發(fā)布時間：2020-08-12 09:48

【摘要】：我國森林大多分布在山地、丘陵地區(qū),這導(dǎo)致了森林土壤溫室氣體通量常常因地形不同而呈現(xiàn)不同的時空變異�？臻g尺度上,坡位間環(huán)境因子的變化是溫室氣體通量產(chǎn)生差異的主要原因。本研究在秦嶺火地塘天然次生油松林內(nèi)從上到下選取四個坡位,以野外樣地各坡位土壤孔隙充水率(WFPS)在一年間的變動范圍為依據(jù),設(shè)置低、中、高三個水分梯度,監(jiān)測三種水分梯度下各坡位土壤溫室氣體通量在培養(yǎng)周期內(nèi)(6、12、24、48、72h)的變化趨勢,并采用乙炔抑制法,對不同水分梯度下的各坡位土壤反硝化勢進(jìn)行測定,結(jié)果發(fā)現(xiàn):(1)同一坡位內(nèi),上坡位土壤在中等水分處理條件下達(dá)到CO_2排放最大值(579.45±24.24μg·g~(-1)),且各水分處理組間存在顯著差異(P0.05);中坡位土壤CO_2排放量隨WFPS的增大而增大,高水分處理組的CO_2排放量(360.13±31.79μg·g~(-1))顯著大于其余處理組(P0.05)。不同坡位間,高水分條件下,上坡位土壤CO_2排放量顯著大于其余坡位(P0.05)。整體而言,中、下坡位CO_2排放速率隨著培養(yǎng)時間的增加而減小,但上坡位、中上坡位土壤可溶性有機(jī)碳含量會隨著培養(yǎng)時間的增加而增加,因而在培養(yǎng)中后期,上、中上坡位會出現(xiàn)小幅的CO_2排放速率上升現(xiàn)象。(2)高水分條件下,反硝化作用是土壤產(chǎn)生N_2O的主要方式,當(dāng)土壤硝態(tài)氮含量不足時,反硝化細(xì)菌產(chǎn)生N_2O的速率隨著培養(yǎng)時間的增加而減弱,但N_2O向N_2還原的速率不受影響,因而可能出現(xiàn)N_2O吸收的現(xiàn)象。同一坡位內(nèi),高水分處理組的N_2O排放量均顯著大于低、中等水分處理組(P0.05);不同坡位間,中坡位土壤的N_2O排放量(4069.88±257.90μg·g~(-1))顯著高于其余坡位(P0.05)。低、中等水分條件下,硝化作用是土壤產(chǎn)生N_2O的主要方式。同一坡位內(nèi),低、中水分處理組的N_2O排放量不存在顯著差異;不同坡位間,下坡位的N_2O排放量(46.98±35.18μg·g~(-1)、36.27±29.16μg·g~(-1))最高,中坡位N_2O排放量(17.85±0.79μg·g~(-1)、17.07±0.57μg·g~(-1))最小。(3)同一坡位內(nèi),各水分處理組的CH_4排放量不存在顯著性差異(P0.05);不同坡位間,高水分狀況下中坡位土壤的CH_4排放量顯著低于上坡位土壤(P0.05)。培養(yǎng)初期,容器內(nèi)水分分布不均是導(dǎo)致各坡位土壤在前期排放CH_4的主要原因,培養(yǎng)后期水分分布均勻,激活了甲烷氧化菌活性,同時容器內(nèi)CO_2濃度升高導(dǎo)致土壤酸性增強(qiáng),抑制了甲烷生成菌活性,出現(xiàn)CH_4吸收的現(xiàn)象�？傮w來說,低、中等水分條件下,各坡位N_2O排放量無顯著差異,上坡位土壤CO_2排放量最大;高水分條件下,NO_3~-含量不足可能會誘導(dǎo)產(chǎn)生N_2O吸收現(xiàn)象;各水分條件下的CH_4排放量不存在顯著性差異。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S714
【圖文】：

培養(yǎng)實驗本研究中，培養(yǎng)實驗與乙炔抑制實驗同時于 2017 年 11 月展開。具體方法如（1）將土樣從 4℃的冷藏柜中取出進(jìn)行室內(nèi)風(fēng)干，風(fēng)干后分別稱取各坡位土個重復(fù)），用烘干法測定風(fēng)干后土樣的含水量。（2）再次稱取各坡位風(fēng)干后土樣 20g 于 250ml 錐形瓶內(nèi)，每個坡位 18 個重（3）根據(jù)風(fēng)干后土樣的含水量，向錐形瓶內(nèi)滴加不等量的去離子水，使所有壤孔隙充水率達(dá)到 30%的預(yù)設(shè)值。（4）蓋上橡膠塞，將錐形瓶放置在 25℃恒溫的人工氣候箱內(nèi)預(yù)培養(yǎng) 7 天，預(yù)每天稱量錐形瓶重量，若重量減少，則補(bǔ)加水分。注：預(yù)培養(yǎng)階段，為保證瓶體交換，瓶塞上的三通閥為打開狀態(tài)。（5）預(yù)培養(yǎng)結(jié)束后按坡位將所有錐形瓶進(jìn)行分組，每個坡位 18 個重復(fù)，再從隨機(jī)挑選 9 個重復(fù)作為培養(yǎng)組，將其分為低、中、高三個水分梯度，每一梯度重復(fù)。注：實驗中的水分梯度依據(jù)野外條件下各坡位的土壤孔隙充水率在一年內(nèi)的變設(shè)定，故不同的坡位，水分梯度各不相同。（圖 2-1，表 2-1）

%與 WFPS 90%處理組 CO2排放速率的變化趨勢較為一致（圖3-1）：二者均在第 24 小時出現(xiàn) CO2排放速率最小值，分別為5.27 μg·g-1·h-1，4.53 μg·g-1·h-1；第 48 小時出現(xiàn) CO2排放速率的小幅回升，但到實驗?zāi)┢冢?8-72h），CO2排放速率再次下降。當(dāng) WFPS 為 30%時，從培養(yǎng)開始至結(jié)束，土壤 CO2排放速率持續(xù)下降，并在第 72 小時達(dá)到 CO2排放速率最小值 1.03 μg·g-1·h-1。上坡位土壤在各水分梯度下的 CO2排放量大小依次為：WFPS 60%（579.45 ± 24.24 μg·g-1）＞W(wǎng)FPS 90%（485.13 ± 72.07μg·g-1）＞W(wǎng)FPS 30%（154.17 ± 17.57 μg·g-1），且各水分處理組之間存在顯著差異（P＜0.05）（圖 3-1

出現(xiàn)（0.40μg·g-1·h-1）。總體來說，上坡位土壤在各水分梯度下均是 N2O 的排放源排放量大小依次為 WFPS 90%（134.97 ± 37.97 μg·g-1）＞W(wǎng)FPS 30%（27.44 ± 1.74 μ＞W(wǎng)FPS 60%（20.28 ± 6.01 μg·g-1）。WFPS 90%處理組的土壤 N2O 排放量分別與 30%、WFPS 60%處理組存在顯著性差異（P＜0.05）（表 3-1）。

【參考文獻(xiàn)】

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1 王穎;王傳寬;傅民杰;劉實;王興昌;;四種溫帶森林土壤氧化亞氮通量及其影響因子[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2009年05期

2 劉玲玲;劉允芬;溫學(xué)發(fā);王迎紅;;千煙洲紅壤丘陵區(qū)人工針葉林土壤CH_4排放通量[J];植物生態(tài)學(xué)報;2008年02期

3 李海防;夏漢平;熊燕梅;張杏鋒;;土壤溫室氣體產(chǎn)生與排放影響因素研究進(jìn)展[J];生態(tài)環(huán)境;2007年06期

4 王重陽;鄭靖;顧江新;史奕;陳欣;;下遼河平原大豆田CO_2和N_2O排放通量及相關(guān)影響因素研究[J];土壤;2006年06期

5 侯琳;雷瑞德;王得祥;蘇子友;;森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸研究進(jìn)展[J];土壤通報;2006年03期

6 張麗華,宋長春,王德宣;沼澤濕地CO_2、CH_4、N_2O排放對氮輸入的響應(yīng)[J];環(huán)境科學(xué)學(xué)報;2005年08期

7 王連峰,蔡祖聰;水分和溫度對旱地紅壤硝化活力和反硝化活力的影響[J];土壤;2004年05期

8 馮虎元,程國棟,安黎哲;微生物介導(dǎo)的土壤甲烷循環(huán)及全球變化研究[J];冰川凍土;2004年04期

9 王躍思,薛敏,黃耀,劉廣仁,王明星,紀(jì)寶明;內(nèi)蒙古天然與放牧草原溫室氣體排放研究[J];應(yīng)用生態(tài)學(xué)報;2003年03期

10 李淑芬,俞元春,何晟;土壤溶解有機(jī)碳的研究進(jìn)展[J];土壤與環(huán)境;2002年04期

本文編號：2790374