三峽水庫消落帶土壤呼吸對團聚體演變的響應(yīng)及其微生物學(xué)機制
發(fā)布時間：2022-01-22 19:40
土壤呼吸是生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的重要組成部分,在大氣CO2濃度調(diào)控方面起著十分關(guān)鍵的作用。土壤團聚體是土壤有機碳保護的載體,也是微生物活動的主要場所。微生物是生態(tài)系統(tǒng)中最活躍的部分,直接影響土壤養(yǎng)分循環(huán)與團聚體形成與周轉(zhuǎn),而土壤團聚體形成與周轉(zhuǎn)的各個過程均與土壤呼吸息息相關(guān)。消落帶是水庫四周形成的最低水位線與最高水位線之間的區(qū)域,由于遭受周期性水位波動的干擾,改變了原有的土壤團聚體演變規(guī)律,是碳循環(huán)的潛在熱區(qū)。同時在消落帶出露期,庫周居民根據(jù)水熱條件擇時而用,疊加了對土壤的擾動。然而,在水位波動和土地利用雙重影響下,消落帶土壤呼吸作用對土壤團聚體結(jié)構(gòu)演變的響應(yīng)及其微生物學(xué)機制尚需探索。本文以三峽水庫典型消落帶不同高程與不同土地利用類型的土壤為研究對象,利用LI-6400XT便攜式光合作用測量系統(tǒng)與靜態(tài)箱-氣相色譜法對研究區(qū)土-氣界面CO2排放通量進行連續(xù)系統(tǒng)地測定,研究消落帶土壤呼吸日變化、月變化及季節(jié)變化特征,并分析其影響因素;了解消落帶土壤團聚體的分布及穩(wěn)定性,并根據(jù)全土及各粒徑土壤團聚體內(nèi)有機碳和氮的含量,綜合分析消落帶淹水強度及土地利用方式...
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院)重慶市
【文章頁數(shù)】：152 頁
【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
三峽庫區(qū)消落帶及本研究區(qū)位置
三峽水庫消落帶土壤呼吸對團聚體演變的響應(yīng)及其微生物學(xué)機制16表2.1烏楊灣和白家溪研究區(qū)人類活動指示指標(biāo)Table2.1IndicatedparametersofanthropogenicactivitiesinWuyangwanandBaijiaxistudyarea研究區(qū)糧食總產(chǎn)量(噸/年)家禽總數(shù)（只）農(nóng)用化肥人口密度(人/平方千米)氮肥（kgN）磷肥（kgP）鉀肥（kgK）復(fù)合肥（kgNPK）烏楊灣2846158754.32701.5426.84025.5485白家溪27125892.8206.438.4396.555圖2.2三峽水庫消落帶耕作時間安排與管理流程Fig2.2ThegeneraltimingandprocedurefortillageandfieldmanagementpracticesinthedrawdownzoneofTGR2.2采樣方案研究區(qū)水位冬季最高漲到175m，夏季最低水位約為145m，垂直落差達30m。沿著研究區(qū)消落帶155~175m海拔高程，每5m設(shè)置一個樣點（每個研究區(qū)設(shè)置3條樣帶），其中175~180m為對照，代表不同淹水時間（淹水強度）的消落帶樣品，用來研究消落帶土壤呼吸與團聚體結(jié)構(gòu)特征沿高程的梯度性變化；同時，在消落帶同一高程內(nèi)（主要為烏楊灣消落帶），選取不同土地利用類型（主
第2章材料與方法17要為旱地、水田與近似自然狀態(tài)的荒地）進行對比研究。另外，根據(jù)三峽水庫水位變化規(guī)律，采樣時間從消落帶落干初期的3月份持續(xù)到與落干末期的9月份，用以研究消落帶土壤呼吸特征及其團聚體結(jié)構(gòu)的時空演變規(guī)律。圖2.3三峽水庫壩前水位波動Figure2.3WaterlevelfluctuationintheriparianoftheThreeGorgesReservoir土壤團聚體樣品：分層采集0~10、10~25cm原狀土壤樣品，采集的土壤分別裝入預(yù)先標(biāo)注的長寬高分別為30cm×20cm×10cm硬質(zhì)塑料盒，然后用保鮮膜封存，用于篩分不同粒徑團聚體，每個小區(qū)重復(fù)采樣6次。在運輸途中盡量避免震動而破壞土壤結(jié)構(gòu)。同時，采集一部分樣品，帶回實驗室后挑出石塊和草根，將土樣分為兩部分，一部分以-80℃保存于冰箱以測量微生物群落特征，一部分用手將較大土塊輕輕掰開并過8mm篩后在室溫下風(fēng)干測定土壤水穩(wěn)性團聚體以及土壤基本理化性質(zhì)測定。此外，使用環(huán)刀采集原狀土壤樣品用以測定土壤容重，用三參數(shù)儀WET（Saardi,UK）測量土壤含水量與土壤電導(dǎo)率，用Li-6400XT系統(tǒng)（Li6400,Ecotek,USA）測定土壤呼吸和土壤溫度。2.3測定方法2.3.1土壤質(zhì)地使用馬爾文粒徑分析儀（Mastersizer3000,MalvernPanalyticalBrands,UK）測定。土壤pH（FE20，MettlerToledo，USA）使用電位法測定，水土比為1:5。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]紅壤性水稻土不同粒級團聚體有機碳礦化及其溫度敏感性[J]. 陳曉芬,劉明,江春玉,吳萌,賈仲君,李忠佩. 土壤學(xué)報. 2019(05)
[2]應(yīng)用Le Bissonnais法研究三峽庫區(qū)消落帶土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性[J]. 陸鑄疇,包忻怡,LIU Xiao,張海玲,向瀚宇,賈國梅. 灌溉排水學(xué)報. 2018(05)
[3]干濕交替對土壤有機碳礦化影響的研究進展[J]. 張夢瑤,高永恒,謝青琰. 世界科技研究與發(fā)展. 2017(01)
[4]三峽庫區(qū)消落帶土壤有機碳氧化穩(wěn)定性特征[J]. 賈國梅,何立,劉瀟,但飛君,陳芳清. 水土保持研究. 2016(05)
[5]施肥方式對土壤CO2釋放的影響及其機理研究進展[J]. 周運來,張振華,錢曉晴,嚴(yán)少華,羅佳,盧信,劉麗珠,范如芹. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2016(02)
[6]稻田改為旱地后土壤有機碳礦化及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化[J]. 劉長紅,袁野,楊君,戴曉琴,王輝民. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2015(05)
[7]三峽庫區(qū)消落帶濕地土壤有機碳及其組分特征[J]. 賈國梅,�？�,席穎. 土壤. 2015(05)
[8]土壤微生物總活性研究方法進展[J]. 車榮曉,王芳,王艷芬,鄧永翠,張靜,馬雙,崔驍勇. 生態(tài)學(xué)報. 2016(08)
[9]南明河城區(qū)河段細菌多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 唐婧,徐小蓉,商傳禹,牛曉娟,張習(xí)敏,乙引. 微生物學(xué)報. 2015(08)
[10]不同粒級土壤團聚體呼吸特征及其對碳排放的貢獻[J]. 王菁,陳防,劉毅. 植物科學(xué)學(xué)報. 2014(06)
博士論文
[1]三峽庫區(qū)消落帶土壤氮循環(huán)關(guān)鍵過程微生物群落特征研究[D]. 葉飛.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2018
[2]納帕海濕地退化對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響[D]. 陸梅.北京林業(yè)大學(xué) 2018
[3]鹽堿農(nóng)田全年候土壤活性和惰性有機碳變化及其微生物作用研究[D]. 張豪.吉林大學(xué) 2017
[4]人工針葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物輸入調(diào)控對土壤有機碳動態(tài)和穩(wěn)定性的影響[D]. 吳君君.中國科學(xué)院武漢植物園 2017
[5]不同土地利用方式對三峽庫區(qū)消落帶庫灣生態(tài)系統(tǒng)的影響研究[D]. 程輝.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2017
[6]不同封育年限荒漠草原土壤呼吸特征及其影響因子研究[D]. 崔海.寧夏大學(xué) 2016
[7]長期保護性耕作對土體及團聚體中微生物特征和有機質(zhì)的影響及機理[D]. 趙龍華.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]長期不同施肥下紅壤性水田和旱地土壤有機碳穩(wěn)定性差異研究[D]. 孫艷妮.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[9]耕作和施氮措施下旱作夏玉米田土壤呼吸與土壤碳平衡研究[D]. 張俊麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[10]北亞熱帶毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D]. 雷海清.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2012
碩士論文
[1]三峽庫區(qū)典型小流域氮素氣態(tài)損失動態(tài)變化及其主導(dǎo)因素[D]. 楊杉.西南大學(xué) 2015
[2]東北黑土團聚體的結(jié)構(gòu)特征研究[D]. 陳曉俠.中國科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[3]灘地楊樹林土壤呼吸對模擬氮沉降與淹水的響應(yīng)[D]. 張蕊.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2013
[4]多重干濕交替對農(nóng)田土壤碳循環(huán)的影響研究[D]. 王君.東華大學(xué) 2013
[5]遼河三角洲不同濕地類型土壤團聚體與顆粒有機質(zhì)組成及其對土壤碳庫的穩(wěn)定性指示意義[D]. 丁玉蓉.青島大學(xué) 2012
[6]水位變化下三峽水庫典型消落區(qū)CO2排放研究[D]. 程炳紅.西南大學(xué) 2012
[7]水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)土壤呼吸與水分運動的影響因素及調(diào)控[D]. 謝慧慧.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[8]三峽庫區(qū)消落帶土壤結(jié)構(gòu)特征研究[D]. 徐泉斌.西南大學(xué) 2010
[9]干濕交替對東北溫帶天然林和落葉松人工林土壤呼吸的影響[D]. 劉云凱.東北林業(yè)大學(xué) 2010
本文編號：3602786
【文章來源】：中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院)重慶市
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【學(xué)位級別】：博士
【部分圖文】：
三峽庫區(qū)消落帶及本研究區(qū)位置
三峽水庫消落帶土壤呼吸對團聚體演變的響應(yīng)及其微生物學(xué)機制16表2.1烏楊灣和白家溪研究區(qū)人類活動指示指標(biāo)Table2.1IndicatedparametersofanthropogenicactivitiesinWuyangwanandBaijiaxistudyarea研究區(qū)糧食總產(chǎn)量(噸/年)家禽總數(shù)（只）農(nóng)用化肥人口密度(人/平方千米)氮肥（kgN）磷肥（kgP）鉀肥（kgK）復(fù)合肥（kgNPK）烏楊灣2846158754.32701.5426.84025.5485白家溪27125892.8206.438.4396.555圖2.2三峽水庫消落帶耕作時間安排與管理流程Fig2.2ThegeneraltimingandprocedurefortillageandfieldmanagementpracticesinthedrawdownzoneofTGR2.2采樣方案研究區(qū)水位冬季最高漲到175m，夏季最低水位約為145m，垂直落差達30m。沿著研究區(qū)消落帶155~175m海拔高程，每5m設(shè)置一個樣點（每個研究區(qū)設(shè)置3條樣帶），其中175~180m為對照，代表不同淹水時間（淹水強度）的消落帶樣品，用來研究消落帶土壤呼吸與團聚體結(jié)構(gòu)特征沿高程的梯度性變化；同時，在消落帶同一高程內(nèi)（主要為烏楊灣消落帶），選取不同土地利用類型（主
第2章材料與方法17要為旱地、水田與近似自然狀態(tài)的荒地）進行對比研究。另外，根據(jù)三峽水庫水位變化規(guī)律，采樣時間從消落帶落干初期的3月份持續(xù)到與落干末期的9月份，用以研究消落帶土壤呼吸特征及其團聚體結(jié)構(gòu)的時空演變規(guī)律。圖2.3三峽水庫壩前水位波動Figure2.3WaterlevelfluctuationintheriparianoftheThreeGorgesReservoir土壤團聚體樣品：分層采集0~10、10~25cm原狀土壤樣品，采集的土壤分別裝入預(yù)先標(biāo)注的長寬高分別為30cm×20cm×10cm硬質(zhì)塑料盒，然后用保鮮膜封存，用于篩分不同粒徑團聚體，每個小區(qū)重復(fù)采樣6次。在運輸途中盡量避免震動而破壞土壤結(jié)構(gòu)。同時，采集一部分樣品，帶回實驗室后挑出石塊和草根，將土樣分為兩部分，一部分以-80℃保存于冰箱以測量微生物群落特征，一部分用手將較大土塊輕輕掰開并過8mm篩后在室溫下風(fēng)干測定土壤水穩(wěn)性團聚體以及土壤基本理化性質(zhì)測定。此外，使用環(huán)刀采集原狀土壤樣品用以測定土壤容重，用三參數(shù)儀WET（Saardi,UK）測量土壤含水量與土壤電導(dǎo)率，用Li-6400XT系統(tǒng)（Li6400,Ecotek,USA）測定土壤呼吸和土壤溫度。2.3測定方法2.3.1土壤質(zhì)地使用馬爾文粒徑分析儀（Mastersizer3000,MalvernPanalyticalBrands,UK）測定。土壤pH（FE20，MettlerToledo，USA）使用電位法測定，水土比為1:5。
【參考文獻】：
期刊論文
[1]紅壤性水稻土不同粒級團聚體有機碳礦化及其溫度敏感性[J]. 陳曉芬,劉明,江春玉,吳萌,賈仲君,李忠佩. 土壤學(xué)報. 2019(05)
[2]應(yīng)用Le Bissonnais法研究三峽庫區(qū)消落帶土壤水穩(wěn)性團聚體穩(wěn)定性[J]. 陸鑄疇,包忻怡,LIU Xiao,張海玲,向瀚宇,賈國梅. 灌溉排水學(xué)報. 2018(05)
[3]干濕交替對土壤有機碳礦化影響的研究進展[J]. 張夢瑤,高永恒,謝青琰. 世界科技研究與發(fā)展. 2017(01)
[4]三峽庫區(qū)消落帶土壤有機碳氧化穩(wěn)定性特征[J]. 賈國梅,何立,劉瀟,但飛君,陳芳清. 水土保持研究. 2016(05)
[5]施肥方式對土壤CO2釋放的影響及其機理研究進展[J]. 周運來,張振華,錢曉晴,嚴(yán)少華,羅佳,盧信,劉麗珠,范如芹. 江蘇農(nóng)業(yè)學(xué)報. 2016(02)
[6]稻田改為旱地后土壤有機碳礦化及微生物群落結(jié)構(gòu)的變化[J]. 劉長紅,袁野,楊君,戴曉琴,王輝民. 應(yīng)用與環(huán)境生物學(xué)報. 2015(05)
[7]三峽庫區(qū)消落帶濕地土壤有機碳及其組分特征[J]. 賈國梅,�？�,席穎. 土壤. 2015(05)
[8]土壤微生物總活性研究方法進展[J]. 車榮曉,王芳,王艷芬,鄧永翠,張靜,馬雙,崔驍勇. 生態(tài)學(xué)報. 2016(08)
[9]南明河城區(qū)河段細菌多樣性與環(huán)境因子的關(guān)系[J]. 唐婧,徐小蓉,商傳禹,牛曉娟,張習(xí)敏,乙引. 微生物學(xué)報. 2015(08)
[10]不同粒級土壤團聚體呼吸特征及其對碳排放的貢獻[J]. 王菁,陳防,劉毅. 植物科學(xué)學(xué)報. 2014(06)
博士論文
[1]三峽庫區(qū)消落帶土壤氮循環(huán)關(guān)鍵過程微生物群落特征研究[D]. 葉飛.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2018
[2]納帕海濕地退化對土壤微生物群落結(jié)構(gòu)及多樣性的影響[D]. 陸梅.北京林業(yè)大學(xué) 2018
[3]鹽堿農(nóng)田全年候土壤活性和惰性有機碳變化及其微生物作用研究[D]. 張豪.吉林大學(xué) 2017
[4]人工針葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物輸入調(diào)控對土壤有機碳動態(tài)和穩(wěn)定性的影響[D]. 吳君君.中國科學(xué)院武漢植物園 2017
[5]不同土地利用方式對三峽庫區(qū)消落帶庫灣生態(tài)系統(tǒng)的影響研究[D]. 程輝.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院重慶綠色智能技術(shù)研究院) 2017
[6]不同封育年限荒漠草原土壤呼吸特征及其影響因子研究[D]. 崔海.寧夏大學(xué) 2016
[7]長期保護性耕作對土體及團聚體中微生物特征和有機質(zhì)的影響及機理[D]. 趙龍華.中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 2016
[8]長期不同施肥下紅壤性水田和旱地土壤有機碳穩(wěn)定性差異研究[D]. 孫艷妮.南京農(nóng)業(yè)大學(xué) 2015
[9]耕作和施氮措施下旱作夏玉米田土壤呼吸與土壤碳平衡研究[D]. 張俊麗.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2014
[10]北亞熱帶毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D]. 雷海清.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2012
碩士論文
[1]三峽庫區(qū)典型小流域氮素氣態(tài)損失動態(tài)變化及其主導(dǎo)因素[D]. 楊杉.西南大學(xué) 2015
[2]東北黑土團聚體的結(jié)構(gòu)特征研究[D]. 陳曉俠.中國科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2013
[3]灘地楊樹林土壤呼吸對模擬氮沉降與淹水的響應(yīng)[D]. 張蕊.中國林業(yè)科學(xué)研究院 2013
[4]多重干濕交替對農(nóng)田土壤碳循環(huán)的影響研究[D]. 王君.東華大學(xué) 2013
[5]遼河三角洲不同濕地類型土壤團聚體與顆粒有機質(zhì)組成及其對土壤碳庫的穩(wěn)定性指示意義[D]. 丁玉蓉.青島大學(xué) 2012
[6]水位變化下三峽水庫典型消落區(qū)CO2排放研究[D]. 程炳紅.西南大學(xué) 2012
[7]水蝕風(fēng)蝕交錯區(qū)土壤呼吸與水分運動的影響因素及調(diào)控[D]. 謝慧慧.西北農(nóng)林科技大學(xué) 2010
[8]三峽庫區(qū)消落帶土壤結(jié)構(gòu)特征研究[D]. 徐泉斌.西南大學(xué) 2010
[9]干濕交替對東北溫帶天然林和落葉松人工林土壤呼吸的影響[D]. 劉云凱.東北林業(yè)大學(xué) 2010
本文編號：3602786
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