本文選取黃河三角洲鹽堿荒地、棉花單作田、小麥玉米連作田為研究對(duì)象,采用LGR碳通量測(cè)定系統(tǒng)測(cè)定土壤呼吸速率日變化和季節(jié)變化規(guī)律,同時(shí)對(duì)土壤及空氣溫濕度、土壤理化性質(zhì)、土壤微生物生物量碳進(jìn)行測(cè)定,研究分析了不同墾殖方式下土壤呼吸的時(shí)空動(dòng)態(tài)變化特征及其影響因子;采用時(shí)空迭代方法,選取墾殖利用0年、10~15年、30~35年、60~70年小麥/玉米連作土壤為研究對(duì)象,探究了不同墾殖歷史對(duì)土壤呼吸及碳儲(chǔ)量的影響。本研究將為構(gòu)建區(qū)域鹽堿農(nóng)田土壤碳過(guò)程模型提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),也可為估算和預(yù)測(cè)我國(guó)東部濱海鹽漬區(qū)域土壤有機(jī)碳密度的演變趨勢(shì)及效應(yīng)提供參考。主要研究結(jié)果如下:1.通過(guò)不同墾殖方式試驗(yàn),研究了墾殖方式對(duì)土壤呼吸的影響,分析了不同墾殖方式下水熱及土壤理化影響因子對(duì)土壤呼吸的影響機(jī)制。(1)不同墾殖方式土壤呼吸速率表現(xiàn)明顯的日變化、季節(jié)變化規(guī)律,土壤呼吸均為小麥/玉米連作棉田單作荒地。小麥/玉米連作、棉田單作、荒地土壤呼吸日變化規(guī)律基本一致,均呈明顯的單峰曲線,9:00~12:00土壤呼吸速率逐漸增大,至中午12:00土壤呼吸速率達(dá)到最大值,隨后土壤呼吸速率逐漸降低,24:00左右達(dá)最小值。土壤呼吸表現(xiàn)明顯季節(jié)變化規(guī)律,不同季節(jié)土壤呼吸速率平均值范圍從-0.12~1.58μmol·m~(-2)·s~(-1),土壤呼吸速率平均值8月4月10月12月,12月荒地土壤呼吸為負(fù)值。(2)土壤呼吸受多種因子的作用,其中表層土壤微生物生物量碳、土壤含水量是影響土壤呼吸的主導(dǎo)條件,兩個(gè)主成分所解釋的方差占整個(gè)方差的96.20%。土壤呼吸速率與土壤微生物生物量碳、有機(jī)碳、全氮、pH、有效磷呈極顯著相關(guān)(p0.01),與速效鉀呈顯著相關(guān)(p0.05),與容重呈極顯著負(fù)相關(guān)(p0.01),與全鹽含量呈顯著負(fù)相關(guān)(p0.05);不同墾殖方式土壤呼吸日變化均與地表氣溫、土壤表層溫度、土壤含水率與土壤呼吸呈極顯著正相關(guān)(p0.01),與地表空氣濕度與土壤呼吸速率呈極顯著負(fù)相關(guān)(p0.01),土壤溫度、濕度與土壤呼吸的復(fù)合函數(shù),決定系數(shù)R~2為0.612~0.782。(3)研究表明,小麥/玉米連作(WM)、棉田(CF)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量顯著高于荒地(p0.05),土壤有機(jī)碳密度分別增加44.93%和40.32%,說(shuō)在一定時(shí)間范圍內(nèi),鹽堿地土壤墾殖后有機(jī)碳密度呈增加的趨勢(shì)。2.為進(jìn)一步探究墾殖年限對(duì)土壤呼吸及碳儲(chǔ)量的影響,選取小麥/玉米連作典型墾殖模式,以時(shí)空迭代的方法,探究了不同墾殖年限土壤呼吸及碳過(guò)程的變化。(1)不同墾殖年限小麥/玉米連作土壤呼吸速率的變化表現(xiàn)出明顯的變化規(guī)律,隨著墾殖年限增加土壤呼吸速率整體上呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢(shì),土壤呼吸速率表現(xiàn)為60~70年30~35年10~15年0年,10~15年、30~35年、60~70年土壤呼吸速率分別比0年增加了1.77、3.35、4.48倍。(2)土壤墾殖后,墾殖利用各年限0年、10~15年、30~35年、60~70年土壤有機(jī)碳密度差異顯著(p0.05),有機(jī)碳密度隨墾殖年限增加而增加。墾殖利用60~70年、30~35年、10~15年分別比0年有機(jī)碳儲(chǔ)量增加了77.37%、38.89%和21.40%。
【學(xué)位單位】：山東農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S154
【部分圖文】：

圖 2 取樣點(diǎn)分布圖Fig.2 Distribution of sampling points 1 代表墾殖 10~15 年取樣地，編號(hào) 2 代表 30~35 年取樣地，編號(hào) 3 代表墾殖 60~70編號(hào) 4 代表墾殖 0 年取樣地. 1: Sample plot 10~15 years in reclamation time; No. 2: Sample plot 30~35 years in reclamo.3:Sample plot 60~70 years in reclamation time, No. 4: Sample plot 0 years in reclamati方法呼吸速率7 年 4 月至 2017 年 12 月測(cè)定不同墾殖方式土壤呼吸速率，于25 日）、8 月（21~23 日）、10 月（17~19 日）、12 月（5~7日變化測(cè)定，為消除土壤呼吸日動(dòng)態(tài)變化對(duì)試驗(yàn)結(jié)果的影響， 48h，以平均值作為該樣地土壤呼吸值；其余每月于 9:00~11:Xuet al., 2006；Li et al., 2017），最終取平均值。土壤呼吸測(cè)選三個(gè)重復(fù)點(diǎn)依次測(cè)定，重復(fù)點(diǎn)之間間距大于 20 m，每個(gè)點(diǎn)

圖 3 不同墾殖方式的四個(gè)典型土壤呼吸速率日變化規(guī)律Fig. 3 Diurnal variation regularity of four typical soil respiration rates in different reclamation history荒地對(duì)照(CK)、棉田(CF)、小麥/玉米連作(WM)，下同。e: Uncultivated land Control Check (CK)、Cotton Field (CF)、Wheat-maize continuous cropping (WM ), The saow..1.2 不同墾殖方式土壤呼吸的季節(jié)變化不同墾殖方式下土壤呼吸速率季節(jié)變化規(guī)律如圖 4 所示，從圖中可知，土吸表現(xiàn)明顯季節(jié)變化規(guī)律，春季到夏季土壤呼吸逐漸升高，秋季出現(xiàn)顯著降低季土壤呼吸為一年中最低，冬季荒地土壤表現(xiàn)為碳匯。不同季節(jié)土壤呼吸速平均值范圍從-0.12~1.58 μmol·m-2·s-1，不同季節(jié)小麥/玉米連作（WM）處理壤呼吸速率均顯著高于棉田單作（CF）和荒地（CK），均為小麥/玉米連作（WM田（CF）>荒地（CK）。春季（4 月），荒地（CK）、棉田單作（CF）、小麥/玉米連作（WM）呼吸日均值分別為 0.23 μmol·m-2·s-1、0.25μmol·m-2·s-1、0.79 μmol·m-2·s-1；小

作（CF）次之，荒地（CK）、小麥/玉米連作（WM）、呼吸速率日平均值分別為 0.85 μmol·m-2·s-1、1.05 μmol·m-2對(duì)不同墾殖處理進(jìn)行差異分析，發(fā)現(xiàn)平均土壤呼吸速率均。0 月）土壤呼吸驟降，土壤呼吸顯著低于夏季（8 月份），小麥/玉米連作（WM）>棉田（CF）>荒地（CK），此時(shí)零，日均土壤呼吸速率為 0.01 μmol·m-2·s-1，棉田（CF）0.12 μmol·m-2·s-1，小麥/玉米連作（WM）日均土壤呼吸速2 月）土壤呼吸為一年中最低值，荒地（CK）、棉田單作作（WM）土壤呼吸速率日平均值分別為-0.12 μmol·m-20.13 μmol·m-2·s-1，小麥/玉米連作（WM）>棉田（CF）>荒地

【參考文獻(xiàn)】

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1 于曉娜;周涵君;張曉帆;李志鵬;付仲毅;秦q諍

本文編號(hào)：2831364