森林和農(nóng)田土壤有機碳不同組分分解及Q10對升溫響應的比較研究
發(fā)布時間:2018-04-17 05:01
本文選題:氣候變暖 + 有機碳分解。 參考:《山西農(nóng)業(yè)大學》2015年碩士論文
【摘要】:土壤碳庫含量是大氣碳庫的2-3倍,研究有機碳不同組分對溫度的敏感性對深入剖析土壤有機碳庫在全球變暖下的分解動態(tài)及采取相應的應對措施有積極意義。本實驗跨越我國南北的亞熱帶(江西)、中溫帶(山西)、寒溫帶(黑龍江)的典型森林土壤和相鄰地帶的典型農(nóng)田土壤進行同步對比研究,比較不同溫度帶及不同有機碳本底值(森林與農(nóng)田)的土壤在20℃、27℃兩個溫度梯度恒溫培養(yǎng)下的土壤有機碳不同組分分解的動態(tài)變化,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)綜合分析了有機碳不同組分(總有機碳,易氧化有機碳,慢性有機碳,惰性有機碳)含量和分解速率隨培養(yǎng)時間的動態(tài)變化以及其Q10-q的差異,以進一步探討土壤固碳機制和有機碳不同組分對溫度變化的響應,為全球氣候變化的響應提供科學依據(jù)。主要獲得以下研究結論:(1)總有機碳含量的初始值表現(xiàn)為:黑森(88.7 g/kg)黑農(nóng)(58.1 g/kg)江森(42.0g/kg)山森(32.5 g/1kg)山農(nóng)(23.5 g/kg)江農(nóng)(15.9g/kg)。同一氣候區(qū)不同組分有機碳含量森林土均大于農(nóng)田土,地處同一溫度帶的森林土和農(nóng)田土其土壤有機碳含量相差最大的是亞熱帶地區(qū)。亞熱帶的森林土表現(xiàn)出特殊性,可能與植被樹種為闊葉林有關。(2)有機碳不同組分占總有機碳的比例表現(xiàn)為:惰性有機碳比例(48%-54%)慢性有機碳比例(24%-31%)易氧化有機碳比例(19%-28%)。森林土的易氧化有機碳比例要高于農(nóng)田的,而慢性有機碳和惰性有機碳的比例森林土和農(nóng)田土差別不大。(3)有機碳不同組分分解速率表現(xiàn)為:無論是總的有機碳,還是有機碳中的不同組分,都表現(xiàn)為:20℃下的分解速率27℃下的分解速率,暖溫帶森林土、暖溫帶農(nóng)田土和亞熱帶農(nóng)田土在兩個溫度下290天內(nèi)易氧化有機碳均被完全分解,但是27℃下易氧化有機碳被完全分解的時間提前,而寒溫帶森林土、寒溫帶農(nóng)田土和亞熱帶農(nóng)田土在27℃下290天內(nèi)易氧化有機碳分解量比20℃下分別高約7%,18%和17%。27℃下290天內(nèi)6個供試土樣(黑森,黑農(nóng),山森,山農(nóng),江森,江農(nóng))慢性有機碳分解量比20℃下分別高2.9%,4.2%,5.6%,5%,0.7%和2.4%。而惰性有機碳分解量比20℃下分別高0.2%,2.2%,3.3%,1.1%,2.2%,1.3%?傆袡C碳的分解速率要明顯高于其他組分的分解速率。不同的有機碳組分都在前一個月之內(nèi)的分解速率較快,中期變緩,后期在不同時間段達到穩(wěn)定。(4)有機碳不同組分Q10-q值表現(xiàn)為:20℃下有機碳分解率與27℃下差距較大的是寒溫帶農(nóng)田土和亞熱帶的森林土,表現(xiàn)為Q10-q值前后期差異較大,后期為前期的1.3倍左右。其余4種土壤初始1%和后來1%的有機碳分解時間的差距在1%-3%之間,Q10-q值差異不大,都在1左右。易氧化有機碳在整個培養(yǎng)期間未被完全分解的寒溫帶森林土、農(nóng)田土以及亞熱帶森林土的前后Q10-q值差距大,前期在1.0-2.0范圍內(nèi),后期在2.8-4.8范圍內(nèi)。易氧化有機碳含量不高的農(nóng)田土,培養(yǎng)結束時已被完全分解,Q10-q前后差異不大?傮w來講,慢性有機碳Q10-q在前期和后期的差異不大,前后的比值在1.0左右(范圍為0.95-1.30倍),但暖溫帶農(nóng)田土和亞熱帶農(nóng)田土的慢性有機碳Q10-q前后差異略高,分別為1.6和2.1,這可能與農(nóng)田土壤慢性有機碳年齡比較老,穩(wěn)定性接近于缺少新鮮有機碳輸入的農(nóng)田惰性有機碳,周轉時間較長所致。6個供試土壤惰性碳的Q10-q值在分解前期和后期的比值均在1左右,差異不大。惰性碳含量較低的暖溫帶山西農(nóng)田土Q10-q值前期和后期均在2左右,這仍然可能是由于該農(nóng)田土壤的惰性碳具有更長的周轉時間而較為穩(wěn)定的緣故。
[Abstract]:Soil carbon content is 2 - 3 times of the atmospheric carbon pool , and the dynamic changes of the organic carbon content and the decomposition rate of the organic carbon in the soil at 20 鈩,
本文編號:1762155
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