發(fā)布時(shí)間：2021-05-25 14:18

　　陸地碳酸鹽風(fēng)化形成的大氣CO₂凈匯是4.77億t C a^-1,隨著土地利用的改變及降雨的增加,還可能增加9.8%¹7.1%。但是,人類(lèi)活動(dòng)帶來(lái)的硝酸和硫酸及其對(duì)碳酸鹽的溶解在碳匯計(jì)算中需加以扣除。我國(guó)平均氮肥輸入量巨大,它能促進(jìn)土壤有機(jī)質(zhì)的分解或累積,促進(jìn)土壤CO₂的產(chǎn)生及排放,對(duì)巖溶碳循環(huán)有間接的調(diào)控作用。當(dāng)?shù)实氖┯昧看笥谥参镂樟繒r(shí),過(guò)量的氮肥輸入會(huì)發(fā)生硝化作用產(chǎn)生硝酸,通過(guò)對(duì)碳酸鹽的溶蝕直接參與巖溶碳循環(huán)。但是這種間接或直接作用有多大,對(duì)巖溶碳匯的影響如何,富鈣偏堿的巖溶土壤對(duì)氮肥輸入如何響應(yīng),氮在流域土壤-巖溶表層帶-地下水系統(tǒng)的遷移與轉(zhuǎn)化及其對(duì)巖溶碳循環(huán)的影響等問(wèn)題還有待進(jìn)一步研究。因此,本研究設(shè)置了一系列不同施氮濃度的盆栽模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)合自然流域地下水的觀測(cè),開(kāi)展了氮對(duì)石灰土碳循環(huán)強(qiáng)度的影響及其源匯效應(yīng)、石灰土-地下水中氮對(duì)巖溶碳循環(huán)的影響、流域尺度氮遷移轉(zhuǎn)化及其參與巖溶碳循環(huán)的機(jī)制研究,發(fā)現(xiàn)以下主要結(jié)論:1.不同施氮濃度的盆栽模擬實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn),氮肥對(duì)土壤CO₂的提... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)地質(zhì)科學(xué)院北京市

【文章頁(yè)數(shù)】：152 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 課題來(lái)源
    1.2 學(xué)術(shù)背景及意義
    1.3 國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)綜述
        1.3.1 碳酸鹽巖溶解吸收的大氣/土壤CO_2與森林碳匯在同一數(shù)量級(jí)
        1.3.2 氮素的來(lái)源及其參與巖溶碳循環(huán)的途徑
        1.3.3 氮素在土壤中的遷移和轉(zhuǎn)化
        1.3.4 氮素影響巖溶作用的發(fā)生條件
        1.3.5 巖溶區(qū)高鈣偏堿的土壤條件有利于硝化作用的進(jìn)行
        1.3.6 土壤對(duì)硝化產(chǎn)酸的緩沖導(dǎo)致土壤碳酸鈣的溶解
        1.3.7 氮肥提高土壤中碳酸鹽巖的溶蝕速率
        1.3.8 氮肥對(duì)流域碳酸鹽巖的溶解及巖溶碳匯的影響
    1.4 研究目標(biāo)、內(nèi)容、技術(shù)路線
        1.4.1 研究目標(biāo)
        1.4.2 研究?jī)?nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
        1.4.4 擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題
第二章 氮對(duì)石灰土碳循環(huán)強(qiáng)度的影響及其源匯效應(yīng)
    2.1 研究區(qū)概況
    2.2 材料與方法
        2.2.1 盆栽模擬實(shí)驗(yàn)的設(shè)置
        2.2.2 實(shí)驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)及方法
        2.2.3 數(shù)據(jù)計(jì)算
        2.2.4 數(shù)據(jù)分析
    2.3 結(jié)果與分析
        2.3.1 土壤CO_2對(duì)短期環(huán)境變化的響應(yīng)
        2.3.2 施肥提高土壤CO_2濃度
        2.3.3 林地土壤CO_2濃度及其同位素分布
        2.3.4 土壤CO_2釋放(土壤呼吸)的影響
        2.3.5 施肥提高土下碳酸鹽巖的溶蝕速率
    2.4 討論
        2.4.1 短時(shí)間尺度降雨、降溫對(duì)土壤CO_2的影響
        2.4.2 巖溶作用對(duì)土壤剖面CO_2及δ~(13)C-CO_2的影響
        2.4.3 土壤呼吸、土壤CO_2濃度呈夏秋高,冬春低的單峰型變化
        2.4.4 模擬實(shí)驗(yàn)和自然林地狀態(tài)下土壤碳循環(huán)強(qiáng)度的對(duì)比
        2.4.5 施氮對(duì)土壤碳源匯的影響
    2.5 本章小結(jié)
第三章 石灰土-地下水中氮對(duì)巖溶碳循環(huán)的影響機(jī)制
    3.1 材料與方法
        3.1.1 土壤物理化學(xué)性質(zhì)樣品的采集及測(cè)試
        3.1.2 石灰土酸堿緩沖容量-酸堿滴定法
        3.1.3 土壤CO_2濃度及其同位素測(cè)定
        3.1.4 滲濾液的收集與測(cè)定
        3.1.5 氣象數(shù)據(jù)-安裝氣象站
        3.1.6 數(shù)據(jù)分析
    3.2 結(jié)果與分析
        3.2.1 土壤碳酸鈣、堿性陽(yáng)離子含量降低
        3.2.2 施氮改變了土壤酸堿緩沖能力
        3.2.3 土壤碳酸鹽溶蝕速率受多種因素影響
        3.2.4 土壤滲濾液EC、NO~(3-)、Ca~(2+)、Mg~(2+)增加顯著
        3.2.5 施肥對(duì)土壤CO_2濃度及其同位素的影響
    3.3 討論
        3.3.1 土壤產(chǎn)酸的速率和緩沖比例
        3.3.2 土壤酸緩沖容量及閾值
        3.3.3 無(wú)機(jī)氮濃度春季達(dá)到峰值、陽(yáng)離子存在春季和夏季兩個(gè)峰值
        3.3.4 施氮提高了淋濾液中離子濃度
        3.3.5 土壤中氮的轉(zhuǎn)化及其影響下的碳酸鹽溶蝕
        3.3.6 滲漏液δ~(13)CDIC受控于土壤CO_2分壓
    3.4 本章小結(jié)
第四章 流域尺度氮遷移及其參與巖溶碳循環(huán)的機(jī)制
    4.1 研究點(diǎn)概況
    4.2 材料與方法
        4.2.1 取樣點(diǎn)位置
        4.2.2 樣品的采集與分析
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 雨水水化學(xué)組成
        4.3.2 地下河水化學(xué)及同位素特征
        4.3.3 地下水離子來(lái)源特征
    4.4 討論
        4.4.1 地下水NO_3~-主要來(lái)源于土壤氮和肥料中的銨
        4.4.2 地下河人為來(lái)源的NO_3~-和SO_4~(2-)
        4.4.3 農(nóng)業(yè)氮肥對(duì)碳酸鹽巖的溶蝕
        4.4.4 土壤中銨態(tài)氮轉(zhuǎn)化和風(fēng)化反應(yīng)
        4.4.5 低濃度硝化來(lái)源的NO_3~-輸入促進(jìn)碳酸的溶蝕
        4.4.6 碳酸和硝酸溶蝕來(lái)源計(jì)算
        4.4.7 漓江流域外源酸對(duì)碳酸鹽巖的溶蝕
        4.4.8 氮素參與的巖溶流域碳循環(huán)模式
    4.5 本章小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 主要結(jié)論
    5.2 本研究的創(chuàng)新點(diǎn)
    5.3 研究不足與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
個(gè)人簡(jiǎn)歷


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)陸地生態(tài)系統(tǒng)土壤氮礦化速率和硝化速率及影響因素——基于文獻(xiàn)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析[J]. 劉君政,王鵬,肖漢玉,趙君,舒旺.  生態(tài)學(xué)報(bào). 2020(12)
[2]不同施氮量對(duì)設(shè)施甜椒溫室氣體排放及凈溫室效應(yīng)的影響[J]. 王珊珊,佟鑫,張麗娟,郭艷杰,張杰,韓建,吉艷芝.  土壤通報(bào). 2019(06)
[3]漓江流域碳氮同位素組成特征及其來(lái)源初探[J]. 任夢(mèng)夢(mèng),黃芬,胡曉農(nóng),曹建華,張鵬.  地球科學(xué). 2020(05)
[4]施肥對(duì)高粱地土壤呼吸及其溫度敏感性的影響[J]. 嚴(yán)俊霞,張媛,焦曉燕.  環(huán)境科學(xué). 2019(12)
[5]典型巖溶區(qū)土壤呼吸作用的晝夜變化特征及其影響因素[J]. 吳夏,潘謀成,曹建華,朱曉燕,張美良,楊會(huì),唐偉,藍(lán)高勇.  中國(guó)巖溶. 2019(02)
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[9]夏季石灰土CO2晝夜動(dòng)態(tài)及其影響因素[J]. 付玉聰,郎赟超,王忠軍,李思亮,丁虎.  生態(tài)學(xué)雜志. 2018(11)
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博士論文
[1]外源酸（硫酸、硝酸）對(duì)巖溶碳循環(huán)的影響[D]. 張遠(yuǎn)矚.西南大學(xué) 2017
[2]3種垂直綠化植物對(duì)污染物的富集及生理響應(yīng)[D]. 孫淑萍.南京林業(yè)大學(xué) 2011
[3]中國(guó)巖石風(fēng)化對(duì)大氣CO2的匯效應(yīng)研究[D]. 姚銳.中南大學(xué) 2003

碩士論文
[1]施氮水平對(duì)春玉米生物學(xué)性狀及溫室氣體排放規(guī)律的影響[D]. 王瑞.內(nèi)蒙古大學(xué) 2019
[2]水生光合生物對(duì)漓江流域水化學(xué)和巖溶碳匯的影響[D]. 原雅瓊.西南大學(xué) 2016
[3]有機(jī)無(wú)機(jī)肥配施對(duì)滴灌棉田氮素轉(zhuǎn)化生物學(xué)過(guò)程的影響研究[D]. 白玲.石河子大學(xué) 2014
[4]大氣SO2污染下園林植物光譜特征及光合特性研究[D]. 另青艷.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2013
[5]成都市大氣降水中無(wú)機(jī)硫、氮同位素的變化特征[D]. 杜鋒.成都理工大學(xué) 2012



本文編號(hào)：3205490