發(fā)布時(shí)間：2018-01-14 05:27

  本文關(guān)鍵詞：利用放射性碳同位素和生物標(biāo)志物技術(shù)研究溫度對(duì)土壤有機(jī)碳動(dòng)態(tài)的影響　出處：《中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

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【摘要】：土壤有機(jī)碳庫(kù)是陸地生態(tài)系統(tǒng)最大的碳庫(kù),是溫室氣體最重要的潛在源和匯,與大氣中的CO2發(fā)生迅速并且巨大的交換。鑒于土壤有機(jī)碳庫(kù)在全球碳循環(huán)中的重要性,在全球氣候變化背景下,全面認(rèn)識(shí)土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)與反饋?zhàn)兊酶又匾�。溫度和降水是影響土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)最重要的環(huán)境因子,本文試圖利用放射性碳同位素和生物標(biāo)志物技術(shù)來(lái)揭示在野外自然環(huán)境中消除降水的影響后溫度變化對(duì)土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的影響。本文將來(lái)自青藏高原400 mm等降水量線沿線地區(qū)的12個(gè)采樣點(diǎn)的表土樣品用綜合分組方法進(jìn)行分組,然后應(yīng)用自然豐度的放射性碳(14C)示蹤技術(shù)和短波紅外光譜(FTIR)技術(shù),研究了青藏高原土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)。結(jié)果顯示,不同碳庫(kù)的14C含量有顯著差異;根據(jù)14C數(shù)據(jù)及相關(guān)模型計(jì)算不同碳庫(kù)的周轉(zhuǎn)時(shí)間,同一個(gè)地點(diǎn)的土壤樣品,周轉(zhuǎn)時(shí)間從短到長(zhǎng)逐漸變化是:輕質(zhì)組分(LF)顆粒有機(jī)質(zhì)組分(POM)酸溶組分(HF)殘留組分(RF)。通過對(duì)各組分短波紅外光譜的分析和計(jì)算,發(fā)現(xiàn)不同組分中的官能團(tuán)相對(duì)含量對(duì)土壤組分的周轉(zhuǎn)沒有影響,保護(hù)機(jī)制是影響組分周轉(zhuǎn)快慢的最重要因素。對(duì)土壤全樣及組分的碳氮含量分析發(fā)現(xiàn),溫度和pH是影響土壤碳氮含量的主要因子�；貧w分析的結(jié)果顯示,快速分解的LF和POM組分的周轉(zhuǎn)時(shí)間不隨溫度變化;然而慢分解HF和RF碳庫(kù)的周轉(zhuǎn)時(shí)間隨溫度升高呈現(xiàn)指數(shù)衰減,并且RF溫度敏感性大于HF,這個(gè)結(jié)果與土壤碳動(dòng)力學(xué)的推論相一致,我們的結(jié)果證實(shí)了動(dòng)力學(xué)理論在野外條件下也適用。根據(jù)本研究的結(jié)果,我們提出了一個(gè)新的土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性模型:土壤組分溫度敏感性首先由保護(hù)機(jī)制決定,在相同的保護(hù)機(jī)制的基礎(chǔ)上,土壤的分子組成才會(huì)顯示對(duì)溫度敏感性的作用。本論文發(fā)現(xiàn),土壤組分溫度敏感性對(duì)夏季平均溫度的變化要明顯高于對(duì)年均溫度的變化;另外還發(fā)現(xiàn)不同的碳庫(kù)連接模型也是引起土壤組分周轉(zhuǎn)時(shí)間和溫度敏感性估算差異的原因,與碳庫(kù)相互轉(zhuǎn)移模型相比,相互獨(dú)立模型會(huì)明顯低估土壤有機(jī)碳的周轉(zhuǎn)。根據(jù)我們得到的溫度敏感性的結(jié)果來(lái)估算青藏高原地區(qū)未來(lái)的碳排放與碳儲(chǔ)量,發(fā)現(xiàn)單碳庫(kù)模型會(huì)明顯低估碳的釋放,從而高估了青藏高原地區(qū)的碳儲(chǔ)量,夸大了未來(lái)青藏高原地區(qū)的碳匯功能。本論文通過對(duì)來(lái)自我國(guó)400 mm等降水量線沿線地區(qū)的表層土壤碳氮含量分析,發(fā)現(xiàn)土壤碳氮含量隨溫度的升高明顯下降;土壤碳、氮含量存在明顯的相關(guān)性,表明控制土壤碳、氮的過程是相同的。土壤生物標(biāo)志物(游離類脂物和木質(zhì)素)的絕對(duì)含量也是隨溫度升高而減少,這說(shuō)明土壤的生物標(biāo)志物也是可降解的。土壤生物標(biāo)志物的相對(duì)含量卻發(fā)現(xiàn)是隨溫度升高逐漸增大,原因是土壤有機(jī)碳中易分解的成分被消耗,使得這些難分解的物質(zhì)在土壤有機(jī)質(zhì)中相對(duì)積累。通過對(duì)土壤木質(zhì)素單體分析發(fā)現(xiàn),隨著溫度升高,木質(zhì)素的氧化分解程度是逐漸增加的。在所有指示土壤品質(zhì)的指標(biāo)中,土壤木質(zhì)素與氮的比值(Lignin/N)因?yàn)槟軌虮碚魍寥婪�(wěn)定碳庫(kù)與活性碳庫(kù)發(fā)生的相對(duì)變化,從而能很好地指示土壤品質(zhì)與溫度的關(guān)系。
[Abstract]:Soil organic carbon pool is one of the most important sources and sinks of soil organic carbon , which is the most important source and sink of soil organic carbon . The results show that the temperature and pH are the most important factors affecting the turnover of soil organic carbon . so that the relationship between soil quality and temperature can be well indicated .

【學(xué)位授予單位】：中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S153.6

【參考文獻(xiàn)】

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1 柴華;何念鵬;;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];生態(tài)學(xué)報(bào);2016年13期

2 TAN WenBing;ZHOU LiPing;LIU KeXin;;Soil aggregate fraction-based ~(14)C analysis and its application in the study of soil organic carbon turnover under forests of different ages[J];Chinese Science Bulletin;2013年16期

3 楊金艷,王傳寬;東北東部森林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳貯量和碳通量[J];生態(tài)學(xué)報(bào);2005年11期

4 許清海,李月叢,陽(yáng)小蘭,陳輝,呂新苗;青藏高原東北部典型花粉類型埋藏特征及其與植被關(guān)系的研究[J];地球科學(xué)進(jìn)展;2005年01期

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1 陳懂懂;青藏高原東北緣高寒草甸土壤養(yǎng)分、微生物量碳氮及氮礦化潛力的研究[D];蘭州大學(xué);2010年

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本文編號(hào)：1422235