。彬縣退耕刺槐林地團(tuán)聚體碳氮隨退耕年限無(wú)變化;延安隨退耕年限的延長(zhǎng),0.25 mm和0.25-0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量增加,而0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量減少;富縣0.25 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量隨退耕年限無(wú)變化,0.25-0.053 mm和0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量隨退耕年限的增加而增加;永壽0.25 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量隨退耕年限的增加而顯著增加,而0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量隨退耕年限的增加而逐漸減少;扶風(fēng)0.25 mm和0.25-0.053 mm團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量隨退耕年限的增加而顯著增加。黃土高原富縣、彬縣、永壽、扶風(fēng)退耕刺槐林地團(tuán)聚體有機(jī)碳和全氮含量及儲(chǔ)量主要集中在0.25 mm團(tuán)聚體內(nèi);而水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶三種退耕模式及延安退耕刺槐林地土壤有機(jī)碳和全氮儲(chǔ)量則主要集中于0.25 mm和0.25-0.053 mm團(tuán)聚體內(nèi)。(5)黃土高原退耕地土壤碳氮分布與團(tuán)聚體及團(tuán)聚體碳氮分布密切相關(guān)。水蝕風(fēng)蝕交錯(cuò)帶三種退耕模式及延安退耕刺槐林地由于土壤0.25-0.053 mm團(tuán)聚體數(shù)量和0.25mm團(tuán)聚體碳氮含量占原土壤的主導(dǎo)地位,共同決定了土壤團(tuán)聚體碳氮儲(chǔ)量主要集中在0.25 mm和0.25-0.053 mm團(tuán)聚體內(nèi)。而富縣、彬縣、永壽、扶風(fēng)退耕刺槐林地則是由于0.25 mm團(tuán)聚體數(shù)量和0.25 mm團(tuán)聚體碳氮含量均占據(jù)絕對(duì)優(yōu)勢(shì),導(dǎo)致土壤團(tuán)聚體碳氮儲(chǔ)量主要集中在0.25 mm團(tuán)聚體內(nèi)。
[Abstract]:......
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S714

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2278219