【摘要】：土壤有機(jī)碳(Soil organic carbon,SOC)庫是最大的陸地有機(jī)碳庫,據(jù)估計,全球土壤有機(jī)碳庫是陸地植被碳庫的2-3倍,是全球大氣碳庫的2倍多,由于土壤有機(jī)碳貯量的巨大庫容,其微小的變化就會對全球碳循環(huán)以及氣候變化產(chǎn)生顯著影響。雖然國內(nèi)外學(xué)者對土壤有機(jī)碳有著廣泛研究,但多見于森林、草原、濕地等生態(tài)系統(tǒng)。本文選取了研究相對較少的鹽堿農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)作為研究對象,并將鹽堿水田和旱田同時納入研究范圍,應(yīng)用多種數(shù)據(jù)分析方法,擬揭示鹽堿農(nóng)田土壤有機(jī)碳的變化規(guī)律以及影響有機(jī)碳的環(huán)境因素。土壤酶在土壤有機(jī)碳的合成、轉(zhuǎn)化和分解過程中起到至關(guān)重要的作用,是調(diào)節(jié)土壤碳儲存的關(guān)鍵組分,同時土壤理化性質(zhì)也會對土壤有機(jī)碳含量產(chǎn)生重要影響。因此,本文從土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性入手,研究這些因素對土壤有機(jī)碳含量的影響,最后對所有要素進(jìn)行分析,討論影響土壤有機(jī)碳的主要因素。本文研究區(qū)位于吉林西部的松原地區(qū),屬于生態(tài)脆弱帶和全球變化陸地樣帶的中國東北樣帶,是世界三大鹽堿地集中分布區(qū)之一。本研究在吉林松原選取了3個鹽堿水田(設(shè)為P1、P2和P3)和3個鹽堿旱田(U1、U2及U3)作為研究樣地,于2016年5月、7月和9月(分別對應(yīng)水稻的幼苗期、分蘗-抽穗期和結(jié)實期,以及玉米的幼苗期、拔節(jié)-抽穗期和成熟期),采集0-30cm的表層土壤樣品和30-60cm的底層土壤樣品。土壤樣品采集后帶回實驗室測定土壤有機(jī)碳含量,同時監(jiān)測土壤pH、堿化度(Exchangeable sodium percentage,ESP)、容重和電導(dǎo)率等理化性質(zhì),以及土壤淀粉酶、蔗糖酶、過氧化氫酶和多酚氧化酶活性。通過方差分析發(fā)現(xiàn),表層和底層土壤有機(jī)碳存在顯著差異(P0.01),呈現(xiàn)含量隨土壤剖面深度的加深而降低的趨勢。土壤有機(jī)碳也隨著農(nóng)作物的生長過程而波動,在7月明顯降低,隨后在9月份增加。此外,不同樣地土壤有機(jī)碳含量也呈現(xiàn)顯著差異(P0.01),在水田表現(xiàn)為:P1樣地有機(jī)碳含量平均值最高,其次為P2樣地,P3樣地有機(jī)碳最低;在旱田表現(xiàn)為:U1樣地有機(jī)碳含量平均值最高,其次為U2樣地,最低為U3樣地。相關(guān)分析顯示,在鹽堿水田和旱田,土壤pH、堿化度以及容重與有機(jī)碳均呈現(xiàn)顯著負(fù)相關(guān)。因此,在吉林松原鹽堿農(nóng)田區(qū),過高的土壤pH、堿化度和容重對土壤有機(jī)碳產(chǎn)生負(fù)影響。在測定的土壤酶中,淀粉酶、蔗糖酶和過氧化氫酶與水田土壤有機(jī)碳均呈顯著正相關(guān)。對于旱田,土壤淀粉酶和蔗糖酶與有機(jī)碳有著顯著正相關(guān)關(guān)系,多酚氧化酶與有機(jī)碳呈顯著負(fù)相關(guān)。從以上研究結(jié)果可知,土壤水解酶對吉林松原鹽堿農(nóng)田土壤有機(jī)碳含量均有顯著影響,產(chǎn)生促進(jìn)作用。在氧化還原酶中,土壤過氧化氫酶對水田有機(jī)碳有重要的正影響,多酚氧化酶對旱田土壤有機(jī)碳有重要的負(fù)影響。最后,本文對所測定的土壤理化性質(zhì)和土壤酶進(jìn)行主成分分析(Principal component analysis,PCA),通過PCA可以得到影響吉林松原鹽堿農(nóng)田土壤有機(jī)碳的主要因素。結(jié)果表明,在鹽堿水田樣地中,對土壤有機(jī)碳產(chǎn)生較大負(fù)影響的因素為土壤pH;在鹽堿旱田地區(qū),影響土壤有機(jī)碳的主要負(fù)向因素是土壤pH和堿化度。通過比較鹽堿水田和旱田土壤有機(jī)碳主要負(fù)影響因素,發(fā)現(xiàn)土壤堿化度對旱田有機(jī)碳的限制作用更大。這可能歸因于不同農(nóng)作物種植管理方式的差別,水田多年的灌溉方式一定程度上削弱了土壤的鹽堿程度。本研究為進(jìn)一步細(xì)化和完善吉林松原鹽堿農(nóng)田區(qū)土壤碳循環(huán)機(jī)制提供了技術(shù)支撐,對研究區(qū)的土壤資源保護(hù)、農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展以及農(nóng)田管理措施的合理應(yīng)用具有一定的借鑒意義和價值。
【學(xué)位授予單位】：吉林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S153;S154.2
【圖文】：

8圖 1-1 技術(shù)路線1.4 創(chuàng)新點以往國內(nèi)外學(xué)者對土壤有機(jī)碳及其影響因素的研究多集中于森林、草地、濕地等生態(tài)系統(tǒng)，而有關(guān)鹽堿農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)的此類研究較為少見。本研究將鹽堿水田和鹽堿旱田樣地同時納入研究范圍，運(yùn)用多種數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析方法，研究鹽堿農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)中土壤理化性質(zhì)和土壤酶活性對有機(jī)碳的影響作用，對進(jìn)一步揭示鹽堿農(nóng)田生態(tài)系統(tǒng)土壤碳循環(huán)機(jī)制具有一定創(chuàng)新性。

第二章 研究區(qū)概況第二章 研究區(qū)概況2.1 地理位置松原位于中國東北吉林省西部地區(qū)，屬于全球變化陸地樣帶中的中國東北樣帶。吉林西部主要指吉林省的松原市和白城市兩個市級區(qū)域，其中松原市位處于松嫩平原的南端，地理坐標(biāo)為 123°6′-126°11′ E；43°59′-45°32′ N。松原市包括乾安縣、長嶺縣、前郭爾羅斯蒙古族自治縣（前郭縣）、寧江區(qū)（市轄區(qū)）及扶余市[64]，其中前郭縣是該區(qū)域重要的水稻灌區(qū)[65]，具體行政區(qū)劃圖見 2-1。

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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相關(guān)博士學(xué)位論文 前2條

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相關(guān)碩士學(xué)位論文 前3條

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本文編號：2721788