本文關(guān)鍵詞：玉龍雪山牦牛坪高寒草甸植被退化梯度下的土壤有機(jī)碳變化

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【摘要】：在當(dāng)今氣候變暖的大背景下,通過增加土壤有機(jī)碳儲量進(jìn)而緩解氣候變化和維持生態(tài)過程,是緩和環(huán)境問題優(yōu)先考慮的解決方法。高寒草甸生態(tài)系統(tǒng)由于特殊的地理位置和惡劣的環(huán)境條件,常年處于低溫、濕潤的環(huán)境中,土壤有機(jī)碳含量和儲量巨大,高寒草甸的退化將會導(dǎo)致碳循環(huán)的重大變化。滇西北高寒草甸處于季風(fēng)區(qū)向青藏高原高寒區(qū)的過渡區(qū)域,對氣候變化敏感。近年來人類活動造成了滇西北高寒草甸不同程度的退化,為了了解滇西北高寒草甸沿著植被退化梯度的土壤有機(jī)碳變化,選取玉龍雪山牦牛坪草甸作為研究對象,于2014年7月對研究區(qū)進(jìn)行植被與土壤數(shù)據(jù)的采集,運(yùn)用方差分解和廣義線性模型(GLM)等方法,分析研究區(qū)土壤有機(jī)碳沿著植被退化梯度的變化。主要得到以下幾個結(jié)果：(1)牦牛坪草甸土壤有機(jī)碳的平均密度約為17.01±1.60kg/m2,30cm深度以內(nèi)土壤有機(jī)碳的總儲量約為2.64×108kg,在牦牛坪草甸未退化時的儲量約為2.62×108kg,草甸的退化使牦牛坪草甸的土壤有機(jī)碳儲量增加了約0.02×108kg。(2)上層(0-15cm)土壤中的土壤有機(jī)碳含量,沿著草甸植被從未退化到重度退化的梯度,呈現(xiàn)出隨著退化程度增加而減少的變化趨勢；下層(15-30cm)土壤中土壤有機(jī)碳的含量則表現(xiàn)出先升高后降低的變化趨勢。在土層的垂直分布方向上,未退化、輕度退化和中度退化三個階段,土壤有機(jī)碳隨著土壤深度的增加而顯著減少。(3)方差分解的分析結(jié)果表明,植被和土壤兩組解釋變量對上(0-15cm)下(15-30cm)兩層土壤有機(jī)碳的變化都有很高的解釋量,分別為95.4%和81.4%。具體來看,上層土壤中,土壤參數(shù)的解釋量(94.3%)大于植被參數(shù)的解釋量(81.1%)；相對于上層土壤來說,下層土壤中土壤參數(shù)的解釋量(74.6%)更是遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于植被參數(shù)的解釋量(41.8%)。對于上層土壤有機(jī)碳變化而言,顯著的解釋變量為土壤參數(shù)中的土壤容重和土壤全氮,植被參數(shù)則主要為植被蓋度；下層土壤有機(jī)碳變化的主要影響因素為土壤參數(shù)中的土壤全氮和土壤pH值,以及植被參數(shù)中的植被蓋度、植被高度和地上生物量。(4)沿著植被退化梯度,上層(0-15cm)土壤有機(jī)碳含量在未退化、輕度退化和中度退化三個階段主要受土壤系統(tǒng)的影響,其中土壤參數(shù)組對土壤有機(jī)碳變化的方差解釋量分別為89.3%、96.4%和92.6%,植被參數(shù)組的方差解釋量為9.4%、34.8%和3.1%,到重度退化階段植被系統(tǒng)的作用增強(qiáng),解釋量達(dá)到了91.1%。下層(15-30cm)土壤有機(jī)碳含量在未退化和輕度退化兩個階段主要受土壤系統(tǒng)的影響,土壤組參數(shù)的方差解釋量分別為96.7%和83.8%,植被組參數(shù)的方差解釋量分別為20.5%和18.8%,但到中度退化階段主要是受植被系統(tǒng)的影響,植被組參數(shù)和土壤組參數(shù)的方差解釋量分別為73.8%和45.5%。(5)用廣義線性模型(GLM)來擬合四個植被退化階段的土壤有機(jī)碳變化過程,以及預(yù)測持續(xù)的植被退化作用下土壤有機(jī)碳變化趨勢。結(jié)果顯示,以土壤全氮和植被蓋度作為自變量的二元回歸的方程模擬效果最佳,對上層土壤有機(jī)碳變化的方差解釋量可達(dá)94%,下層達(dá)到83%。持續(xù)的草甸植被退化將造成土壤有機(jī)碳含量的不斷損失。本文也提出了對于牦牛坪高寒草甸管理的建議：植被蓋度能很好的指示土壤有機(jī)碳的變化,在對草甸的管理過程中,可以通過觀測植被的蓋度來評估相應(yīng)的土壤有機(jī)碳含量。輕度的植被退化有利于土壤有機(jī)碳的累積,但草甸植被達(dá)到中度退化階段則需加強(qiáng)保護(hù)與管理,以免土壤有機(jī)碳的大量損失。
【關(guān)鍵詞】：土壤有機(jī)碳 方差分解 GLM 退化梯度 高寒草甸 玉龍雪山
【學(xué)位授予單位】：云南大學(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4-6
• ABSTRACT6-9
• 英文縮寫9-12
• 第1章 緒論12-18
• 1.1 研究背景12-13
• 1.2 土壤有機(jī)碳研究回顧13-16
• 1.2.1 土壤有機(jī)碳的概念13-14
• 1.2.2 土壤有機(jī)碳的研究進(jìn)展14
• 1.2.3 高寒草甸土壤有機(jī)碳的研究14-16
• 1.3 研究問題的提出16
• 1.4 研究目的及意義16-17
• 1.4.1 研究目的16
• 1.4.2 研究意義16-17
• 1.5 研究內(nèi)容17-18
• 第2章 研究方法18-23
• 2.1 研究區(qū)概況18-19
• 2.2 數(shù)據(jù)獲取19-20
• 2.3 數(shù)據(jù)處理與分析20-23
• 2.3.1 數(shù)據(jù)的處理20-21
• 2.3.2 數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析21-23
• 第3章 土壤有機(jī)碳沿著退化梯度的變化23-27
• 3.1 牦牛坪草甸土壤有機(jī)碳的密度及儲量23-24
• 3.2 土壤有機(jī)碳含量的變化24-25
• 3.2.1 土壤有機(jī)碳含量沿退化梯度的變化24-25
• 3.2.2 土壤有機(jī)碳含量沿土層深度的變化25
• 3.3 本章小結(jié)25-27
• 第4章 土壤有機(jī)碳變化的驅(qū)動因素分析27-39
• 4.1 土壤、植被參數(shù)沿著退化梯度的變化27-31
• 4.1.1 土壤、植被參數(shù)的變化趨勢27-29
• 4.1.2 土壤系統(tǒng)及植被系統(tǒng)各參數(shù)間的相關(guān)性29-31
• 4.2 土壤和植被因素對土壤有機(jī)碳變化的影響31-37
• 4.2.1 對0-15cm土層土壤有機(jī)碳的影響31-33
• 4.2.2 對15-30cm土層土壤有機(jī)碳的影響33-36
• 4.2.3 對不同退化階段上下兩層土層土壤有機(jī)碳的影響差異36-37
• 4.3 本章小結(jié)37-39
• 第5章 土壤有機(jī)碳的變化預(yù)測39-44
• 5.1 0-15cm土層土壤有機(jī)碳的變化擬合39-41
• 5.2 15-30cm土層土壤有機(jī)碳的變化擬合41-43
• 5.3 本章小結(jié)43-44
• 第6章 結(jié)論與討論44-50
• 6.1 結(jié)論44-45
• 6.2 討論45-50
• 6.2.1 土壤有機(jī)碳的密度45-46
• 6.2.2 沿退化梯度植被和土壤系統(tǒng)對土壤有機(jī)碳的作用46-47
• 6.2.3 隨著土層變化植被和土壤系統(tǒng)對土壤有機(jī)碳的作用47-48
• 6.2.4 對牦牛坪高寒草甸旅游開發(fā)及管理的建議48-50
• 參考文獻(xiàn)50-57
• 致謝57-58
• 附錄58

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本文編號：699990