本文關(guān)鍵詞：基于1:5萬土壤數(shù)據(jù)庫的農(nóng)業(yè)管理措施改變對蘇北旱地有機(jī)碳影響研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：黃淮海平原是我國主要的糧食生產(chǎn)基地,研究該區(qū)域農(nóng)田土壤有機(jī)碳庫的動(dòng)態(tài)變化,對提高該區(qū)域的土壤肥力和制定固碳減排政策具有重要意義。本研究利用模擬陸地生態(tài)系統(tǒng)生物地球化學(xué)過程較為成熟的DNDC (Denitrification-Decomposition)模型,模擬了隸屬黃淮海平原一部分—江蘇省北部29個(gè)縣(市)2010-2039年IPCC規(guī)定和常見的14種農(nóng)業(yè)管理措施下土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)變化,系統(tǒng)分析了整個(gè)地區(qū)、不同土類和各行政單元在這些農(nóng)業(yè)管理措施下有機(jī)碳變化規(guī)律,研究結(jié)果可為黃淮海地區(qū)旱地土壤有機(jī)碳制定合理的農(nóng)田管理和固碳增匯措施提供科學(xué)依據(jù)。本文主要研究結(jié)果如下：1、2010-2039年傳統(tǒng)農(nóng)田管理情景分析表明,在當(dāng)前的農(nóng)田管理措施下蘇北旱地有機(jī)碳年平均積累速率(dSOC)為355 kg Chm-2 y-1,有機(jī)碳總量增加了41.75 Tg C；其中,潮土、鹽土、褐土、砂姜黑土、紫色土和棕壤的年均固碳速率均超過了300 kg C hm-2 y-1,而石灰土和石質(zhì)土的固碳速率則低于210 kg Chm-2y -1;此外,蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳均呈現(xiàn)了出“碳匯”效應(yīng)。可見,當(dāng)前的農(nóng)田管理措施有利于該地區(qū)土壤固碳。2、2010-2039年的情景分析表明,蘇北旱地整個(gè)地區(qū)在不同農(nóng)田管理下均呈現(xiàn)了“碳匯”效應(yīng)；其中,蘇北旱地土壤有機(jī)碳在不施用氮肥和氮肥施用量是傳統(tǒng)管理的0.5倍情景下固碳速率較慢,年均dSOC分別為：59 kg C hm-2 y-1和259 kg C hm-2 y-1,固碳總量分別為：6.93 Tg C和30.47Tg C；相對而言,蘇北旱地土壤有機(jī)碳在氮肥施用量提高到傳統(tǒng)管理的1.5和2.0倍,有機(jī)肥在傳統(tǒng)管理的基礎(chǔ)上增加1倍、2倍和3倍,秸稈還田率從傳統(tǒng)管理(15%)增加為30%、50%和90%及推薦性施肥類型1(秸稈還田率30%+農(nóng)家肥30%)、推薦性施肥類型2(秸稈還田率50%+農(nóng)家肥50%)和推薦性施肥類型3(秸稈還田率90%+農(nóng)家肥90%)情景下固碳速率則較快,年均dSOC分別介于381-1317 kg Chm-2 y-1之間,固碳總量介于44.89-155.11 Tg C之間�？傮w來看,不同農(nóng)田管理措施情景下蘇北旱地土壤有機(jī)碳“碳匯”貢獻(xiàn)大小為：推薦性施肥類型3秸稈還田90%推薦性施肥類型2秸稈還田50%有機(jī)肥增施3.0倍推薦性施肥類型1有機(jī)肥增施2.0倍秸稈還田30%有機(jī)肥增施1.0倍施用氮肥2.0倍施用氮肥1.5倍施用氮肥0.5倍不施用氮肥。因此,在未來可通過合理施用化肥、增施有機(jī)肥和大力提倡秸稈還田等措施來提升蘇北旱地土壤有機(jī)碳。3、從2010-2039年蘇北旱地不同土類來看,潮土、鹽土、褐土、砂姜黑土、紫色土和棕壤在不同農(nóng)業(yè)管理措施下均發(fā)揮“碳匯”效應(yīng),年均dSOC變化范圍介于47-1356 kg C hm-2 y-1,固碳總量介于0.02-84.09 Tg C之間。相對而言,石灰土和石質(zhì)土在不施用氮肥情景下發(fā)揮微弱的“碳源”效應(yīng),年均有機(jī)碳釋放量分別為：-38 kg C hm-2 y-1和-3.0 kg C hm-2 y-1,有機(jī)碳損失量分別為-0.008 Tg C和-0.006Tg C；二者在其他農(nóng)業(yè)管理措施下年均dSOC變化范圍介于83-958 kg C hm-2 y-1之間,固碳總量介于0.02-1.71 Tg C之間�？梢�,除石灰土和石質(zhì)土在不施氮肥情景下不利于土壤有機(jī)碳積累外,其他農(nóng)業(yè)管理情景下均有利于蘇北早地各個(gè)土類固碳,這也說明采取合理的農(nóng)業(yè)管理措施可有效提升該地區(qū)的“碳匯”作用。4、從蘇北旱地不同縣(市)來看,2010-2039年徐州、連云港、宿遷、淮安和鹽城地級市在不同農(nóng)業(yè)管理措施下年均dSOC變化范圍介于44-1444 kg C hm-2 y-1之間,固碳總量介于0.74-45.40 Tg C之間。從空間分布上看,地處北部的灌云縣和灌南縣在不同農(nóng)業(yè)管理措施下固碳速率最大,而地處中南部盱眙、東臺、金湖和鹽城縣(市)固碳速率則最相對較小。此外,徐州市郊區(qū)及金湖縣在不施用氮肥情景下發(fā)揮“碳源”效應(yīng),其余縣(市)在不同農(nóng)業(yè)管理措施下均呈現(xiàn)了“碳匯”效應(yīng)�？傮w來看,蘇北旱地各縣(市)固碳速率和總量差異很大；因此,今后針對該地區(qū)不同行政單元選擇重點(diǎn)調(diào)控對象進(jìn)行固碳政策制定是十分必要的。5、從影響蘇北旱地土壤有機(jī)碳的因素分析來看,土壤屬性中初始有機(jī)碳及黏粒含量對不同農(nóng)業(yè)管理措施下年均dSOC的變異解釋度分別介于13.7%-44.8%和17.4%-39.2%之間,二者對土壤有機(jī)碳變化的影響明顯高于容重和土壤pH。氣候因子中的溫度和降雨量與不同農(nóng)業(yè)管理措施年均dSOC均在p0.01水平上呈顯著負(fù)相關(guān)；可見,溫度和降雨量升高則對土壤有機(jī)碳的積累產(chǎn)生負(fù)效應(yīng)。因此,在以后應(yīng)用模型模擬該地區(qū)有機(jī)碳變化時(shí)需優(yōu)先保證初始有機(jī)碳和黏粒含量參數(shù)的精度,同時(shí)應(yīng)提高氣候資料的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：1:50000數(shù)據(jù)庫 DNDC(Denitrification and Decomposition)模型 蘇北旱地 土壤有機(jī)碳 農(nóng)業(yè)管理措施
【學(xué)位授予單位】：福建農(nóng)林大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S153.6
【目錄】：

• 摘要7-9
• Abstract9-12
• 引言12-14
• 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-19
• 1.1 土壤碳匯的影響因子14
• 1.1.1 氣候因子14
• 1.1.2 土壤理化性質(zhì)14
• 1.2 農(nóng)田管理方式對土壤有機(jī)碳的影響14-16
• 1.2.1 施肥14-15
• 1.2.2 保護(hù)性耕作15-16
• 1.3 DNDC模型在農(nóng)田土壤中的應(yīng)用16-18
• 1.4 土壤有機(jī)碳模型的情景分析研究現(xiàn)狀18-19
• 1.5 存在的主要問題19
• 2 研究內(nèi)容與技術(shù)路線19-22
• 2.1 研究思路19-20
• 2.2 研究路線20-22
• 3 研究區(qū)概述22-23
• 3.1 研究區(qū)地理位置及概況22
• 3.2 氣候22
• 3.3 地貌與土壤22-23
• 3.4 水文和交通23
• 4 研究方法和步驟23-25
• 4.1 資料收集23-24
• 4.2 農(nóng)業(yè)管理措施的情景分析設(shè)置24-25
• 4.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及分析25
• 5 結(jié)果與分析25-55
• 5.1 傳統(tǒng)管理措施下未來蘇北旱地有機(jī)碳的變化特征25-31
• 5.1.1 傳統(tǒng)管理下整個(gè)蘇北地區(qū)土壤有機(jī)碳年際變化25-28
• 5.1.2 傳統(tǒng)管理下蘇北旱地不同土類有機(jī)碳變化特征28-30
• 5.1.3 傳統(tǒng)管理下蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳的變化特征30-31
• 5.2 氮肥施用量變化對蘇北旱地土壤有機(jī)碳的影響31-38
• 5.2.1 氮肥施用量變化對整個(gè)蘇北地區(qū)土壤有機(jī)碳的影響31-33
• 5.2.2 氮肥施用量變化對蘇北旱地不同土類有機(jī)碳年際變化影響33-35
• 5.2.3 氮肥施用量變化下蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳的年際變化特征35-38
• 5.3 有機(jī)肥施用量變化對蘇北旱地土壤有機(jī)碳的影響38-43
• 5.3.1 有機(jī)肥施用量變化對整個(gè)蘇北地區(qū)土壤有機(jī)碳的影響38-40
• 5.3.2 有機(jī)肥施用量變化對蘇北旱地不同土類有機(jī)碳年際變化影響40-41
• 5.3.3 有機(jī)肥施用量變化下蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳年際變化特征41-43
• 5.4 秸稈還田率變化對蘇北旱地土壤有機(jī)碳的影響43-48
• 5.4.1 秸稈還田率變化對整個(gè)蘇北地區(qū)土壤有機(jī)碳的影響43-45
• 5.4.2 秸稈還田率變化對蘇北旱地不同土類有機(jī)碳年際變化影響45-46
• 5.4.3 秸稈還田率變化下蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳的年際變化46-48
• 5.5 推薦性施肥措施對蘇北旱地土壤有機(jī)碳的影響48-54
• 5.5.1 推薦性管理措施對整個(gè)蘇北地區(qū)土壤有機(jī)碳的影響48-50
• 5.5.2 推薦性管理措施對蘇北旱地不同土類有機(jī)碳年際變化影響50-52
• 5.5.3 推薦性管理措施下蘇北旱地不同縣(市)土壤有機(jī)碳年際變化特征52-54
• 5.6 不確定性分析54-55
• 6 主要結(jié)論及展望55-59
• 6.1 主要研究結(jié)論55-57
• 6.2 展望57-59
• 參考文獻(xiàn)59-65
• 致謝65

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本文編號：357927