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毛竹林土壤碳素周转特性及其影响因素研究

作　者: 梁颖颖
导　师: 张奇春
学　校: 浙江大学
专　业: 土壤学
关键词: 土壤吸附 有机碳 可溶性有机碳 微生物量碳 土壤呼吸
分类号: S795.7
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


本文以毛竹林土壤生态系统碳素周转特性及其影响因素研究为目的,通过室内吸附试验、野外林地土壤监测相结合的研究方法,探讨了毛竹林地土壤碳氮吸附性能.土壤中有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳的动态变化.土壤呼吸年动态变化,比较系统地研究了毛竹林土壤中碳的固定、释放及动态变化。主要研究结果如下：1.不同利用类型红壤中可溶性有机碳(SOC)和可溶性有机氮(SON)的吸附性能研究。结果如下TM、Langmuir、Freundlich和Temkin四种类型的等温吸附方程均适合于低浓度SON、SOC吸附的拟合；当SOC浓度很高,超过使土壤达到最大吸附量的浓度时,只可以用Langmuir方程进行拟合。毛竹林、梨园、茶园3种经济林作物土壤对SOC和SON的吸附能力一致表明为毛竹林土>茶园土>梨园土,但差异不显著。3种土壤对SON的吸附能力比对SOC的吸附能力强。与原始土壤相比,去除游离氧化铁、铝后土壤对SON和SOC的吸附率均增加；去除无定形氧化铁土壤对SON、SOC的吸附率均降低；去除有机质土壤对SON的吸附率增加,对SOC的吸附率降低。2.毛竹林土壤总有机碳、可溶性有机碳及微生物量碳特性研究。该林地试验设有对照不施肥(CK)、农民常规高产栽培(FFP)与科学施肥(SSNM)三个施肥处理。结果如下：毛竹林土壤有机碳平均含量为3.2%,季节变化不明显,施肥对其影响不显著。土壤可溶性有机碳与总有机碳具有显著正相关关系(R2=0.5405**),可溶性有机碳(SOC)含量范围为102.5mg·kg-1～200.2mg·kg-1,其中7月SOC含量明显高于1月(p=0.0220)。与CK相比,FFP中SOC的含量减少了13.3%,达显著水平(p=0.0107)；SSNM中SOC含量虽有减少,但未达到显著水平。毛竹林土壤微生物量碳含量在150.8 mg·kg-1～431.3 mg·kg-1之间,春夏季的微生物量碳含量高于秋冬季,其中1月与6月的微生物量碳含量达到极显著差异(p=0.0087)。与CK相比,SSNM处理中微生物量碳含量显著增加(p=0.0286),微生物代谢熵也显著增加；而FFP中微生物量碳含量显著减少(p=0.0182),微生物代谢熵也显著下降。说明氮肥施用量大和翻耕明显降低了微生物活性,从而降低了微生物量碳含量。3.毛竹林土壤呼吸年动态变化及其影响因子研究。结果表明,5cm土温与气温显著相关(R2=0.9473),土壤的含水量在22.6%～30.2%之间,含水量较高,季节变化不大。土壤呼吸CO2的释放通量季节变化曲线为单峰曲线,与5cm处土温具有极显著的相关性(R2在0.9163～0.9373之间),在1月10日至1月17日的观察期内出现CO2释放通量的最小值,CK处理为0.13g·m-2·h-1,SSNM处理为0.14g·m-2·h-1,FFP处理为0.17 g·m-2·h-1；7月21日至7月28日观察期内, CO2释放通量达到最大值,其中SSNM处理最大,为1.18 g·m-2·h-1。土壤呼吸CO2的释放通量与土壤湿度相关性较差,施肥对土壤呼吸的影响也不大。利用模型F=a·ebT来计算土壤呼吸年释放量,得到CK处理的CO2年释放量为50.24 t·h·m-2,SSNM处理为49.87t·h·m-2,FFP处理为50.72 t·hm-2,远高于其他植被覆盖的土壤。

全文目录


致谢  6-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-11
目录  11-13
第一章 绪论  13-21
  1.1 碳循环概述  13-15
  1.2 土壤吸附性能研究  15-17
    1.2.1 土壤对可溶性有机氮的吸附性能研究  15
    1.2.2 土壤对可溶性有机碳的吸附性能研究  15-17
  1.3 土壤碳形态研究  17-18
    1.3.1 土壤有机碳  17
    1.3.2 土壤微生物量碳  17-18
  1.4 土壤呼吸研究  18-21
    1.4.1 土壤呼吸的影响因素  18-19
    1.4.2 土壤呼吸的测定方法  19-21
第二章 选题依据和研究思路  21-23
  2.1 选题依据  21-22
  2.2 技术路线  22-23
第三章 不同利用类型红壤对可溶性有机碳、氮的吸附研究  23-35
  3.1 前言  23
  3.2 材料与方法  23-26
    3.2.1 供试土壤  23-24
    3.2.2 有机肥提取液的制备  24-25
    3.2.3 吸附试验设计  25
    3.2.4 数据处理  25-26
  3.3 结果与讨论  26-34
    3.3.1 不同利用类型土壤对SON的吸附特性分析  26-30
      3.3.1.1 吸附等温线  26
      3.3.1.2 土壤对SON的平衡吸附等温方程  26-29
      3.3.1.3 土壤对SON的吸附率分析  29-30
    3.3.2 不同利用类型土壤对SOC的吸附特性分析  30-32
      3.3.2.1 吸附等温线  30
      3.3.2.2 土壤对SOC的平衡吸附等温方程  30-31
      3.3.2.3 土壤对SOC的吸附率分析  31-32
    3.3.3 土壤对SON与SOC吸附能力比较  32-33
    3.3.4 土壤吸附的影响因素分析  33-34
  3.4 小结  34-35
第四章 毛竹林土壤有机碳及微生物量碳特性研究  35-44
  4.1 前言  35
  4.2 材料与方法  35-37
    4.2.1 研究区概况  35-36
    4.2.2 试验设计  36
    4.2.3 测定方法  36-37
  4.3 结果与讨论  37-42
    4.3.1 毛竹林土壤总有机碳、可溶性有机碳及微生物量碳的季节动态变化  37-40
      4.3.1.1 土壤总有机碳的季节动态变化  37-38
      4.3.1.2 土壤可溶性有机碳的季节动态变化  38-39
      4.3.1.3 土壤微生物量碳的季节动态变化  39-40
    4.3.2 不同施肥处理对土壤总有机碳、可溶性有机碳及微生物量碳的影响  40-42
      4.3.2.1 不同施肥处理对土壤总有机碳的影响  40
      4.3.2.2 不同施肥处理对土壤可溶性有机碳的影响  40-41
      4.3.2.3 不同施肥处理对土壤微生物量碳的影响  41-42
    4.3.3 毛竹林土壤中可溶性有机碳和微生物量碳与总有机碳之间关系  42
  4.4 小结  42-44
第五章 土壤呼吸年动态变化及影响因子研究  44-51
  5.1 前言  44
  5.2 材料与方法  44-45
    5.2.1 试验设计  44-45
    5.2.2 数据处理  45
  5.3 结果与分析  45-49
    5.3.1 毛竹林土壤呼吸季节动态变化  45-47
    5.3.2 土壤呼吸与温度、湿度、施肥等影响因素分析  47-49
    5.3.3 毛竹林土壤呼吸CO_2年释放量  49
  5.4 小结  49-51
第六章 全文总结  51-53
参考文献  53-60
作者简介  60

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 森林树种 > 竹 > 刚竹
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