本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)退耕植被土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征與土壤有機(jī)碳庫(kù)及組分的響應(yīng)機(jī)制，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《西北農(nóng)林科技大學(xué)》 2015年

黃土丘陵區(qū)退耕植被土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征與土壤有機(jī)碳庫(kù)及組分的響應(yīng)機(jī)制

趙發(fā)珠  

【摘要】：大規(guī)模植被恢復(fù)不僅是防止水土流失、恢復(fù)退化土壤生態(tài)系統(tǒng)的主要措施,也是引起土壤固碳潛力變化的重要因素。本研究在退耕還林工程背景下,通過(guò)整合分析(Synthesis)的方法,從大尺度分析退耕還林草工程實(shí)施之后不同氣候區(qū)域土壤固碳量和固碳速率的差異,以及土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值分布差異和變化率。且以陜北黃土丘陵區(qū)典型退耕還林地為研究對(duì)象,通過(guò)野外試驗(yàn)與室內(nèi)分析的方法相結(jié)合,從區(qū)域尺度分析不同恢復(fù)植被類(lèi)型土壤碳組分和土壤C:N:P生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征及其演變規(guī)律,揭示植被恢復(fù)后土壤碳庫(kù)與其土壤碳氮磷的交互作用和制約關(guān)系;闡明土壤碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征與土壤碳組分的響應(yīng)關(guān)系;并以區(qū)域尺度土壤固碳響應(yīng)機(jī)理詮釋大尺度土壤固碳效益為基礎(chǔ),深入探討植被恢復(fù)后土壤碳氮磷互作效應(yīng)及其對(duì)土壤固碳的響應(yīng)機(jī)制。取得以下主要結(jié)論:(1)大規(guī)模退耕植被恢復(fù)后土壤固碳量和固碳速率明顯增加,且退耕植被恢復(fù)年限和植被恢復(fù)類(lèi)型成為主要影響因素。退耕還林草工程實(shí)施后土壤固碳量增加了14.46 TG C/year(固碳速率為0.54 Mg C/ha/year),其中林地能夠顯著增加土壤固碳量。同時(shí)土壤固碳量和固碳速率都隨著降雨量的增加而增加。退耕后植被恢復(fù)年限達(dá)20年后能夠顯著增加土壤固碳量而固碳速率則10年增加的最為明顯。因此,植被類(lèi)型和恢復(fù)年限成為碳固定的主要影響因素,對(duì)該工程土壤固碳能力起著重要作用。(2)大規(guī)模退耕植被恢復(fù)后土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征在不同恢復(fù)植被類(lèi)型有所不同,且受年均溫和降雨的影響。退耕植被恢復(fù)后土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值頻率分布分別在8–16,16–32和0–2之間。植被類(lèi)型顯著的影響土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征。且年均降雨量和年均溫度在植被恢復(fù)的各個(gè)時(shí)期顯著影響土壤C:N比值。退耕還林草之后土壤C,N和P含量之間的強(qiáng)相關(guān)性表明存在著“Redfield”效應(yīng)。同時(shí)線(xiàn)性回歸表明土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值變化率和植被恢復(fù)年限,年均溫和年均降雨量之間表現(xiàn)出顯著相關(guān)。因此,大規(guī)模退耕還林草之后土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值發(fā)生明顯變化,且這種變化受氣候因素影響。(3)退耕植被恢復(fù)之后淺層土壤碳,氮和磷儲(chǔ)量增加顯著,但是深層土壤增加量也不容忽視。且土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征受土層和植被類(lèi)型的影響較大。退耕植被恢復(fù)后土壤有機(jī)碳,全氮和全磷儲(chǔ)量分別在40–100 cm和100–200 cm土層分別增加了17.56–32.96%和21.05–43.75%,22.47–44.83%和12.02–42.42%,10.34–33.00%和27.86–59.46%。表明退耕植被恢復(fù)之后能夠顯著影響到深層土壤碳,氮和磷儲(chǔ)量變化。同時(shí)除了土壤C:N比之外,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征隨土層增加逐漸減小。且不同植被類(lèi)型土壤C:N,C:P和N:P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征高于坡耕地。(4)退耕植被恢復(fù)對(duì)于土壤碳組分0–200 cm土層含量變化有著明顯的影響。與坡耕地比較,不同退耕植被能夠顯著增加深層土壤可溶性碳,顆粒有機(jī)碳,活性有機(jī)碳儲(chǔ)量,在0–10 cm,10–40 cm,40–100 cm和100–200 cm土層分別增加了23.52–64.28%,12.50–60.00%,0.52–38.35%和1.18–24.70%;輕組有機(jī)碳儲(chǔ)量在0–10 cm,10–40 cm和40–100 cm土層分別增加了60.92–85.60%,5.97–30.38%和7.77–10.82%;而微生物碳分配比例0–10 cm,10–20 cm和20–30 cm土層分別增加了27.59–66.88%,22.25–41.21%和6.39–32.85%。說(shuō)明植被恢復(fù)之后作為有機(jī)碳固定的重要影響因素,深層土壤碳組分對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)起著不可忽視的作用。(5)退耕植被恢復(fù)之后,土壤C,N和P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值與碳組分通過(guò)相互響應(yīng),共同來(lái)調(diào)控土壤碳儲(chǔ)量的變化。退耕植被恢復(fù)之后,在0–200 cm不同土層剖面上植被恢復(fù)對(duì)于輕組有機(jī)碳(LOFC),微生物碳(MBC)和活性有機(jī)碳(LOC)有著較大的影響。表明植被恢復(fù)之后不同的碳組分的敏感性和指示作用在不同植被類(lèi)型和不同土層有所差異。C:N比值對(duì)顆粒有機(jī)碳2–53um(POC2),而C:P和N:P比值分別對(duì)活性有機(jī)碳(LOC)和微生物碳(MBC)影響最為敏感。同時(shí)不同植被恢復(fù)類(lèi)型對(duì)于土壤C:N,C:P和N:P比值和對(duì)碳組分的影響具有相似性,且聚集程度較高。表明土壤C,N和P化學(xué)計(jì)量學(xué)比值與碳組分通過(guò)相互表征,共同來(lái)調(diào)控土壤碳儲(chǔ)量的變化。

【關(guān)鍵詞】：
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類(lèi)號(hào)】：S153.6
【目錄】：

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3 王振興;;國(guó)內(nèi)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J];綠色科技;2011年07期

4 曾德慧,陳廣生;生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué):復(fù)雜生命系統(tǒng)奧秘的探索[J];植物生態(tài)學(xué)報(bào);2005年06期

5 李遠(yuǎn)軍;朱琳;;化學(xué)計(jì)量學(xué)在我國(guó)的發(fā)展[J];西昌學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2005年04期

6 王清龍;呂全建;;化學(xué)計(jì)量學(xué)在化學(xué)中的應(yīng)用進(jìn)展[J];鄭州牧業(yè)工程高等專(zhuān)科學(xué)校學(xué)報(bào);2006年03期

7 程濱;趙永軍;張文廣;安樹(shù)青;;生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究進(jìn)展[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2010年06期

8 袁偉;董元華;王輝;;蔬菜與肥料中養(yǎng)分摩爾數(shù)比與作物生長(zhǎng)及氮素利用的關(guān)系[J];土壤學(xué)報(bào);2011年02期

9 邵梅香;覃林;譚玲;;我國(guó)生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)研究綜述[J];安徽農(nóng)業(yè)科學(xué);2012年11期

10 趙亞芳;徐福利;王渭玲;;華北落葉松人工林碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征研究展望[J];北方園藝;2014年17期

中國(guó)重要會(huì)議論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 倪永年;;化學(xué)計(jì)量學(xué)在生命科學(xué)研究中的應(yīng)用[A];第十一屆全國(guó)計(jì)算（機(jī)）化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2011年

2 盧小泉;王睿;劉宏德;陳晶;王嵐;段愛(ài)霞;;化學(xué)計(jì)量學(xué)在基因組、蛋白質(zhì)組學(xué)研究中的應(yīng)用[A];第九屆全國(guó)計(jì)算（機(jī)）化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

3 吳海龍;俞汝勤;;化學(xué)計(jì)量學(xué)定量分析理論若干發(fā)展動(dòng)態(tài)[A];第十屆全國(guó)計(jì)算(機(jī))化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2009年

4 陳晶;李鵬霞;何勇;盧小泉;;一些化學(xué)計(jì)量學(xué)和生物信息學(xué)新方法研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第27屆學(xué)術(shù)年會(huì)第15分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2010年

5 倪永年;;化學(xué)計(jì)量學(xué)在生命科學(xué)和食品安全研究中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第28屆學(xué)術(shù)年會(huì)第14分會(huì)場(chǎng)摘要集[C];2012年

6 俞汝勤;吳海龍;蔣健暉;沈國(guó)勵(lì);;分析化學(xué)計(jì)量學(xué)若干新進(jìn)展[A];第九屆全國(guó)計(jì)算（機(jī)）化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

7 倪永年;;化學(xué)計(jì)量學(xué)結(jié)合光譜和色譜技術(shù)在生命科學(xué)中的應(yīng)用[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第29屆學(xué)術(shù)年會(huì)摘要集——第19分會(huì)：化學(xué)信息學(xué)與化學(xué)計(jì)量學(xué)[C];2014年

8 俞汝勤;吳海龍;蔣健暉;沈國(guó)勵(lì);;化學(xué)計(jì)量學(xué)與有機(jī)及生化物質(zhì)分析[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第十四屆有機(jī)分析及生物分析學(xué)術(shù)研討會(huì)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

9 吳海龍;俞汝勤;;二階校正的理論發(fā)展及其應(yīng)用研究[A];中國(guó)化學(xué)會(huì)第二十五屆學(xué)術(shù)年會(huì)論文摘要集（下冊(cè)）[C];2006年

10 邵學(xué)廣;蔡文生;陳達(dá);李艷坤;劉智超;;復(fù)雜分析信號(hào)的解析與定量算法研究[A];第九屆全國(guó)計(jì)算（機(jī)）化學(xué)學(xué)術(shù)會(huì)議論文摘要集[C];2007年

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前4條

1 本報(bào)記者　 姚學(xué)文 通訊員　 李璀 實(shí)習(xí)生 周海平;[N];湖南日?qǐng)?bào);2006年

2 羅仲尤、李璀;[N];光明日?qǐng)?bào);2004年

3 胡岳;[N];中國(guó)教育報(bào);2003年

4 本報(bào)通訊員　李莉、羅仲尤、歐陽(yáng)玉、李璀;[N];光明日?qǐng)?bào);2004年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 趙發(fā)珠;黃土丘陵區(qū)退耕植被土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征與土壤有機(jī)碳庫(kù)及組分的響應(yīng)機(jī)制[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 張志敏;化學(xué)計(jì)量學(xué)算法實(shí)現(xiàn)的軟件開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)研究[D];中南大學(xué);2012年

3 白立飛;化學(xué)計(jì)量學(xué)在中藥研究中的應(yīng)用[D];吉林大學(xué);2006年

4 許青松;化學(xué)計(jì)量學(xué)基礎(chǔ)算法研究[D];湖南大學(xué);2001年

5 邱萍;化學(xué)計(jì)量學(xué)用于食品中有機(jī)農(nóng)藥殘留量分析的研究[D];南昌大學(xué);2006年

6 韓清娟;多維光譜數(shù)據(jù)解析的化學(xué)計(jì)量學(xué)算法及應(yīng)用研究[D];湖南大學(xué);2008年

7 金競(jìng)文;復(fù)雜體系光譜定量分析的新型化學(xué)計(jì)量學(xué)模型與方法研究[D];湖南大學(xué);2014年

8 董文江;指紋圖譜技術(shù)結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)在某些食品和中藥樣品質(zhì)量控制中的應(yīng)用[D];南昌大學(xué);2013年

9 陳華舟;光譜分析的化學(xué)計(jì)量學(xué)研究及其在土壤近紅外分析中的應(yīng)用[D];上海大學(xué);2011年

10 李曉寧;化學(xué)計(jì)量學(xué)應(yīng)用于中藥分析和指紋圖譜構(gòu)建的研究[D];湖南大學(xué);2002年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 王偉偉;應(yīng)用紅外光譜和化學(xué)計(jì)量學(xué)進(jìn)行疾病診斷及中藥重金屬檢測(cè)的研究[D];廣東藥學(xué)院;2015年

2 李天平;湘北丘陵區(qū)混交闊葉林不同樹(shù)種土壤C、N、P生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征研究[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2015年

3 劉科;共識(shí)建模方法在光譜分析中的應(yīng)用研究[D];溫州大學(xué);2015年

4 朱陽(yáng);化學(xué)計(jì)量學(xué)算法平臺(tái)設(shè)計(jì)[D];同濟(jì)大學(xué);2008年

5 吳海;質(zhì)譜法結(jié)合化學(xué)計(jì)量學(xué)在中藥分析及脂組學(xué)中的應(yīng)用研究[D];中南大學(xué);2009年

6 葛成相;化學(xué)計(jì)量學(xué)在藥物分析中的應(yīng)用[D];南昌大學(xué);2006年

7 李雅文;化學(xué)計(jì)量學(xué)用于復(fù)雜體系中揮發(fā)性成分分析[D];中南大學(xué);2007年

8 蔡文香;化學(xué)計(jì)量學(xué)原理在生物數(shù)學(xué)中的應(yīng)用[D];東北師范大學(xué);2006年

9 陸敏春;化學(xué)計(jì)量學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的設(shè)計(jì)及其應(yīng)用[D];四川大學(xué);2005年

10 劉文龍;膠州灣濕地生態(tài)系統(tǒng)碳氮磷含量及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)特征[D];青島大學(xué);2014年

  本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)退耕植被土壤C、N、P化學(xué)計(jì)量學(xué)特征與土壤有機(jī)碳庫(kù)及組分的響應(yīng)機(jī)制，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：72500