發(fā)布時間：2017-08-24 15:27

  本文關(guān)鍵詞：大興安嶺西坡森林土壤黑碳的分布特征與測定方法研究

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【摘要】：森林土壤黑碳研究對森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫和碳匯功能評價有重要意義。我國大興安嶺北部寒溫帶針葉林區(qū)和西坡森林草原過渡區(qū)作為林火強烈干擾的區(qū)域,其土壤黑碳需要特別關(guān)注。本文選取大興安嶺西坡森林草原過渡區(qū)(灰色森林土區(qū))為對象,通過對稱樣地采樣獲取土壤樣品,采用國內(nèi)外常用的HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法分離和測定土壤黑碳,系統(tǒng)研究了該區(qū)土壤黑碳的總體數(shù)量特征和地域性分布規(guī)律。同時,針對大興安嶺林區(qū)土壤黑碳主要以顆粒木炭(炭屑)形態(tài)存在、土壤風化程度淺、黏土礦物含量低的特點,以國內(nèi)外常用的HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法為參照,通過設(shè)計不同的酸處理方案,研究了酸處理過程對土壤黑碳測定結(jié)果的影響,探討了大幅度簡化實驗步驟的可行性。所得主要結(jié)果如下：(1)土壤黑碳的總體數(shù)量和分布特征研究區(qū)土壤黑碳含量范圍為2.10-16.71 g·kg-1,不同土層間差異很大。土壤黑碳含量在表層最高,隨土層加深向下逐漸遞減。0-40cm土層黑碳儲量占剖面黑碳儲量的80%以上,表聚特征明顯。土壤黑碳占總有機碳的比率(BC/SOC)大致在15%-25%之間,隨著土壤深度而增加。土壤BC含量與土壤總有機碳SOC含量成極顯著正相關(guān)。暗灰色森林土各土層黑碳含量大都顯著高于灰色森林土；而各土層及全剖面黑碳密度均高于灰色森林土,不過,二者各土層BC/SOC比率均無顯著差異。灰色森林土和暗灰色森林土下坡位各土層黑碳含量均高于上坡位相應(yīng)土層�；疑滞�、暗灰色森林土下坡位各土層及全剖面黑碳密度均顯著高于上坡位�；疑滞辽�、下坡位BC密度的差異程度要大于暗灰色森林土�；疑滞�、暗灰色森林土下坡位各土層BC/SOC比率均顯著高于上坡位。由于暗灰色森林土基本上分布在陰坡,所以坡向差異僅涉及灰色森林土一個亞類�；疑滞陵幤赂魍翆雍谔己烤械陀陉柶碌内厔�,其中10-20、20-40cm土層達顯著水平。陰坡各土層BC/SOC比率、黑碳密度大都低于陽坡。(2)土壤黑碳的測定方法HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法是國內(nèi)外常用的分離、測定土壤黑碳的方法,但該方法步驟復(fù)雜,耗時、費力,且在實驗過程中多次離心清洗很容易造成誤差。研究發(fā)現(xiàn),對大興安嶺西坡森林土壤而言,將HF/HCl酸處理看做一個整體過程時,省略酸處理測得的黑碳含量高于常規(guī)酸處理；但兩種方案測得數(shù)值差異并不顯著,再考慮到增加實驗步驟,不僅造成試劑和時間浪費,還會增大實驗誤差,所以相對而言省略HF/HCl酸處理過程直接用重鉻酸鉀氧化法分離、測定土壤黑碳似乎更可取。將三種表層土樣用七種HF/HCl酸處理方案分離和測定黑碳,比較各個方案之間的差異,發(fā)現(xiàn)酸處理各步驟存在很大的變異性,省略酸處理測定值相對于酸處理測定值的變異較小,適合在判定不同地區(qū)黑碳規(guī)律時使用。而在省略HF/HCl酸處理過程情況下,與適宜的氧化劑濃度(0.1M K2Cr2O7/2M H2SO4, v:v=1:1)相比,使用過高濃度的重鉻酸鉀(0.1M K2Cr2O7/2M H2SO4)測得的黑碳含量顯著減少。因此,選擇合適的K2Cr2O7/H2SO4濃度十分重要。同時研究發(fā)現(xiàn),HF/HCl酸處理和K2Cr2O7/H2SO4氧化過程中,超聲處理有助于BC與活性有機碳分離更徹底,提高分析結(jié)果的準確性。
【關(guān)鍵詞】：大興安嶺 灰色森林土 土壤有機碳 土壤黑碳
【學位授予單位】：東北林業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S714.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢12-13
• 1.2.1 國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 發(fā)展趨勢13
• 1.3 目的及意義13-15
• 2 研究地概況15-22
• 2.1 伊列克得-烏奴耳采樣區(qū)15-19
• 2.1.1 地理位置15-16
• 2.1.2 地形地貌16
• 2.1.3 氣候條件16
• 2.1.4 區(qū)域植被16-17
• 2.1.5 森林特點17
• 2.1.6 森林土壤17-19
• 2.2 免渡河-牙克石采樣區(qū)19-22
• 2.2.1 地理位置19
• 2.2.2 地形地貌19
• 2.2.3 氣候條件19
• 2.2.4 區(qū)域植被19-20
• 2.2.5 森林特點20-21
• 2.2.6 森林土壤21-22
• 3 土壤黑碳的分布特征研究22-43
• 3.1 研究方法22-26
• 3.1.1 樣地設(shè)置與樣品采集22-24
• 3.1.2 樣品制備及土體石礫含量和容重測定24
• 3.1.3 土壤黑碳含量測定24-26
• 3.1.4 土壤總有機碳含量測定26
• 3.1.5 土壤總有機碳和黑碳密度(儲量)計算26
• 3.1.6 數(shù)據(jù)處理26
• 3.2 結(jié)果與分析26-41
• 3.2.1 土壤黑碳總體數(shù)量特征26-29
• 3.2.2 土壤類型間的差異29-32
• 3.2.3 坡位的影響32-38
• 3.2.4 坡向的影響38-41
• 3.3 小結(jié)41-43
• 4 土壤黑碳的測定方法研究43-59
• 4.1 材料與方法43-46
• 4.1.1 供試土樣43
• 4.1.2 實驗方案的設(shè)計43-46
• 4.1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計46
• 4.2 結(jié)果與分析46-57
• 4.2.1 方案1和方案8測定結(jié)果的比較46-48
• 4.2.2 七種酸處理方案測定結(jié)果的比較48-55
• 4.2.3 其他因素對測定結(jié)果的影響55-57
• 4.3 小結(jié)57-59
• 結(jié)論與討論59-61
• 1 結(jié)論59-60
• 2 討論60-61
• 參考文獻61-67
• 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文67-68
• 致謝68-69

【參考文獻】

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本文編號：732072