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兰考县玉米秸秆还田分解中土壤动物群落特征及其作用研究

作　者: 汪冠收
导　师: 宋博
学　校: 河南大学
专　业: 自然地理学
关键词: 秸秆还田农田生态系统土壤动物兰考县
分类号: S154.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

本文通过野外实地调查采样、室内化验分析，对兰考县玉米秸秆还田分解过程中的秸秆分解速率、土壤动物群落特征及其作用进行了初步的研究。全文共分为五个部分：第一部分：主要介绍了农田生态系统中土壤动物在物质循环方面研究的现状和发展趋势，以及本研究的内容及意义。第二部分：全面介绍了本研究的研究区——兰考县概况，包括兰考县的历史沿革，自然地理状况和社会经济状况。第三部分：主要介绍兰考县秸秆还田样地布设、样品采集和处理、试验项目和方法。第四部分：较详细地探讨了兰考县农田中不同还田方式下各网袋中玉米秸秆的分解速率、土壤动物在秸秆分解过程中的作用以及秸秆还田的生态效应。第五部分：研究结论。通过以上研究，得出主要结论如下：（1）翻压还田方式下的秸秆分解速率高于覆盖还田方式下的秸秆分解速率，其95％的秸秆分解所需时间t0.95比覆盖还田方式下的秸秆分解快一倍左右。覆盖还田方式下，秸秆分解时间随着网袋网孔尺寸的变小而延长，表明较小网孔的网袋在对土壤动物的体型进行限制时，由于参与分解的土壤动物类群减少会导致秸秆分解速率有一定的降低。翻压还田方式下，秸秆分解速率并没有按照网袋网孔尺寸大小依次降低，说明秸秆分解过程中，还有其他的影响因子对秸秆分解速率产生作用，如不同网袋构建的土壤微环境差异、不同的秸秆处理方式、参与秸秆分解的土壤动物类群差异等。（2）秸秆和农田中的土壤动物存在着明显差异。秸秆中捕获的土壤动物类群数量较少，且绝大部分为植食性、腐食性和杂食性群落，缺乏在农田中占据一定优势度的捕食性群落，而且植食性类群的优势度高于其在农田中的优势度。（3）翻压还田模式下，土壤动物的密度、多样性和分解损失率都有显著的正相关性，说明土壤动物在秸秆分解过程中的作用。但参与秸秆不同时期分解的土壤动物类群是不同的。2010年11月~2011年3月，参与分解的土壤动物类群中主要有蜱螨目、弹尾目，膜翅目、双尾目和鞘翅目在部分处理中也有出现；随着温湿条件的改善，参与秸秆分解的土壤动物开始出现唇足纲、综合纲、蜘蛛目等，而前期已经出现的螨类和跳虫的数量均有所增加。到实验末期，参与秸秆分解的土壤动物捕食性类群增加，地蜈蚣目、蟋蟀科、腹足纲在该时段都有发现。（4）秸秆还田有着良好的生态效应。可提高土壤的孔隙度，降低土壤容重，增强土壤的保肥保水能力；还可以直接补偿土壤潜在肥力的消耗，改善养分供应状况，培肥地力。秸秆还田后，土壤动物优势类群总体数量增加明显，但类群Simpson优势度指数降低，类群Shannon-Wiener多样性指数、Pielou均匀性指数上升，食物网复杂，有利于农田地下生态环境的改善。这表明秸秆还田一方面创造适合土壤动物生存的有利条件，另一方面为土壤动物提供了重要的可利用资源。

全文目录

摘要  4-6
Abstract  6-11
0 引言  11-13
1 土壤动物生态学研究综述  13-19
  1.1 土壤动物生态学研究历程  13-16
    1.1.1 国外研究历程  13-14
    1.1.2 国内研究历程  14-16
  1.2 农田生态系统中土壤动物的相关研究  16-19
    1.2.1 国外研究现状  16-17
    1.2.2 国内研究现状  17-19
2 研究区概况  19-23
  2.1 历史沿革  19
  2.2 自然条件  19-21
    2.2.1 地质地貌  19
    2.2.2 气候  19-20
    2.2.3 土壤  20
    2.2.4 生物  20-21
    2.2.5 水文  21
  2.3 社会经济条件  21-23
3 研究方法  23-31
  3.1 秸秆收集和样地布设  23-24
    3.1.1 秸秆获取和样地选择  23
    3.1.2 网袋制备和布设  23-24
  3.2 样品采集和处理  24
    3.2.1 秸秆采集  24
    3.2.2 秸秆中土壤动物收集  24
    3.2.3 背景土壤动物群落和土壤样品采集  24
  3.3 土壤动物分类鉴定  24-25
  3.4 秸秆和土壤理化性质分析方法  25-26
    3.4.1 分解速率分析  25-26
    3.4.2 土壤理化分析方法  26
  3.5 数据处理方法  26-28
    3.5.1 土壤动物群落特征分析指数  26-28
    3.5.2 数据处理统计  28
  3.6 研究技术路线及特色  28-31
4 秸秆分解速率分析  31-41
  4.1 4mm 网袋内秸秆的分解速率  31-33
    4.1.1 翻压还田方式下的分解速率  31-32
    4.1.2 覆盖还田方式下的分解速率  32-33
  4.2 2mm 网袋内秸秆的分解速率  33-35
    4.2.1 翻压还田方式下的分解速率  33-34
    4.2.2 覆盖还田方式下的分解速率  34-35
  4.3 0.01mm 网袋内秸秆的分解速率  35-37
    4.3.1 翻压还田方式下的分解速率  35-36
    4.3.2 覆盖还田方式下的分解速率  36-37
  4.4 秸秆分解速率的数学模拟  37-38
  4.5 两种还田方式分解速率的比较  38-41
5 分解过程中土壤动物群落动态及其作用  41-55
  5.1 网袋内的土壤动物群落动态  41-46
    5.1.1 4mm 网袋内的土壤动物群落动态  41-44
    5.1.2 2mm 网袋内的土壤动物群落动态  44-46
  5.2 土壤动物在秸秆分解中的作用  46-49
    5.2.1 不同网袋中的秸秆分解速率比较  46-48
    5.2.2 土壤动物密度与分解速率的关系  48-49
    5.2.3 土壤动物多样性与分解速率的关系  49
  5.3 不同还田方式下各网袋内的土壤动物群落  49-55
    5.3.1 土壤动物群落的类群组成比较  49-50
    5.3.2 土壤动物群落密度组成比较  50-52
    5.3.3 土壤动物群落多样性比较  52-55
6 秸秆还田的生态效应  55-67
  6.1 对土壤理化性状的影响  55-60
    6.1.1 土壤物理性质  55-57
    6.1.2 土壤有机质动态  57-58
    6.1.3 土壤速效养分动态  58-60
  6.2 对土壤动物群落的影响  60-67
    6.2.1 农田中土壤动物群落动态  60-64
    6.2.2 土壤动物群落多样性比较  64-65
    6.2.3 土壤动物群落相似性比较  65-67
7 主要结论与讨论  67-71
  7.1 主要结论  67-69
    7.1.1 秸秆的分解速率  67
    7.1.2 土壤动物在秸秆分解中的作用  67-68
    7.1.3 秸秆还田的生态效应  68-69
  7.2 讨论  69-71
参考文献  71-75
附录：研究区土壤动物名录  75-77
致谢  77-78

兰考县玉米秸秆还田分解中土壤动物群落特征及其作用研究

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