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林隙和温度对温带森林土壤CO2和N2O气体排放和氮素净矿化的影响

作　者: 段存涛
导　师: 李团胜；徐星凯
学　校: 长安大学
专　业: 自然地理学
关键词: 温室气体 CO2 N2O 水热条件 林隙
分类号: S714
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要


本文以长白山阔叶红松混交林为研究对象,通过原位观测林隙林内土壤源的C02和N20通量,研究不同水热条件对森林土壤源C02和N20排放通量的影响机制。此外,为了加强对热量条件改变引起的C02和N20气体通量变化的研究,本研究还选择我国长白山地区原始阔叶红松林、杨桦次生林和森林砍伐后人参种植地0-10 cm、10-20 cm和20-30cm土壤为研究对象,在实验室内模拟研究在5℃、15℃、25℃和35℃条件时不同土壤二氧化碳(CO2)和氧化亚氮(N2O)排放通量变化规律。主要实验结果如下：原位观测实验表明：林隙和林下的地下5cm温湿度具有明显的差别。观测期内,CO2和N2O排放通量随季节变化明显,CO2林内的排放通量大于林隙,排放峰值出现在8月；N2O林内的排放通量远远小于林隙的排放通量,排放峰值出现在9月份。通过统计分析,表明地下5cm土壤温度是影响CO2通量的主要影响因素,土壤湿度与CO2通量呈负相关关系,温度对林内土壤的响应度大于林隙。N2O排放通量受湿度影响较大,与温度呈显著性正相关,林隙内土壤源N2O排放通量对温度的响应度大于林内。通过对实验地土壤属性分析,表明林隙和林内之间的主要水溶性碳氮土壤属性具有较大差异。通过相关性分析,结果表明土壤属性中的可溶性有机碳氮含量、水溶性有机碳氮、微生物碳氮素含量与CO2和N2O排放通量具有显著相关性。室内温度控制培养实验表明：三种土地利用类型下,土壤CO2排放通量以原始阔叶红松林、杨桦次生林和人参种植地顺序递减,N20排放通量以原始阔叶红松林、人参种植地和杨桦次生林顺序递减,CO2和N2O的最大排放量均在0-10cm土壤层。通过统计分析得出,在同一充水孔隙度(WFPS)的水平之下,温度是影响这三种土地利用类型不同深度层次土壤CO2和N2O排放通量的主要影响因子,分别能解释CO2变异率的68.8%,解释N2O变异率的56.6%。通过对实验地土壤属性分析,表明温度通过影响土壤属性中不同形态碳氮含量变化进而对CO2和N2O排放通量产生影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 前言  10-11
  1.2 林隙和林内对森林土壤源CO_2和N_2O排放的影响  11-12
    1.2.1 林隙和林内环境条件的差异  11-12
    1.2.2 林隙和林内土壤源温室气体排放差异性的影响因素  12
  1.3 水热条件对森林土壤源CO_2和N_2O排放的影响  12-15
    1.3.1 水热条件对森林土壤CO_2排放的影响  13-14
    1.3.2 水热条件对森林土壤N_2O排放的影响  14-15
  1.4 研究内容和研究意义  15-16
第二章 材料与方法  16-24
  2.1 林隙和林内原位温室气体观测实验的材料和方法  16-21
    2.1.1 研究区域概况  16-17
    2.1.2 选取实验样地  17
    2.1.3 CO_2和N_2O气体净通量的采集测定  17-18
    2.1.4 土壤样品的采集和土壤属性的测定  18-20
    2.1.5 数据的处理和统计分析  20-21
  2.2 室内条件下温度控制培养实验的材料和方法  21-24
    2.2.1 实验土壤的样地选取和样本采集  21
    2.2.2 实验前材料的准备  21-22
    2.2.3 CO_2和N_2O气体的采集测定及净通量的计算  22-23
    2.2.4 土壤属性的测定  23
    2.2.5 数据的处理和统计分析  23-24
第三章 林隙对森林土壤源CO_2和N_2O排放及氮素净矿化的影响  24-45
  3.1 林隙对温带森林土壤CO_2排放通量的影响  24-29
  3.2 林隙对温带森林土壤N_2O排放通量的影响  29-34
  3.3 土壤属性对CO_2和N_2O气体通量影响的关联分析  34-44
  3.4 小结  44-45
第四章 室内条件下温度变化对温带森林土壤CO_2和N_2O排放及氮素净矿化的影响  45-62
  4.1 温度对温带森林土壤CO_2排放通量的影响  45-49
  4.2 温度对温带森林土壤N_2O排放通量的影响  49-53
  4.3 温度对土壤属性与温室气体通量影响及其关联性分析  53-61
    4.3.1 温度对土壤属性与CO_2累积平均排放速率的影响  53-56
    4.3.2 温度对土壤属性与N_2O累积平均排放速率的影响  56
    4.3.3 土壤属性对土壤温室气体排放速率的相关性分析  56-61
  4.4 小结  61-62
第五章 总结与展望  62-65
  5.1 总结  62-63
    5.1.1 林隙林内土壤CO_2和N_2O通量原位观测结果  62
    5.1.2 室内温度培养实验结果  62-63
  5.2 存在的问题和对未来的展望  63-65
参考文献  65-69
致谢  69

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中图分类: > 农业科学 > 林业 > 林业基础科学 > 森林土壤学
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