【摘要】：塔克拉瑪干沙漠位于亞歐大陸腹地,地處暖溫帶干旱氣候區(qū),氣候極端干燥,地表水資源匱乏,地下水資源豐富但含鹽量高,礦化度最高值接近30 g/L,高礦化度咸水成為限制植被生長的主要因素。長達522 km的沙漠公路沿線營建的防風(fēng)固沙林已有10余年時間,通過抽取地下咸水進行滴灌。目前防護林植物生長良好,徹底根除了公路沙害,并大幅改善了沿線的地表景觀。防護林建設(shè)對該區(qū)的土壤與環(huán)境都產(chǎn)生了巨大影響,研究防護林土壤碳儲量與分布特征可以為沙漠人工生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的評估提供支撐。本文選取不同林齡(23a、21a、19a、17a)、不同礦化度水滴灌(28.40 g/L、18.36 g/L、10.00 g/L、4.82 g/L)的8段公路沿線防護林地段,樹種組成以抗逆性極強的沙拐棗(Calligonum mongolicum)、檉柳(Tamarix chinensis)、梭梭(Haloxylon ammodendron)等灌木為主,流沙地為對照(CK)。通過野外采樣和室內(nèi)分析,系統(tǒng)研究了咸水滴灌下防護林土壤碳的分布特征及其影響因素,并對其固碳潛力進行了估算,以期為防護林的可持續(xù)管理提供理論依據(jù)。主要結(jié)論如下:(1)不同林齡防護林土壤有機碳含量(SOC)隨土層深度的增加呈先上升后下降趨勢,并在60 cm以下土層緩慢下降并最終趨于穩(wěn)定;23a、19a、17a林齡防護林土壤無機碳含量(SIC)隨土層深度增加呈先降后升趨勢,而21a防護林隨土層深度增加呈現(xiàn)“降-升-降”的趨勢。表層(0~40 cm)SOC平均含量表現(xiàn)為23a21a19a17aCK,隨著林齡的增加而增加,SIC平均含量表現(xiàn)為17a19a21a23aCK,隨著林齡的增加而減小,但均高于流沙地。0~5 m剖面土壤碳密度表現(xiàn)為19a(162.06 kgC/m~2)23a(156.39 kgC/m~2)17a(144.53 kgC/m~2)21a(142.27 kgC/m~2)CK(133.93 kgC/m~2),其中無機碳密度(SICD)是有機碳密度(SOCD)的15.14~16.35倍。防護林土壤仍具有較高固碳潛力,總固碳潛力為7.58 Tg,其中無機碳固碳潛力為7.31 Tg,有機碳固碳潛力為0.27 Tg。(2)不同礦化度水灌溉防護林SOC含量隨土層深度的增加呈“降-升-降”的趨勢并在2 m以下土層逐漸趨于穩(wěn)定,SIC隨土層深度的增加呈現(xiàn)先上升后下降最后緩慢上升并在3 m以下土層趨于穩(wěn)定。流沙地SOC隨著土層深度的增加而增加,SIC則隨著土層深度的增加呈先增加后緩慢降低。0~5 m剖面SOC平均含量表現(xiàn)為28.40 g/L18.36 g/L10.00 g/L4.82 g/LCK,SIC平均含量表現(xiàn)為28.40 g/L10.00 g/L18.36g/L4.82 g/LCK,均呈現(xiàn)出隨著灌溉水礦化度增加而增加的趨勢。不同礦化度水灌溉林地0~5 m剖面土壤碳儲量表現(xiàn)為28.40 g/L(173.83 kgC/m~2)10.00 g/L(153.66kgC/m~2)18.36 g/L(151.84 kgC/m~2)4.82 g/L(144.95 kgC/m~2)CK(133.87 kgC/m~2),其中SICD為SOCD的11.01~15.57倍。(3)各處理土壤粒級分布總體表現(xiàn)為細砂粒(0.1~0.05 mm)粗砂粒(0.1 mm)粉粘粒(0.05 mm)。各處理粉粘粒含量隨土層深度的增加呈先減小后增加趨勢,且砂粒含量均遠高于粉粒與粘粒的含量。粉粘粒在表層(0~0.4 m)含量較高,平均含量為7%~13%,遠高于流沙地的2.63%。流沙地粉粘粒含量較為穩(wěn)定,約為2.5%,粗砂粒含量隨著土層深度的增加呈增加趨勢,細砂粒含量呈先降低后增加的“凹”型趨勢。相同林齡條件下,粗砂粒與細砂粒SOC均隨著灌溉水礦化度的增加而增加,粗砂粒SIC含量最低,粉粘粒與細砂粒SIC含量相差較小,粗砂粒SIC含量隨著灌溉水礦化度的升高而增加,粉粘粒SIC含量隨著灌溉礦化度的升高而降低。不同林齡防護林各粒級SOC與SIC含量均高于流沙地,其中粉粘粒SOC較流沙地增加量最大,粉粘粒的SIC含量隨著林齡的增加而增加,而粗砂粒與細砂粒SIC含量則隨著林齡的增加而減少。流沙地的SOC與SIC含量均表現(xiàn)為粉粘粒細砂粒粗砂粒。各粒級碳貢獻率主要受到顆粒含量的影響,總體表現(xiàn)為細砂粒粗砂粒粉粘粒。
【學(xué)位授予單位】：西北農(nóng)林科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號】：S714.2

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本文編號：2616010