本文關(guān)鍵詞：三江平原濕地蚯蚓對土壤溫室氣體排放的影響

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【摘要】：濕地土壤是溫室氣體的重要源和匯。蚯蚓是典型的大型土壤動物之一,土壤物質(zhì)循環(huán)的重要參與者,能夠直接或間接影響土壤CO2.N_20口CH4等溫室氣體的產(chǎn)生和釋放。運用樣方調(diào)查方法,對春、秋兩季三江平原不同類型沼澤濕地和開墾農(nóng)田中蚯蚓種類和分布進(jìn)行了調(diào)查,并分析了蚯蚓分布與土壤因子之間的關(guān)系。采用室內(nèi)微系統(tǒng)模擬實驗,研究了蚯蚓對濕地土壤不同類型溫室氣體(CO2, CH4和N_2O)排放的影響,以及在濕地土壤淹水條件、干濕交替、溫度升高等環(huán)境條件變化下,蚯蚓對濕地土壤溫室氣體排放影響的動態(tài)。三江半原土壤過濕的島狀林、灌叢和李節(jié)性淹水的小葉草沼澤化草甸中共友現(xiàn)陸棲蚯蚓3種,分別為赤子愛勝蚓(Eisenia fetida)、諾登愛勝蚓(Eisenia nordenskioldi nordenskioldi)和哈爾濱愛勝蚓(Eisenia harbinensis),均屬于正蚓科(Lumbricidae)愛勝蚓屬(Eisenia),均為表棲型,密度為9～90ind./m2。小葉章沼澤化草甸中蚯蚓密度、生物量和多樣性都比由濕地開墾的大豆地高。沼澤濕地中,5月(春季)的蚯蚓密度和生物量都比9月(秋季)高,赤子愛勝蚓為優(yōu)勢種,蚯蚓密度沿島狀林—灌叢—小葉章沼澤化草甸景觀的變化而呈現(xiàn)遞減趨勢。蚯蚓密度與土壤TOC和pH成正相關(guān),蚯蚓生物量與土壤TOC和TN成正相關(guān),淹水和退水過程促使蚯蚓在土壤中隨水遷移。濕地土壤CO_2排放速率呈現(xiàn)出“降低-升高-降低-穩(wěn)定”的過程。蚯蚓活動能促進(jìn)濕地土壤CO_2的排放,且培養(yǎng)過程的中間階段作用最顯著,最高能增加土壤CO2排放的87.06%；蚯蚓作用強度與蚯蚓密度正相關(guān)。濕地土壤CH4的排放速率隨時間延長呈現(xiàn)逐漸增加的趨勢,蚯蚓活動對CH4的排放有促進(jìn)作用,最高能使CH_4的排放速率增加207%,且作用強度與培養(yǎng)時間、蚯蚓密度正相關(guān)。濕地土壤N_2O的排放呈現(xiàn)出先增加后降低的過程,蚯蚓活動能顯著促進(jìn)N_20的排放,且主要表現(xiàn)在培養(yǎng)初期和中期,最高能增加N_20排放速率4倍以上,隨著培養(yǎng)時間延長,蚯蚓的作用逐漸減弱,甚至降低N_20的排放速率土壤水分條件是影響濕地溫室氣體排放的重要因素。土壤含水量越高,CO1排放量越高；淹水條件下表現(xiàn)出CH4凈釋放,土壤含水量45%WFPS時表現(xiàn)出CH_4凈吸收；接近飽和的土壤水分條件最有利于N_2O排放,過干和過濕土壤中N_2O排放量很低。在90%WFPS條件下蚯蚓對CO_2和N_2O排放量的促進(jìn)作用最為顯著,而在135%WFPS條件下蚯蚓對CH_4排放量的促進(jìn)作用最為顯著。干濕交替過程能顯著增加土壤CO_2排放量,卻使過濕土壤由CH_4“源”向“匯”轉(zhuǎn)變,使N_2O排放量降低31.83～49.18%,而同時接種蚯蚓能增加土壤N_20排放,濕地中每次淹水過程都是N_20排放高峰。增溫和蚯蚓對濕地土壤CO_2、CH_4排放均有極顯著的促進(jìn)作用,然而在20℃時蚯蚓促進(jìn)N_20排放,25℃時降低N_20排放。增溫的同時接種蚯蚓,能使C02累積排放量增加36.72%,使CH_4累積排放量增加12.14倍,而使N_20累積排放量降低24.42%。在溫度變化、土壤水分含量改變以及蚯蚓活動等環(huán)境變化背景下,溫度變化是CO_2排放的主要控制因子,蚯蚓在增溫條件下,對CO_2排放的促進(jìn)作用最強；水分條件變化以及水分與蚯蚓的交互作用是影響CH4排放的主要因素,在135%WFPS含水量條件下同時接種蚯蚓,可使CH_4累積排放量增加13.78倍；N_20累積排放量的變化主要是由水分條件變化導(dǎo)致的,90%WFPS含水量條件下同時接種蚯蚓N_20排放量最高。
【關(guān)鍵詞】：溫室氣體 蚯蚓 干濕交替 增溫 三江平原
【學(xué)位授予單位】：中國科學(xué)院研究生院(東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：S154
【目錄】：

• 中文摘要6-8
• Abstract8-12
• 第一章 緒論12-24
• 第一節(jié) 選題背景、目的及意義12-13
• 第二節(jié) 國內(nèi)外研究進(jìn)展13-21
• 第三節(jié) 研究內(nèi)容與技術(shù)路線21-23
• 第四節(jié) 研究區(qū)概況23-24
• 第二章 三江平原沼澤濕地蚯蚓的種類與分布格局24-34
• 第一節(jié) 蚯蚓的種類組成和分布24-27
• 第二節(jié) 蚯蚓的分布與環(huán)境因子的關(guān)系27-30
• 第三節(jié) 討論30-33
• 本章小結(jié)33-34
• 第三章 蚯蚓活動對濕地土壤溫室氣體排放的影響34-42
• 第一節(jié) 蚯蚓活動對濕地土壤CO_2排放的影響34-36
• 第二節(jié) 蚯蚓活動對濕地土壤CH_4排放的影響36
• 第三節(jié) 蚯蚓活動對濕地土壤N_2O排放的影響36-37
• 第四節(jié) 討論37-40
• 本章小結(jié)40-42
• 第四章 土壤濕度變化條件下蚯蚓對濕地溫室氣體排放的影響42-54
• 第一節(jié) 水分梯度下蚯蚓對濕地溫室氣體排放的影響42-46
• 第二節(jié) 干濕交替條件下蚯蚓對濕地溫室氣體排放的影響46-49
• 第三節(jié) 討論49-52
• 本章小結(jié)52-54
• 第五章 增溫條件下蚯蚓對濕地溫室氣體排放的影響54-60
• 第一節(jié) 增溫條件下蚯蚓對溫室氣體排放的影響54-56
• 第二節(jié) 增溫條件下蚯蚓對土壤團(tuán)聚體的影響56-57
• 第三節(jié) 討論57-59
• 本章小結(jié)59-60
• 第六章 溫度和水分交互作用下蚯蚓對濕地溫室氣體排放的影響60-66
• 第一節(jié) 溫度和水分交互作用下蚯蚓對溫室氣體排放的影響60-62
• 第二節(jié) 溫度和水分交互作用下蚯蚓對土壤性質(zhì)的影響62-64
• 第三節(jié) 討論64-65
• 本章小結(jié)65-66
• 第七章 結(jié)論與展望66-70
• 一、主要研究結(jié)論66-67
• 二、研究的不足與展望67-70
• 參考文獻(xiàn)70-86
• 發(fā)表文章目錄86-88
• 致謝88-89

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本文編號：705833