為了探究干旱半干旱區(qū)鹽堿土壤碳的動態(tài)分布特征,調(diào)查土壤次生碳酸鹽在形成過程中的固碳潛力,本研究選擇內(nèi)蒙古巴彥淖爾市河套灌區(qū)的四種不同鹽堿程度土壤S_1(EC=5.64 ms/cm)、S_2(EC=10.86ms/cm)、S_3(EC=22.31 ms/cm)、S_4(EC=31.13 ms/cm)作為研究對象,分別于2017年5月和8月,通過對0~200 cm土壤剖面不同深度下鹽堿土壤可溶性無機(jī)碳含量(Soil Dissolved Inorganic Carbonates,SDIC)、難溶性無機(jī)碳含量(Soil Inorganic Carbonates,SIC)、總無機(jī)碳含量(Soil Total Inorganic Carbonates,STIC)、土壤有機(jī)碳的含量(Soil Organic Carbonates,SOC)以及環(huán)境因素(土壤電導(dǎo)率、p H)的測定,明確鹽堿土壤SDIC、SIC、STIC和SOC的剖面分布特征以及主要影響因素,運(yùn)用碳穩(wěn)定性同位素技術(shù),計算出不同鹽堿程度土壤固碳潛力,為該區(qū)域制定科學(xué)有效的土壤碳調(diào)控管理措施提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下:(1)土壤剖面可溶性無機(jī)碳含量變化范圍為0.0681~1.5482g·kg~(-1),不同鹽堿程度土壤(S_1-S_4)的SDIC含量隨土壤深度加深呈先減小后增加的變化趨勢,表現(xiàn)為上層0~100 cm含量少,下層100~200 cm含量聚積。不同鹽堿土壤(S_1-S_4)的SDIC含量隨土壤電導(dǎo)率的增加逐漸降低,表現(xiàn)為S_1S_2S_3S_4,8月的SDIC平均含量高于5月,且土壤剖面SDIC含量最高值的深度出現(xiàn)明顯的下移。相關(guān)分析表明SDIC與電導(dǎo)率(EC)呈負(fù)相關(guān)關(guān)系(R~2=0.7055,P0.05),與pH無顯著相關(guān)性(R~2=0.1168,P0.05),表明鹽堿土壤的電導(dǎo)率越大,對SDIC淋溶作用越強(qiáng),越不利于SDIC的積累。(2)不同鹽堿程度土壤的SIC含量變化范圍為60.12~108.31g·kg~(-1),表現(xiàn)為淺層難溶性無機(jī)碳含量向深層聚積,在100~130 cm土層出現(xiàn)最大值。不同電導(dǎo)率鹽堿土壤的SIC含量隨土壤電導(dǎo)率的增加逐漸降低,電導(dǎo)率越大的土壤,SIC平均含量越小。不同鹽堿程度土壤8月SIC平均含量與5月相近,土壤剖面SIC含量最大值出現(xiàn)的深度無明顯下移。相關(guān)性分析可知,土壤難溶性無機(jī)碳平均含量隨EC的增加而減少(R~2=0.8529,P0.05),與pH無顯著相關(guān)性(R~2=0.3388,P0.05)。(3)不同電導(dǎo)率鹽堿土壤的總無機(jī)碳含量隨土壤電導(dǎo)率的增加逐漸降低,電導(dǎo)率越小,土壤總無機(jī)碳含量越大。不同鹽堿程度STIC變化范圍為60.25~108.47 g·kg~(-1),隨土壤深度的加深先減小后增加,土壤剖面STIC由淺層總無機(jī)碳向深層聚積,在100~130 cm土層出現(xiàn)最大值。不同鹽堿程度土壤總無機(jī)碳主要以難溶性無機(jī)碳為主,5月和8月總無機(jī)碳平均含量相差不大。相關(guān)性分析表明,土壤總無機(jī)碳含量隨EC的增加而減少,呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系(R~2=0.8578,P0.05),隨pH的增加有增加的趨勢,但無顯著相關(guān)性(R~2=0.3386,P0.05)。(4)土壤有機(jī)碳的分布特征:0~200 cm土壤剖面不同鹽堿程度有機(jī)碳含量變化范圍為0.9359~8.8381 g·kg~(-1),主要分布在0~30 cm表層,且0~10 cm土層含量最高,隨著土壤深度逐漸加深,有機(jī)碳含量逐漸減少。不同鹽堿程度SOC的含量大小依次為S_1S_2S_3S_4,即電導(dǎo)率越小的鹽堿土壤其所含有機(jī)碳越多,隨著電導(dǎo)率的增加,SOC含量逐漸降低。相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),SOC和電導(dǎo)率(EC)之間呈負(fù)相關(guān)(R~2=0.4807,P0.05),與pH無明顯相關(guān)性(R~2=0.1571,P0.05)。因此,土壤的電導(dǎo)率對鹽堿土壤有機(jī)碳的分布和積累具有明顯的影響。(5)通過測定不同鹽堿程度土壤不同層次CO_2-δ~(13)C值、土壤碳酸鹽δ~(13)C值,運(yùn)用次生碳酸鹽積累量的同位素質(zhì)量平衡方程,計算出不同鹽堿程度土壤各土層固碳潛力,結(jié)果顯示土壤固碳潛力變化范圍為0.0200~1.8689 g,在剖面的分布表現(xiàn)為隨土層深度的加深土壤固碳潛力逐漸增加,深層土壤固碳潛力大于上層土壤。不同電導(dǎo)率鹽堿土壤的固碳潛力隨土壤電導(dǎo)率的增加逐漸降低,表現(xiàn)為S_1S_2S_3S_4。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),土壤固碳潛力和電導(dǎo)率(EC)之間呈負(fù)相關(guān)(R~2=0.5879,P0.05),與pH無顯著相關(guān)性(R~2=0.1450,P0.05)。由此可知,土壤電導(dǎo)率對鹽堿土壤固碳過程有明顯影響。
【學(xué)位單位】：內(nèi)蒙古師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S153.6
【文章目錄】：
中文摘要
abstract
1. 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 土壤碳庫的組成
    1.3 研究進(jìn)展
        1.3.1 土壤有機(jī)碳
        1.3.2 土壤無機(jī)碳
        1.3.3 土壤固碳
    1.4 問題的提出和研究目標(biāo)及內(nèi)容
    1.5 技術(shù)路線
2. 材料與方法
    2.1 試驗點(diǎn)基本情況
    2.2 實(shí)驗設(shè)計
    2.3 測定項目與方法
        2.3.1 土壤理化性質(zhì)的測定方法
        2.3.2 土壤可溶性無機(jī)碳（SDIC）的測定方法
        2.3.3 土壤難溶性無機(jī)碳（SIC）的測定方法
        2.3.4 土壤有機(jī)碳的測定方法
    2.4 數(shù)據(jù)處理與分析
3. 不同鹽堿程度土壤可溶性無機(jī)碳剖面分布特征
    3.1 剖面分布特征
    3.2 影響因素分析
    3.3 討論
    3.4 本章小結(jié)
4. 不同鹽堿程度土壤難溶性無機(jī)碳剖面分布特征
    4.1 剖面分布特征
    4.2 影響因素分析
    4.3 討論
    4.4 本章小結(jié)
5. 不同鹽堿程度土壤總無機(jī)碳剖面分布特征
    5.1 剖面分布規(guī)律
    5.2 影響因素分析
    5.3 討論
    5.4 本章小結(jié)
6. 不同鹽堿程度土壤有機(jī)碳剖面分布特征
    6.1 剖面分布規(guī)律
    6.2 影響因素分析
    6.3 討論
    6.4 本章小結(jié)
7. 不同電導(dǎo)率對鹽堿土壤固碳潛力的影響
    7.1 樣品采集
    7.2 樣品分析
    7.3 不同電導(dǎo)率土壤固碳潛力剖面分布規(guī)律
    7.4 影響因素分析
    7.5 討論
    7.6 本章小結(jié)
8. 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 存在的問題與研究展望
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間發(fā)表論文及主持或參與的科研項目

【參考文獻(xiàn)】

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