基于模擬試驗(yàn)研究侵蝕—沉積區(qū)土壤溫室氣體排放與玉米產(chǎn)量差異及機(jī)理
發(fā)布時(shí)間:2022-10-29 12:16
侵蝕-沉積引起的土壤重新分布是地表物質(zhì)重要運(yùn)動(dòng)過(guò)程,在生物地球化學(xué)、生態(tài)環(huán)境演變、地貌形態(tài)演變等方面產(chǎn)生重要影響。研究侵蝕-沉積對(duì)土地生產(chǎn)力、溫室氣體效應(yīng)和土壤質(zhì)量改變的影響,并探討施肥方式對(duì)侵蝕-沉積土壤的修復(fù)效應(yīng),對(duì)綜合評(píng)價(jià)侵蝕的經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效應(yīng)具有重要意義。由于自然侵蝕-沉積條件下作物產(chǎn)量和土壤理化性狀變化緩慢,表層土壤的剝離、添加成為研究侵蝕-沉積效應(yīng)的重要方法。本論文依托美國(guó)俄亥俄州立大學(xué)設(shè)立的表層20cm土壤剝離-添加試驗(yàn)?zāi)M侵蝕-沉積的長(zhǎng)期效應(yīng),圍繞作物產(chǎn)量(玉米,Zea mays L.)、土壤溫室氣體(CO2,N2O,CH4)排放以及土壤理化性狀變化,開(kāi)展以下四個(gè)方面研究:1)表層土剝離-添加對(duì)土壤生產(chǎn)力的影響;2)表層土剝離-添加對(duì)溫室氣體排放的影響;3)表層土剝離-添加對(duì)土壤物理性狀的影響;4)施肥方式對(duì)剝離-添加區(qū)土壤的修復(fù)效果。主要結(jié)果如下:1)土壤侵蝕-沉積影響玉米生物量及產(chǎn)量。模擬侵蝕-沉積發(fā)生15年之后,土壤侵蝕區(qū)玉米地上部分生物量、地下部分生物量及產(chǎn)量相比原狀土分別降低了47%,57%和51...
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 土壤侵蝕-沉積的方式
1.2.1 自然條件下土壤侵蝕-沉積
1.2.2 人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的侵蝕-沉積
1.3 侵蝕-沉積的環(huán)境效應(yīng)
1.3.1 侵蝕-沉積對(duì)土壤生產(chǎn)力的影響
1.3.2 侵蝕-沉積對(duì)溫室氣體排放的影響
1.3.3 侵蝕-沉積對(duì)土壤理化性狀的影響
1.4 侵蝕-沉積土壤的施肥管理
1.4.1 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤生產(chǎn)力的影響
1.4.2 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤溫室氣體排放的影響
1.4.3 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤理化性狀的影響
1.5 侵蝕-沉積的研究方法
1.5.1 斷面產(chǎn)量比較法
1.5.2 地塊比較法
1.5.3 表層土壤剝離
1.5.4 其它研究方法
1.6 目前研究不足
第二章 研究區(qū)概況、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
2.1 研究區(qū)概況及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2 研究目標(biāo)與內(nèi)容
2.2.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤生產(chǎn)力的變化特征
2.2.2 侵蝕-沉積區(qū)溫室氣體排放的變化特征
2.2.3 侵蝕-沉積區(qū)土壤理化性狀的變化特征
2.2.4 施肥措施對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤的培肥效應(yīng)
2.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法
2.3.1 玉米產(chǎn)量測(cè)定
2.3.2 土壤CO_2、N_2O和CH_4采集與測(cè)定
2.3.3 土壤理化性狀測(cè)定
2.4 數(shù)據(jù)計(jì)算
2.5 技術(shù)路線
第三章 侵蝕-沉積區(qū)土壤生產(chǎn)力差異及機(jī)理
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 玉米產(chǎn)量及計(jì)算方法
3.3 數(shù)據(jù)分析
3.4 結(jié)果
3.4.1 侵蝕-沉積區(qū)植株密度和株高變化特征
3.4.2 侵蝕-沉積區(qū)地上部分生物量變化特征
3.4.3 侵蝕-沉積區(qū)地下部分生物量變化特征
3.4.4 侵蝕-沉積區(qū)玉米產(chǎn)量變化特征
3.4.5 玉米產(chǎn)量相關(guān)因素
3.5 討論
3.6 結(jié)論
第四章 侵蝕-沉積區(qū)土壤溫室氣體排放差異及機(jī)理
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2.2 土壤溫室氣體的采集、測(cè)定與計(jì)算
4.3 數(shù)據(jù)分析
4.4 結(jié)果
4.4.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤溫度和水分變化特征
4.4.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤CO_2、N_2O和CH_4排放變化特征
4.4.3 侵蝕-沉積區(qū)GWP和GHGI值變化特征
4.5 討論
4.5.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤CO_2、N_2O和CH_4排放影響因素
4.5.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤全球升溫潛能值、溫室氣體排放強(qiáng)度影響因素
4.5.5 本研究的局限性
4.6 總結(jié)
第五章 侵蝕-沉積區(qū)土壤理化性狀差異及機(jī)理
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.2.2 樣品采集測(cè)定及計(jì)算
5.3 數(shù)據(jù)分析
5.4 結(jié)果
5.4.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤C、N變化特征
5.4.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤容重和有效水變化特征
5.4.3 侵蝕-沉積區(qū)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布特征
5.5 討論
5.5.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤C、N影響因素
5.5.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤容重、有效水分和團(tuán)聚體分布的影響因素
5.6 小結(jié)
第六章 施用有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)不同的培肥效果
6.1 前言
6.2 結(jié)果與討論
6.2.1 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土地生產(chǎn)力的培肥
6.2.2 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤溫室氣體排放的影響
6.2.3 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤質(zhì)量的修復(fù)
6.3 總結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 主要研究結(jié)果
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新性
7.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)土壤容重特征及其對(duì)區(qū)域碳貯量估算的意義[J]. 柴華,何念鵬. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(13)
[2]Labile Organic Matter Content and Distribution as Affected by Six-year Soil Amendments to Eroded Chinese Mollisols[J]. SUI Yueyu,JIAO Xiaoguang,CHEN Wenting,LIU Xiaobing,ZHANG Xingyi,DING Guangwei. Chinese Geographical Science. 2013(06)
[3]土壤團(tuán)聚體固碳研究進(jìn)展[J]. 陳建國(guó),田大倫,閆文德,項(xiàng)文化,方晰. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]英國(guó)土壤侵蝕及治理的研究和啟示[J]. 李薇,劉孝盈,徐炳豐,吳保生. 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2009(03)
[5]Erosion effect on the productivity of black soil in Northeast China[J]. WANG ZhiQiang1, LIU BaoYuan1, WANG XuYan2, GAO XiaoFei1 & LIU Gang1 1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2 Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021, China. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(07)
[6]農(nóng)田土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化規(guī)律與平衡研究進(jìn)展[J]. 李尚中,王勇,樊廷錄. 農(nóng)業(yè)科技與信息. 2007(02)
[7]黃土區(qū)坡面表層土壤容重和飽和導(dǎo)水率空間變異特征[J]. 鄭紀(jì)勇,邵明安,張興昌. 水土保持學(xué)報(bào). 2004(03)
[8]耕地土壤碳固存的措施與潛力[J]. 趙榮欽,秦明周,黃愛(ài)民. 生態(tài)環(huán)境. 2004(01)
[9]土地利用變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的影響[J]. 楊景成,韓興國(guó),黃建輝,潘慶民. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2003(08)
[10]國(guó)內(nèi)外土壤侵蝕研究進(jìn)展[J]. 南秋菊,華珞. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
本文編號(hào):3697669
【文章頁(yè)數(shù)】:94 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 選題背景與意義
1.2 土壤侵蝕-沉積的方式
1.2.1 自然條件下土壤侵蝕-沉積
1.2.2 人類(lèi)活動(dòng)導(dǎo)致的侵蝕-沉積
1.3 侵蝕-沉積的環(huán)境效應(yīng)
1.3.1 侵蝕-沉積對(duì)土壤生產(chǎn)力的影響
1.3.2 侵蝕-沉積對(duì)溫室氣體排放的影響
1.3.3 侵蝕-沉積對(duì)土壤理化性狀的影響
1.4 侵蝕-沉積土壤的施肥管理
1.4.1 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤生產(chǎn)力的影響
1.4.2 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤溫室氣體排放的影響
1.4.3 施肥管理對(duì)侵蝕-沉積部位土壤理化性狀的影響
1.5 侵蝕-沉積的研究方法
1.5.1 斷面產(chǎn)量比較法
1.5.2 地塊比較法
1.5.3 表層土壤剝離
1.5.4 其它研究方法
1.6 目前研究不足
第二章 研究區(qū)概況、研究?jī)?nèi)容和技術(shù)路線
2.1 研究區(qū)概況及試驗(yàn)設(shè)計(jì)
2.2 研究目標(biāo)與內(nèi)容
2.2.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤生產(chǎn)力的變化特征
2.2.2 侵蝕-沉積區(qū)溫室氣體排放的變化特征
2.2.3 侵蝕-沉積區(qū)土壤理化性狀的變化特征
2.2.4 施肥措施對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤的培肥效應(yīng)
2.3 監(jiān)測(cè)指標(biāo)與方法
2.3.1 玉米產(chǎn)量測(cè)定
2.3.2 土壤CO_2、N_2O和CH_4采集與測(cè)定
2.3.3 土壤理化性狀測(cè)定
2.4 數(shù)據(jù)計(jì)算
2.5 技術(shù)路線
第三章 侵蝕-沉積區(qū)土壤生產(chǎn)力差異及機(jī)理
3.1 前言
3.2 材料與方法
3.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
3.2.2 玉米產(chǎn)量及計(jì)算方法
3.3 數(shù)據(jù)分析
3.4 結(jié)果
3.4.1 侵蝕-沉積區(qū)植株密度和株高變化特征
3.4.2 侵蝕-沉積區(qū)地上部分生物量變化特征
3.4.3 侵蝕-沉積區(qū)地下部分生物量變化特征
3.4.4 侵蝕-沉積區(qū)玉米產(chǎn)量變化特征
3.4.5 玉米產(chǎn)量相關(guān)因素
3.5 討論
3.6 結(jié)論
第四章 侵蝕-沉積區(qū)土壤溫室氣體排放差異及機(jī)理
4.1 前言
4.2 材料與方法
4.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
4.2.2 土壤溫室氣體的采集、測(cè)定與計(jì)算
4.3 數(shù)據(jù)分析
4.4 結(jié)果
4.4.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤溫度和水分變化特征
4.4.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤CO_2、N_2O和CH_4排放變化特征
4.4.3 侵蝕-沉積區(qū)GWP和GHGI值變化特征
4.5 討論
4.5.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤CO_2、N_2O和CH_4排放影響因素
4.5.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤全球升溫潛能值、溫室氣體排放強(qiáng)度影響因素
4.5.5 本研究的局限性
4.6 總結(jié)
第五章 侵蝕-沉積區(qū)土壤理化性狀差異及機(jī)理
5.1 前言
5.2 材料與方法
5.2.1 研究區(qū)概況與試驗(yàn)設(shè)計(jì)
5.2.2 樣品采集測(cè)定及計(jì)算
5.3 數(shù)據(jù)分析
5.4 結(jié)果
5.4.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤C、N變化特征
5.4.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤容重和有效水變化特征
5.4.3 侵蝕-沉積區(qū)土壤水穩(wěn)性團(tuán)聚體分布特征
5.5 討論
5.5.1 侵蝕-沉積區(qū)土壤C、N影響因素
5.5.2 侵蝕-沉積區(qū)土壤容重、有效水分和團(tuán)聚體分布的影響因素
5.6 小結(jié)
第六章 施用有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)不同的培肥效果
6.1 前言
6.2 結(jié)果與討論
6.2.1 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土地生產(chǎn)力的培肥
6.2.2 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤溫室氣體排放的影響
6.2.3 有機(jī)肥對(duì)侵蝕-沉積區(qū)土壤質(zhì)量的修復(fù)
6.3 總結(jié)
第七章 結(jié)論與展望
7.1 主要研究結(jié)果
7.2 主要?jiǎng)?chuàng)新性
7.3 不足與展望
參考文獻(xiàn)
致謝
作者簡(jiǎn)介
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國(guó)土壤容重特征及其對(duì)區(qū)域碳貯量估算的意義[J]. 柴華,何念鵬. 生態(tài)學(xué)報(bào). 2016(13)
[2]Labile Organic Matter Content and Distribution as Affected by Six-year Soil Amendments to Eroded Chinese Mollisols[J]. SUI Yueyu,JIAO Xiaoguang,CHEN Wenting,LIU Xiaobing,ZHANG Xingyi,DING Guangwei. Chinese Geographical Science. 2013(06)
[3]土壤團(tuán)聚體固碳研究進(jìn)展[J]. 陳建國(guó),田大倫,閆文德,項(xiàng)文化,方晰. 中南林業(yè)科技大學(xué)學(xué)報(bào). 2011(05)
[4]英國(guó)土壤侵蝕及治理的研究和啟示[J]. 李薇,劉孝盈,徐炳豐,吳保生. 中國(guó)水利水電科學(xué)研究院學(xué)報(bào). 2009(03)
[5]Erosion effect on the productivity of black soil in Northeast China[J]. WANG ZhiQiang1, LIU BaoYuan1, WANG XuYan2, GAO XiaoFei1 & LIU Gang1 1 State Key Laboratory of Earth Surface Processes and Resource Ecology, School of Geography, Beijing Normal University, Beijing 100875, China; 2 Center for Agricultural Resources Research Institute of Genetics and Developmental, Chinese Academy of Sciences, Shijiazhuang 050021, China. Science in China(Series D:Earth Sciences). 2009(07)
[6]農(nóng)田土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化規(guī)律與平衡研究進(jìn)展[J]. 李尚中,王勇,樊廷錄. 農(nóng)業(yè)科技與信息. 2007(02)
[7]黃土區(qū)坡面表層土壤容重和飽和導(dǎo)水率空間變異特征[J]. 鄭紀(jì)勇,邵明安,張興昌. 水土保持學(xué)報(bào). 2004(03)
[8]耕地土壤碳固存的措施與潛力[J]. 趙榮欽,秦明周,黃愛(ài)民. 生態(tài)環(huán)境. 2004(01)
[9]土地利用變化對(duì)陸地生態(tài)系統(tǒng)碳貯量的影響[J]. 楊景成,韓興國(guó),黃建輝,潘慶民. 應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào). 2003(08)
[10]國(guó)內(nèi)外土壤侵蝕研究進(jìn)展[J]. 南秋菊,華珞. 首都師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2003(02)
本文編號(hào):3697669
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