若爾蓋高原退化泥炭地土壤呼吸及其溫度敏感性變化特征
發(fā)布時間:2021-02-19 16:34
土壤呼吸及其溫度敏感性的研究對于揭示泥炭地生態(tài)系統(tǒng)對未來全球變化的響應(yīng)及其反饋機制具有重要意義。在氣候變化(全球變暖、降水量減少、極端氣候等)和人類活動(泥炭開采、挖溝排水等)的影響下,泥炭地出現(xiàn)不同程度的退化或者萎縮,影響到土壤碳儲量。但是,由于研究的局限性,無法預(yù)測退化泥炭地在未來氣候變化背景下,其碳“源”、“匯”的關(guān)系。因此,本研究以若爾蓋高原區(qū)域的高原泥炭地為研究對象,選取不同退化程度(未退化、中度退化、重度退化)、不同深度(0~20 cm、20~40 cm、40~60 cm)泥炭地土壤為研究材料,在5℃、15℃和25℃溫度下進(jìn)行恒溫培養(yǎng),并設(shè)置4種基質(zhì)添加處理(對照、葡萄糖添加、凋落物常量添加和凋落物倍增添加),研究退化泥炭地的土壤呼吸及其溫度敏感性(Q10)對增溫及基質(zhì)添加的響應(yīng)規(guī)律,并分析土壤呼吸與土壤酶活性和土壤理化性質(zhì)的關(guān)系,闡明未來氣候變化背景下,泥炭地的碳排放規(guī)律及其機制,為區(qū)域碳循環(huán)的準(zhǔn)確預(yù)測提供理論支持。主要研究結(jié)果如下:(1)通過30天的室內(nèi)培養(yǎng)實驗發(fā)現(xiàn),三種退化泥炭地的CO2累積排放量在較低溫度(5℃)培養(yǎng)下差異...
【文章來源】:西華師范大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線示意圖
第2章研究區(qū)概況及實驗方法9分為三層(0~20cm、20~40cm、40~60cm)取土樣,將5個同層土樣混合成一個土樣,裝入自封袋,低溫帶回實驗室;貙嶒炇液,立即手工挑出石塊和可見根系(直徑>1mm)等。將少部分土壤(約100g)過2mm篩,風(fēng)干處理,用于土壤理化性質(zhì)測定,剩余部分土壤于4℃冰箱中儲藏,用于培養(yǎng)實驗。將收集的地上凋落物置于50℃的烘箱中烘干至恒重,然后壓碎過1mm篩。圖2-1采樣地點位置示意圖Figure2-1Thelocationofsamplingsite2.2.2實驗設(shè)計將不同退化程度(未退化,中度退化,重度退化)、不同深度(0~20cm、20~40cm、40~60cm)的泥炭地土壤分別置于3種溫度下培養(yǎng),即5℃、15℃、25℃;同時,設(shè)置基質(zhì)添加處理:對照、葡萄糖添加、凋落物添加(常量、倍增)。在泥炭土培養(yǎng)過程中,測定每層土壤在每個處理下的CO2排放量,同時測定培養(yǎng)前后泥炭土酶活性變化。通過對比分析每個處理下泥炭地的CO2排放量,明晰不同深度土壤對整個土壤呼吸的貢獻(xiàn),不同處理的土壤呼吸及其溫度敏感性(Q10)的差異性。最后分析土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性等因子對土壤呼吸及其溫度敏感
第2章研究區(qū)概況及實驗方法10性(Q10)的影響。2.2.3培養(yǎng)實驗稱取相當(dāng)于35g干土重的新鮮土壤,放于500mL燒杯中,調(diào)節(jié)樣品土壤含水量至田間持水量的60%,然后用保鮮膜密封。設(shè)置了4種基質(zhì)添加處理(對照、葡萄糖添加、凋落物添加(常量、倍增),分別在5℃、15℃和25℃下培養(yǎng)30天,每一溫度條件下每種土壤樣品設(shè)置3個重復(fù)樣,此外每一溫度條件下還設(shè)有3個空白樣,共計培養(yǎng)342個樣品。培養(yǎng)過程和堿液吸收法如下:(1)在每個裝有土壤的500mL燒杯中放置一個裝有10mL0.4mol/L的NaOH溶液的小燒杯,吸收泥炭土在恒溫培養(yǎng)過程中釋放出來的CO2。(2)將裝有土壤的樣品和空白樣品放于恒溫培養(yǎng)箱中,且每次測定時補充水分以保持土壤含水量。(3)經(jīng)過一段時間的培養(yǎng),拿出NaOH溶液用于測定,同時用新的NaOH溶液替換繼續(xù)培養(yǎng),共培養(yǎng)30天。(4)往拿出的堿液加入過量的0.5mol/L的CaCl2溶液,再以酚酞為指示劑,用0.8mol/L的HCl進(jìn)行滴定,通過所消耗的滴定鹽酸量計算出吸收的CO2量。(5)按第1、2、3、5、9、16、23、30天的頻率測定土壤呼吸量,土壤呼吸速率計算如下:土壤呼吸速率(CO2mgkg-1·d-1)=M(V1-V2)×44/W·d式中,M為HCl摩爾濃度(mol/L),W為樣品重量(kg),d為培養(yǎng)時間,V1是空白滴定量(mL),V2是樣品滴定量(mL),44是CO2的相對分子質(zhì)量。(a)(b)(c)圖2-2培養(yǎng)實驗過程圖(a:樣品處理;b:恒溫培養(yǎng);c:滴定)Figure2-2Cultureexperimentprocess(a:sampletreatment;b:incubation;c:titration)2.2.4土壤理化性質(zhì)測定土壤有機質(zhì)測定:采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定[72]。將風(fēng)干土過0.25mm篩,采用2015年更新的《土壤有機質(zhì)測定法》(NY/T85-1988)方法測定土壤中的有機質(zhì)含量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表層和下層免耕黑土有機碳礦化速率及激發(fā)效應(yīng)[J]. 黃雙雙,霍常富,解宏圖,王朋,程維信. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2019(06)
[2]亞熱帶退化紅壤區(qū)森林恢復(fù)類型土壤有機碳礦化對溫度的響應(yīng)[J]. 趙玉皓,張艷杰,嚴(yán)月,劉玉槐,徐燕,劉苑秋,郭曉敏,婁翼來,魯順保. 生態(tài)學(xué)報. 2018(14)
[3]稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)對磷添加的響應(yīng)[J]. 唐美玲,魏亮,祝貞科,李歡,周萍,葛體達(dá),吳金水,王光軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(03)
[4]凋落物呼吸溫度敏感性的變化特征及其影響因素[J]. 張彥軍. 環(huán)境科學(xué). 2017(08)
[5]中亞熱帶杉木人工林和米櫧次生林凋落物添加與去除對土壤呼吸的影響[J]. 李曉杰,劉小飛,熊德成,林偉盛,林廷武,施友文,謝錦升,楊玉盛. 植物生態(tài)學(xué)報. 2016(05)
[6]溫室效應(yīng)會使地球溫度上升多高?——關(guān)于平衡氣候敏感度[J]. 姜大膀,劉葉一. 科學(xué)通報. 2016(07)
[7]氮、磷養(yǎng)分添加對高寒草甸土壤酶活性的影響[J]. 孫亞男,李茜,李以康,林麗,杜巖功,曹廣民. 草業(yè)學(xué)報. 2016(02)
[8]土壤微生物對增溫響應(yīng)的Meta分析[J]. 王文立,孔維棟,曾輝. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[9]森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸時空異質(zhì)性及影響因子研究進(jìn)展[J]. 魏書精,羅碧珍,孫龍,魏書威,劉芳芳,胡海清. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2013(04)
[10]太岳山油松人工林土壤呼吸組分及其影響因子[J]. 汪金松,范娟,趙秀海,夏富才,倪瑞強,金冠一,郭依秋,李化山. 林業(yè)科學(xué). 2013(02)
博士論文
[1]改變碳輸入對沼澤濕地碳排放的影響及其微生物學(xué)機制研究[D]. 宮超.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2018
[2]人工針葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物輸入調(diào)控對土壤有機碳動態(tài)和穩(wěn)定性的影響[D]. 吳君君.中國科學(xué)院武漢植物園 2017
[3]我國典型低溫區(qū)土壤有機碳變化及土壤呼吸特征[D]. 廖艷.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2011
本文編號:3041386
【文章來源】:西華師范大學(xué)四川省
【文章頁數(shù)】:70 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
技術(shù)路線示意圖
第2章研究區(qū)概況及實驗方法9分為三層(0~20cm、20~40cm、40~60cm)取土樣,將5個同層土樣混合成一個土樣,裝入自封袋,低溫帶回實驗室;貙嶒炇液,立即手工挑出石塊和可見根系(直徑>1mm)等。將少部分土壤(約100g)過2mm篩,風(fēng)干處理,用于土壤理化性質(zhì)測定,剩余部分土壤于4℃冰箱中儲藏,用于培養(yǎng)實驗。將收集的地上凋落物置于50℃的烘箱中烘干至恒重,然后壓碎過1mm篩。圖2-1采樣地點位置示意圖Figure2-1Thelocationofsamplingsite2.2.2實驗設(shè)計將不同退化程度(未退化,中度退化,重度退化)、不同深度(0~20cm、20~40cm、40~60cm)的泥炭地土壤分別置于3種溫度下培養(yǎng),即5℃、15℃、25℃;同時,設(shè)置基質(zhì)添加處理:對照、葡萄糖添加、凋落物添加(常量、倍增)。在泥炭土培養(yǎng)過程中,測定每層土壤在每個處理下的CO2排放量,同時測定培養(yǎng)前后泥炭土酶活性變化。通過對比分析每個處理下泥炭地的CO2排放量,明晰不同深度土壤對整個土壤呼吸的貢獻(xiàn),不同處理的土壤呼吸及其溫度敏感性(Q10)的差異性。最后分析土壤理化性質(zhì)、土壤酶活性等因子對土壤呼吸及其溫度敏感
第2章研究區(qū)概況及實驗方法10性(Q10)的影響。2.2.3培養(yǎng)實驗稱取相當(dāng)于35g干土重的新鮮土壤,放于500mL燒杯中,調(diào)節(jié)樣品土壤含水量至田間持水量的60%,然后用保鮮膜密封。設(shè)置了4種基質(zhì)添加處理(對照、葡萄糖添加、凋落物添加(常量、倍增),分別在5℃、15℃和25℃下培養(yǎng)30天,每一溫度條件下每種土壤樣品設(shè)置3個重復(fù)樣,此外每一溫度條件下還設(shè)有3個空白樣,共計培養(yǎng)342個樣品。培養(yǎng)過程和堿液吸收法如下:(1)在每個裝有土壤的500mL燒杯中放置一個裝有10mL0.4mol/L的NaOH溶液的小燒杯,吸收泥炭土在恒溫培養(yǎng)過程中釋放出來的CO2。(2)將裝有土壤的樣品和空白樣品放于恒溫培養(yǎng)箱中,且每次測定時補充水分以保持土壤含水量。(3)經(jīng)過一段時間的培養(yǎng),拿出NaOH溶液用于測定,同時用新的NaOH溶液替換繼續(xù)培養(yǎng),共培養(yǎng)30天。(4)往拿出的堿液加入過量的0.5mol/L的CaCl2溶液,再以酚酞為指示劑,用0.8mol/L的HCl進(jìn)行滴定,通過所消耗的滴定鹽酸量計算出吸收的CO2量。(5)按第1、2、3、5、9、16、23、30天的頻率測定土壤呼吸量,土壤呼吸速率計算如下:土壤呼吸速率(CO2mgkg-1·d-1)=M(V1-V2)×44/W·d式中,M為HCl摩爾濃度(mol/L),W為樣品重量(kg),d為培養(yǎng)時間,V1是空白滴定量(mL),V2是樣品滴定量(mL),44是CO2的相對分子質(zhì)量。(a)(b)(c)圖2-2培養(yǎng)實驗過程圖(a:樣品處理;b:恒溫培養(yǎng);c:滴定)Figure2-2Cultureexperimentprocess(a:sampletreatment;b:incubation;c:titration)2.2.4土壤理化性質(zhì)測定土壤有機質(zhì)測定:采用重鉻酸鉀容量法-外加熱法測定[72]。將風(fēng)干土過0.25mm篩,采用2015年更新的《土壤有機質(zhì)測定法》(NY/T85-1988)方法測定土壤中的有機質(zhì)含量。
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]表層和下層免耕黑土有機碳礦化速率及激發(fā)效應(yīng)[J]. 黃雙雙,霍常富,解宏圖,王朋,程維信. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2019(06)
[2]亞熱帶退化紅壤區(qū)森林恢復(fù)類型土壤有機碳礦化對溫度的響應(yīng)[J]. 趙玉皓,張艷杰,嚴(yán)月,劉玉槐,徐燕,劉苑秋,郭曉敏,婁翼來,魯順保. 生態(tài)學(xué)報. 2018(14)
[3]稻田土壤有機碳礦化及其激發(fā)效應(yīng)對磷添加的響應(yīng)[J]. 唐美玲,魏亮,祝貞科,李歡,周萍,葛體達(dá),吳金水,王光軍. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報. 2018(03)
[4]凋落物呼吸溫度敏感性的變化特征及其影響因素[J]. 張彥軍. 環(huán)境科學(xué). 2017(08)
[5]中亞熱帶杉木人工林和米櫧次生林凋落物添加與去除對土壤呼吸的影響[J]. 李曉杰,劉小飛,熊德成,林偉盛,林廷武,施友文,謝錦升,楊玉盛. 植物生態(tài)學(xué)報. 2016(05)
[6]溫室效應(yīng)會使地球溫度上升多高?——關(guān)于平衡氣候敏感度[J]. 姜大膀,劉葉一. 科學(xué)通報. 2016(07)
[7]氮、磷養(yǎng)分添加對高寒草甸土壤酶活性的影響[J]. 孫亞男,李茜,李以康,林麗,杜巖功,曹廣民. 草業(yè)學(xué)報. 2016(02)
[8]土壤微生物對增溫響應(yīng)的Meta分析[J]. 王文立,孔維棟,曾輝. 農(nóng)業(yè)環(huán)境科學(xué)學(xué)報. 2015(11)
[9]森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸時空異質(zhì)性及影響因子研究進(jìn)展[J]. 魏書精,羅碧珍,孫龍,魏書威,劉芳芳,胡海清. 生態(tài)環(huán)境學(xué)報. 2013(04)
[10]太岳山油松人工林土壤呼吸組分及其影響因子[J]. 汪金松,范娟,趙秀海,夏富才,倪瑞強,金冠一,郭依秋,李化山. 林業(yè)科學(xué). 2013(02)
博士論文
[1]改變碳輸入對沼澤濕地碳排放的影響及其微生物學(xué)機制研究[D]. 宮超.中國科學(xué)院大學(xué)(中國科學(xué)院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所) 2018
[2]人工針葉林生態(tài)系統(tǒng)凋落物輸入調(diào)控對土壤有機碳動態(tài)和穩(wěn)定性的影響[D]. 吳君君.中國科學(xué)院武漢植物園 2017
[3]我國典型低溫區(qū)土壤有機碳變化及土壤呼吸特征[D]. 廖艷.中國地質(zhì)大學(xué)(北京) 2011
本文編號:3041386
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