我國(guó)典型農(nóng)田土壤固碳效率的時(shí)空差異特征及驅(qū)動(dòng)因素
發(fā)布時(shí)間:2020-12-28 12:12
土壤有機(jī)碳(soil organic carbon,SOC)是土壤肥力核心,且與全球碳循環(huán)密切相關(guān)。SOC的變化不僅受到碳投入量多少的影響,還受輸入碳的轉(zhuǎn)化率的影響,后者被稱為固碳效率(carbon sequestration efficiency,CSE)。CSE表示單位外源有機(jī)碳轉(zhuǎn)化為土壤有機(jī)碳百分比。本研究針對(duì)長(zhǎng)期施肥條件下我國(guó)典型農(nóng)田土壤表層及深層固碳效率時(shí)空差異特征及驅(qū)動(dòng)因素不明確,以及不同碳組分對(duì)SOC的相對(duì)貢獻(xiàn)率不明確的問(wèn)題,選取了我國(guó)8個(gè)長(zhǎng)期定位試驗(yàn)點(diǎn)的三個(gè)處理:不施肥(CK),施用化學(xué)氮磷鉀肥(NPK)及化肥配施有機(jī)肥(NPKM),收集其從試驗(yàn)起始年份至2009/2010年的土壤性質(zhì),氣候因子及作物產(chǎn)量等數(shù)據(jù),通過(guò)數(shù)據(jù)分析,得到以下結(jié)論:(1)施肥對(duì)外源碳投入和ΔSOC(NPKM>NPK>CK)有顯著影響,并且黑河(HH)的固碳效率(CSE)顯著低于其它點(diǎn)位。方差分解分析(VPA)的結(jié)果表明,相較于氣候及外源碳投入,土壤性質(zhì)可以解釋更高的CSE變異。土壤有效氮含量和pH值是解釋CSE變異的主要土壤因子,本研究證實(shí)了土壤肥力因素對(duì)土壤有機(jī)碳固存的關(guān)鍵控制作用...
【文章來(lái)源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.1研究選取的我國(guó)長(zhǎng)期點(diǎn)位試驗(yàn)點(diǎn)分布圖??注:HH?(黑河)、GZL?(公主嶺)、YL?(楊凌)、HS?(衡水)、ZZ?(鄭州)、CQ?(重慶)、QY??(祁陽(yáng))、JX?(進(jìn)賢)
NPKM>NPK,CK?(圖?3.2a)。??3.2.2長(zhǎng)期施肥下表層(0-20cm)?土黯機(jī)碳的變化??ASOC的變異在1979-1995年間比1996-2013年間明顯(圖3.1d,??e,f)。一般來(lái)說(shuō),從試驗(yàn)開(kāi)始至今,QY點(diǎn)位所有處理的ASOC均降??低,而GZL點(diǎn)位則升高。雙因素方差分析的結(jié)果顯示,施肥和點(diǎn)位??的交互作用對(duì)ASOC的影響顯著(戶=0.01,圖3.2)。施肥對(duì)ASOC的??影響顯著,如HH點(diǎn)位施肥對(duì)ASOC的效應(yīng)為NPKM〉NPK?>?CK,??YL點(diǎn)位施肥對(duì)ASOC的效應(yīng)為NPKM?>?CK。??3.2.3長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤表層0-20cm?CSE的影響??由于CSE為單位外源碳投入導(dǎo)致SOC的變化值,因此CSE的變??化與A?SOC的變化類(lèi)似,即1979-1995年期間的變異比1996-2013年??大得多(圖3.1d,?e,f)。在大多數(shù)點(diǎn)位,NPKM處理下的CSE均>0,??大于相同點(diǎn)位CK或NPK處理的CSE值。雙因素方差分析顯示
3.3.2不同點(diǎn)位之間,單個(gè)土壤因子對(duì)CSE變異的解釋率不同??首先,在單個(gè)土壤因子中,土壤有效N可以解釋6點(diǎn)位CSE總??變異的8.3%?(P<0.01?),這證明有效N是我國(guó)典型旱地農(nóng)田土壤碳轉(zhuǎn)??化過(guò)程中最重要的限制因子。綜所周知,氮素被認(rèn)為是維持生態(tài)系統(tǒng)??功能的關(guān)鍵元素之一,并且有效態(tài)氮含量經(jīng)常用于指示土壤及植物養(yǎng)??分狀況,如??作物需求和土壤養(yǎng)分供應(yīng)之間的平衡(Zhu?and?Chen,??2002;?Vitousek?et?al.,?2009;?Yuan?and?Chen,?2015)。本研究表明,有效??氮是六點(diǎn)位CK及NPK處理下影響CSE變異的主要土壤因素。對(duì)于??CK處理(超過(guò)二十年無(wú)肥料投入),氮素的供應(yīng)完全依賴于土壤的基??本肥力,而氮素一直是這種低肥力土壤中作物生長(zhǎng)和地下部有機(jī)碳轉(zhuǎn)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Sensitivity of Labile Soil Organic Carbon Pools to Long-Term Fertilizer, Straw and Manure Management in Rice-Wheat System[J]. Dinesh K.BENBI,Kiranvir BRAR,Amardeep S.TOOR,Shivani SHARMA. Pedosphere. 2015(04)
[2]土壤有機(jī)碳分組方法概述[J]. 張麗敏,徐明崗,婁翼來(lái),王小利,李忠芳. 中國(guó)土壤與肥料. 2014(04)
[3]Carbon Sequestration in Soil Humic Substances Under Long-Term Fertilization in a Wheat-Maize System from North China[J]. SONG Xiang-yun,LIU Shu-tang,LIU Qing-hua,ZHANG Wen-ju,HU Chun-guang. Journal of Integrative Agriculture. 2014(03)
[4]土壤碳水化合物的轉(zhuǎn)化與累積研究進(jìn)展[J]. 張煥軍,郁紅艷,丁維新. 土壤學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]耕作年限對(duì)棉田土壤顆粒及礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的影響[J]. 唐光木,徐萬(wàn)里,周勃,梁智,葛春輝. 水土保持學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地植被不同恢復(fù)階段土壤微生物量碳的變化及其與土壤理化因子的關(guān)系[J]. 楊寧,鄒冬生,楊滿元,趙林峰,宋光桃,林仲桂. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]Perspectives on studies on soil carbon stocks and the carbon sequestration potential of China[J]. Pete SMITH. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[8]Quantification of soil organic carbon sequestration potential in cropland:A model approach[J]. QIN ZhangCai & HUANG Yao* State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry(LAPC),Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China(Life Sciences). 2010(07)
[9]中國(guó)地帶性土壤有機(jī)質(zhì)含量與酸堿度的關(guān)系[J]. 戴萬(wàn)宏,黃耀,武麗,俞佳. 土壤學(xué)報(bào). 2009(05)
[10]農(nóng)田土壤固碳潛力研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J]. 孫文娟,黃耀,張穩(wěn),于永強(qiáng). 地球科學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
本文編號(hào):2943732
【文章來(lái)源】:中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京市
【文章頁(yè)數(shù)】:89 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
圖2.1研究選取的我國(guó)長(zhǎng)期點(diǎn)位試驗(yàn)點(diǎn)分布圖??注:HH?(黑河)、GZL?(公主嶺)、YL?(楊凌)、HS?(衡水)、ZZ?(鄭州)、CQ?(重慶)、QY??(祁陽(yáng))、JX?(進(jìn)賢)
NPKM>NPK,CK?(圖?3.2a)。??3.2.2長(zhǎng)期施肥下表層(0-20cm)?土黯機(jī)碳的變化??ASOC的變異在1979-1995年間比1996-2013年間明顯(圖3.1d,??e,f)。一般來(lái)說(shuō),從試驗(yàn)開(kāi)始至今,QY點(diǎn)位所有處理的ASOC均降??低,而GZL點(diǎn)位則升高。雙因素方差分析的結(jié)果顯示,施肥和點(diǎn)位??的交互作用對(duì)ASOC的影響顯著(戶=0.01,圖3.2)。施肥對(duì)ASOC的??影響顯著,如HH點(diǎn)位施肥對(duì)ASOC的效應(yīng)為NPKM〉NPK?>?CK,??YL點(diǎn)位施肥對(duì)ASOC的效應(yīng)為NPKM?>?CK。??3.2.3長(zhǎng)期施肥對(duì)土壤表層0-20cm?CSE的影響??由于CSE為單位外源碳投入導(dǎo)致SOC的變化值,因此CSE的變??化與A?SOC的變化類(lèi)似,即1979-1995年期間的變異比1996-2013年??大得多(圖3.1d,?e,f)。在大多數(shù)點(diǎn)位,NPKM處理下的CSE均>0,??大于相同點(diǎn)位CK或NPK處理的CSE值。雙因素方差分析顯示
3.3.2不同點(diǎn)位之間,單個(gè)土壤因子對(duì)CSE變異的解釋率不同??首先,在單個(gè)土壤因子中,土壤有效N可以解釋6點(diǎn)位CSE總??變異的8.3%?(P<0.01?),這證明有效N是我國(guó)典型旱地農(nóng)田土壤碳轉(zhuǎn)??化過(guò)程中最重要的限制因子。綜所周知,氮素被認(rèn)為是維持生態(tài)系統(tǒng)??功能的關(guān)鍵元素之一,并且有效態(tài)氮含量經(jīng)常用于指示土壤及植物養(yǎng)??分狀況,如??作物需求和土壤養(yǎng)分供應(yīng)之間的平衡(Zhu?and?Chen,??2002;?Vitousek?et?al.,?2009;?Yuan?and?Chen,?2015)。本研究表明,有效??氮是六點(diǎn)位CK及NPK處理下影響CSE變異的主要土壤因素。對(duì)于??CK處理(超過(guò)二十年無(wú)肥料投入),氮素的供應(yīng)完全依賴于土壤的基??本肥力,而氮素一直是這種低肥力土壤中作物生長(zhǎng)和地下部有機(jī)碳轉(zhuǎn)??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Sensitivity of Labile Soil Organic Carbon Pools to Long-Term Fertilizer, Straw and Manure Management in Rice-Wheat System[J]. Dinesh K.BENBI,Kiranvir BRAR,Amardeep S.TOOR,Shivani SHARMA. Pedosphere. 2015(04)
[2]土壤有機(jī)碳分組方法概述[J]. 張麗敏,徐明崗,婁翼來(lái),王小利,李忠芳. 中國(guó)土壤與肥料. 2014(04)
[3]Carbon Sequestration in Soil Humic Substances Under Long-Term Fertilization in a Wheat-Maize System from North China[J]. SONG Xiang-yun,LIU Shu-tang,LIU Qing-hua,ZHANG Wen-ju,HU Chun-guang. Journal of Integrative Agriculture. 2014(03)
[4]土壤碳水化合物的轉(zhuǎn)化與累積研究進(jìn)展[J]. 張煥軍,郁紅艷,丁維新. 土壤學(xué)報(bào). 2013(06)
[5]耕作年限對(duì)棉田土壤顆粒及礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的影響[J]. 唐光木,徐萬(wàn)里,周勃,梁智,葛春輝. 水土保持學(xué)報(bào). 2013(03)
[6]衡陽(yáng)紫色土丘陵坡地植被不同恢復(fù)階段土壤微生物量碳的變化及其與土壤理化因子的關(guān)系[J]. 楊寧,鄒冬生,楊滿元,趙林峰,宋光桃,林仲桂. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào). 2013(01)
[7]Perspectives on studies on soil carbon stocks and the carbon sequestration potential of China[J]. Pete SMITH. Chinese Science Bulletin. 2011(35)
[8]Quantification of soil organic carbon sequestration potential in cropland:A model approach[J]. QIN ZhangCai & HUANG Yao* State Key Laboratory of Atmospheric Boundary Layer Physics and Atmospheric Chemistry(LAPC),Institute of Atmospheric Physics,Chinese Academy of Sciences,Beijing 100029,China. Science China(Life Sciences). 2010(07)
[9]中國(guó)地帶性土壤有機(jī)質(zhì)含量與酸堿度的關(guān)系[J]. 戴萬(wàn)宏,黃耀,武麗,俞佳. 土壤學(xué)報(bào). 2009(05)
[10]農(nóng)田土壤固碳潛力研究的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題[J]. 孫文娟,黃耀,張穩(wěn),于永強(qiáng). 地球科學(xué)進(jìn)展. 2008(09)
本文編號(hào):2943732
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