本文選題：敦煌 + 葡萄農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)��； 參考：《蘭州大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：在全球變暖的大背景下,陸地生態(tài)系統(tǒng)的碳循環(huán)過程受到人們的廣泛關(guān)注。干旱區(qū)農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)是陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,由于其脆弱的生態(tài)環(huán)境和較少的土壤有機(jī)質(zhì)含量,對(duì)全球變化的碳循環(huán)意義非凡。加之人類活動(dòng)的強(qiáng)烈干擾,使其碳循環(huán)變得異常復(fù)雜。研究干旱農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)對(duì)認(rèn)識(shí)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)以及探索“失蹤的碳匯”有重要的意義。本文將渦度相關(guān)技術(shù)和氣室觀測(cè)手段相結(jié)合,于2013-2014年7-10月在我國西北干旱區(qū)甘肅省敦煌市南湖鄉(xiāng)的葡萄園中進(jìn)行CO2通量的觀測(cè)實(shí)驗(yàn),分析不同的時(shí)間尺度下葡萄農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤CO2通量的日變化和季節(jié)變化規(guī)律;區(qū)分影響土壤CO2通量主要的環(huán)境因子;對(duì)比分析土壤CO2通量和凈生態(tài)系統(tǒng)碳通量的關(guān)系;估算葡萄農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)碳平衡。所得具體結(jié)果如下:(1)通過根排除法研究有根區(qū)和無根區(qū)土壤呼吸在日尺度上的變化規(guī)律,研究表明二者的日變化基本呈不對(duì)稱的單峰曲線,最大值出現(xiàn)在12:00-18:00之間,最小值出現(xiàn)在8:00左右,并且在不同的天氣狀況下,土壤呼吸差異明顯。在季節(jié)尺度上,2013年和2014年兩個(gè)生長季7-10月土壤呼吸的變化范圍在1.56-6.3μmolm·-2·s-1之間,最大值出現(xiàn)在7月。自養(yǎng)呼吸占總呼吸的比例隨時(shí)間的變化而逐漸減小,變化范圍在21-42%之間。兩個(gè)生長季7-10月(2013年7月13日-10月21日,2014年7月20日-10月15日)土壤呼吸的平均累積量分別為843.1g·m-2和892.15g·m-2。(2)在不同的時(shí)間尺度上,影響土壤呼吸的環(huán)境因子存在差異。0-5cm土壤溫度和有效光合輻射影響土壤呼吸的日變化規(guī)律,二者與土壤呼吸都有遲滯現(xiàn)象發(fā)生,土壤溫度日變化滯后于土壤呼吸到達(dá)峰值,而光合有效輻射日變化較土壤呼吸提前到達(dá)峰值。隨植被生長,遲滯時(shí)間呈不斷遞減的變化規(guī)律。0-5cm處土壤含水量是影響干旱區(qū)土壤呼吸的季節(jié)變化的主要因子。土壤含水量與土壤呼吸的關(guān)系可以用多項(xiàng)式模型很好的擬合,可以解釋71%土壤呼吸的變化,當(dāng)土壤含水量在19%左右時(shí),土壤呼吸達(dá)到最大,大于或者小于19%,土壤呼吸都有下降趨勢(shì)。此外,土壤理化性質(zhì),例如土壤有機(jī)質(zhì)、全氮和土壤pH值也顯著影響土壤呼吸速率。(3)兩個(gè)生長季7-10月總初級(jí)生產(chǎn)力、凈生態(tài)系統(tǒng)碳通量的日累積變化存在一致性。在2014年生長季葡萄農(nóng)田的凈生態(tài)系統(tǒng)碳通量、生態(tài)系統(tǒng)呼吸、總初級(jí)生產(chǎn)力的累積量分別是:-1945.09gC·m-2、1994.0gC·m-2、3940.09gC·m-2。土壤呼吸的變化影響與凈生態(tài)系統(tǒng)碳通量有相關(guān)性,凈生態(tài)系統(tǒng)碳通量約占總初級(jí)生產(chǎn)力的51%,葡萄農(nóng)田在生長季內(nèi)表現(xiàn)為強(qiáng)碳匯。
[Abstract]:Under the background of global warming, the process of carbon cycle in terrestrial ecosystem has been paid more and more attention. Farmland ecosystem is an important part of terrestrial ecosystem in arid area. Because of its fragile ecological environment and less soil organic matter content, farmland ecosystem is of great significance to the carbon cycle of global change. Combined with the intense interference of human activities, the carbon cycle becomes extremely complex. The study of carbon cycle in arid farmland ecosystem is of great significance to understand the carbon cycle of terrestrial ecosystem and to explore "missing carbon sink". In this paper, based on the combination of vorticity correlation technique and gas chamber observation method, CO2 fluxes were observed in the vineyards of Nanhu Township, Dunhuang City, Northwest arid region of China from July to October in 2013-2014, in which CO 2 fluxes were observed in the vineyards of Nanhu Township, Dunhuang City, Gansu Province, China. The diurnal and seasonal variations of soil CO2 fluxes in grape farmland ecosystem were analyzed at different time scales, and the main environmental factors affecting soil CO2 fluxes were identified, and the relationship between soil CO2 fluxes and net ecosystem carbon fluxes was compared and analyzed. Estimate the carbon balance of grape field ecosystem. The results are as follows: (1) the variation of soil respiration in rootless and rootless regions on a daily scale is studied by the method of root exclusion. The results show that the diurnal changes of soil respiration in rootless and rootless areas are basically unsymmetrical single-peak curves, and the maximum values appear in the range of 12: 00-18: 00. The minimum value was about 8:00, and the soil respiration was significantly different under different weather conditions. On the seasonal scale, the variation range of soil respiration in July-October of 2013 and 2014 ranged from 1.56-6.3 渭 molm -2 s-1, and the maximum occurred in July. The ratio of autotrophic respiration to total respiration decreased with time, ranging from 21 to 42%. The average accumulative amount of soil respiration in the two growing seasons was 843.1 g m-2 and 892.15 g m ~ (-2), respectively. (2) at different time scales, the average accumulation of soil respiration was 843.1 g m-2 and 892.15 g m ~ (-2), respectively, from 13 July to 21 October 2013 and from 20 July to 15 October 2014. The diurnal variation of soil respiration was influenced by the difference of soil temperature between 0 ~ 5 cm and effective photosynthetic radiation. Both of them had hysteresis with soil respiration, and the diurnal variation of soil temperature lagged behind the peak value of soil respiration. The diurnal variation of photosynthetic available radiation reached its peak earlier than soil respiration. The soil moisture content in 0-5 cm was the main factor affecting the seasonal variation of soil respiration in arid area. The relationship between soil moisture content and soil respiration can be well fitted by polynomial model, which can explain the variation of 71% soil respiration. When soil moisture content is about 19%, soil respiration reaches the maximum. Soil respiration decreased when it was greater than or less than 19%. In addition, soil physical and chemical properties, such as soil organic matter, total nitrogen and soil pH, also significantly affected soil respiration rate. (3) the total primary productivity in July and October of the two growing seasons and the daily cumulative variation of net ecosystem carbon flux were consistent. The accumulation of net ecosystem carbon flux, ecosystem respiration and total primary productivity in grape field in the growing season of 2014 were: 1: -1945.09 g / m ~ (-2) / 1994.0g / cm ~ (-2) ~ 3940.09 g / m ~ (-2), respectively. The effect of soil respiration was related to the net ecosystem carbon fluxes, which accounted for 51% of the total primary productivity, and the grape farmland showed a strong carbon sink during the growing season.
【學(xué)位授予單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S154

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本文編號(hào)：2077813