本文關(guān)鍵詞：大興安嶺西坡森林土壤黑碳的分布特征與測(cè)定方法研究

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【摘要】：森林土壤黑碳研究對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)碳庫(kù)和碳匯功能評(píng)價(jià)有重要意義。我國(guó)大興安嶺北部寒溫帶針葉林區(qū)和西坡森林草原過(guò)渡區(qū)作為林火強(qiáng)烈干擾的區(qū)域,其土壤黑碳需要特別關(guān)注。本文選取大興安嶺西坡森林草原過(guò)渡區(qū)(灰色森林土區(qū))為對(duì)象,通過(guò)對(duì)稱樣地采樣獲取土壤樣品,采用國(guó)內(nèi)外常用的HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法分離和測(cè)定土壤黑碳,系統(tǒng)研究了該區(qū)土壤黑碳的總體數(shù)量特征和地域性分布規(guī)律。同時(shí),針對(duì)大興安嶺林區(qū)土壤黑碳主要以顆粒木炭(炭屑)形態(tài)存在、土壤風(fēng)化程度淺、黏土礦物含量低的特點(diǎn),以國(guó)內(nèi)外常用的HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法為參照,通過(guò)設(shè)計(jì)不同的酸處理方案,研究了酸處理過(guò)程對(duì)土壤黑碳測(cè)定結(jié)果的影響,探討了大幅度簡(jiǎn)化實(shí)驗(yàn)步驟的可行性。所得主要結(jié)果如下：(1)土壤黑碳的總體數(shù)量和分布特征研究區(qū)土壤黑碳含量范圍為2.10-16.71 g·kg-1,不同土層間差異很大。土壤黑碳含量在表層最高,隨土層加深向下逐漸遞減。0-40cm土層黑碳儲(chǔ)量占剖面黑碳儲(chǔ)量的80%以上,表聚特征明顯。土壤黑碳占總有機(jī)碳的比率(BC/SOC)大致在15%-25%之間,隨著土壤深度而增加。土壤BC含量與土壤總有機(jī)碳SOC含量成極顯著正相關(guān)。暗灰色森林土各土層黑碳含量大都顯著高于灰色森林土；而各土層及全剖面黑碳密度均高于灰色森林土,不過(guò),二者各土層BC/SOC比率均無(wú)顯著差異。灰色森林土和暗灰色森林土下坡位各土層黑碳含量均高于上坡位相應(yīng)土層。灰色森林土、暗灰色森林土下坡位各土層及全剖面黑碳密度均顯著高于上坡位�；疑滞辽稀⑾缕挛籅C密度的差異程度要大于暗灰色森林土。灰色森林土、暗灰色森林土下坡位各土層BC/SOC比率均顯著高于上坡位。由于暗灰色森林土基本上分布在陰坡,所以坡向差異僅涉及灰色森林土一個(gè)亞類�；疑滞陵幤赂魍翆雍谔己烤械陀陉�(yáng)坡的趨勢(shì),其中10-20、20-40cm土層達(dá)顯著水平。陰坡各土層BC/SOC比率、黑碳密度大都低于陽(yáng)坡。(2)土壤黑碳的測(cè)定方法HF/HCl酸處理-重鉻酸鉀氧化法是國(guó)內(nèi)外常用的分離、測(cè)定土壤黑碳的方法,但該方法步驟復(fù)雜,耗時(shí)、費(fèi)力,且在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中多次離心清洗很容易造成誤差。研究發(fā)現(xiàn),對(duì)大興安嶺西坡森林土壤而言,將HF/HCl酸處理看做一個(gè)整體過(guò)程時(shí),省略酸處理測(cè)得的黑碳含量高于常規(guī)酸處理；但兩種方案測(cè)得數(shù)值差異并不顯著,再考慮到增加實(shí)驗(yàn)步驟,不僅造成試劑和時(shí)間浪費(fèi),還會(huì)增大實(shí)驗(yàn)誤差,所以相對(duì)而言省略HF/HCl酸處理過(guò)程直接用重鉻酸鉀氧化法分離、測(cè)定土壤黑碳似乎更可取。將三種表層土樣用七種HF/HCl酸處理方案分離和測(cè)定黑碳,比較各個(gè)方案之間的差異,發(fā)現(xiàn)酸處理各步驟存在很大的變異性,省略酸處理測(cè)定值相對(duì)于酸處理測(cè)定值的變異較小,適合在判定不同地區(qū)黑碳規(guī)律時(shí)使用。而在省略HF/HCl酸處理過(guò)程情況下,與適宜的氧化劑濃度(0.1M K2Cr2O7/2M H2SO4, v:v=1:1)相比,使用過(guò)高濃度的重鉻酸鉀(0.1M K2Cr2O7/2M H2SO4)測(cè)得的黑碳含量顯著減少。因此,選擇合適的K2Cr2O7/H2SO4濃度十分重要。同時(shí)研究發(fā)現(xiàn),HF/HCl酸處理和K2Cr2O7/H2SO4氧化過(guò)程中,超聲處理有助于BC與活性有機(jī)碳分離更徹底,提高分析結(jié)果的準(zhǔn)確性。
【關(guān)鍵詞】：大興安嶺 灰色森林土 土壤有機(jī)碳 土壤黑碳
【學(xué)位授予單位】：東北林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S714.2
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 緒論10-15
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)12-13
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 發(fā)展趨勢(shì)13
• 1.3 目的及意義13-15
• 2 研究地概況15-22
• 2.1 伊列克得-烏奴耳采樣區(qū)15-19
• 2.1.1 地理位置15-16
• 2.1.2 地形地貌16
• 2.1.3 氣候條件16
• 2.1.4 區(qū)域植被16-17
• 2.1.5 森林特點(diǎn)17
• 2.1.6 森林土壤17-19
• 2.2 免渡河-牙克石采樣區(qū)19-22
• 2.2.1 地理位置19
• 2.2.2 地形地貌19
• 2.2.3 氣候條件19
• 2.2.4 區(qū)域植被19-20
• 2.2.5 森林特點(diǎn)20-21
• 2.2.6 森林土壤21-22
• 3 土壤黑碳的分布特征研究22-43
• 3.1 研究方法22-26
• 3.1.1 樣地設(shè)置與樣品采集22-24
• 3.1.2 樣品制備及土體石礫含量和容重測(cè)定24
• 3.1.3 土壤黑碳含量測(cè)定24-26
• 3.1.4 土壤總有機(jī)碳含量測(cè)定26
• 3.1.5 土壤總有機(jī)碳和黑碳密度(儲(chǔ)量)計(jì)算26
• 3.1.6 數(shù)據(jù)處理26
• 3.2 結(jié)果與分析26-41
• 3.2.1 土壤黑碳總體數(shù)量特征26-29
• 3.2.2 土壤類型間的差異29-32
• 3.2.3 坡位的影響32-38
• 3.2.4 坡向的影響38-41
• 3.3 小結(jié)41-43
• 4 土壤黑碳的測(cè)定方法研究43-59
• 4.1 材料與方法43-46
• 4.1.1 供試土樣43
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)43-46
• 4.1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)46
• 4.2 結(jié)果與分析46-57
• 4.2.1 方案1和方案8測(cè)定結(jié)果的比較46-48
• 4.2.2 七種酸處理方案測(cè)定結(jié)果的比較48-55
• 4.2.3 其他因素對(duì)測(cè)定結(jié)果的影響55-57
• 4.3 小結(jié)57-59
• 結(jié)論與討論59-61
• 1 結(jié)論59-60
• 2 討論60-61
• 參考文獻(xiàn)61-67
• 攻讀學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文67-68
• 致謝68-69

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：732072