本文關(guān)鍵詞：黃土高原單播人工草地碳儲(chǔ)量及其土壤速效養(yǎng)分特征研究

  更多相關(guān)文章： 人工草地 碳密度 土壤有機(jī)碳 土壤速效養(yǎng)分 黃土高原

【摘要】：為了闡明黃土高原不同單播人工草地碳儲(chǔ)量及土壤速效養(yǎng)分的動(dòng)態(tài)特征,以黃土高原主要栽培的紫花苜蓿(Medicago sativa L.)、紅豆草(Onobrychis viciaefolia Scop.)、冰草(Agropyron cristatum Gaertn.)、早熟禾(Poa crymophila Keng.)草地和撂荒地(對(duì)照)為研究對(duì)象。在農(nóng)業(yè)部蘭州黃土高原生態(tài)環(huán)境重點(diǎn)野外科學(xué)觀測(cè)試驗(yàn)站通過(guò)長(zhǎng)期定點(diǎn)監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn),研究了生長(zhǎng)1~5年的4種單播人工草地及撂荒地的植被碳密度、凋落物碳密度、0-100cm地下生物量碳密度、土壤碳密度、生態(tài)系統(tǒng)碳密度與不同單播人工草地的年固碳量,并對(duì)4種生長(zhǎng)1~5年的單播人工草地及撂荒地的土壤速效氮、速效磷、速效鉀與土壤有效鐵、有效錳、有效銅和有效鋅在0-100cm土層的養(yǎng)分特征進(jìn)行了分析。該研究有助于揭示全球氣候變化背景下的單播人工草地固碳機(jī)制,可為我國(guó)人工草地生態(tài)系統(tǒng)碳循環(huán)的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),同時(shí)為闡明黃土高原單播人工草地土壤速效養(yǎng)分特征提供科學(xué)參考。主要研究結(jié)果如下:1.紫花苜蓿總生物量碳密度在4年齡最高,為18635.8kg C·hm-2。苜蓿草地生態(tài)系統(tǒng)碳密度在5年齡最高,為101.96t·hm-2,土壤碳密度占生態(tài)系統(tǒng)碳密度的80.6%~90.5%。隨著生長(zhǎng)年限的增加,紫花苜蓿草地的土壤速效氮含量增加、速效磷含量降低,在0~60cm的土壤速效鉀和有效鋅、0-20cm的土壤有效鐵、0-30cm的土壤有效錳、0-70cm的土壤有效銅均隨著紫花苜蓿生長(zhǎng)年限的增加而顯著降低(P0.05)。不同生長(zhǎng)年限的紫花苜蓿草地土壤速效氮、速效磷、速效鉀、0-50cm的有效鐵、0-70cm的有效錳和有效銅及0-90cm的有效鋅含量均隨土層深度的增加而減少。2.紅豆草草地總生物量碳密度在3年齡最高,為16454.5kg C·hm-2,其中,地上生物量碳密度占31.6%~56.3%。紅豆草草地系統(tǒng)的碳密度也是在3年齡最高,為104.68t·hm-2,土壤碳密度占生態(tài)系統(tǒng)碳密度的84.3%~94.4%。紅豆草草地在0-30cm的土壤速效氮、0-70cm土壤速效磷和土壤有效錳、0-50cm的土壤速效鉀、0-40cm土壤有效銅和0-100cm的土壤有效鋅含量均隨土層深度的增加而減少。隨著生長(zhǎng)年限的增加,紅豆草草地的速效氮含量在1年齡至4年齡增加,5年齡下降。土壤速效磷、速效鉀含量隨著紅豆草生長(zhǎng)年限的增加顯著降低(P0.05)。土壤有效鐵和有效錳含量在0-70cm、有效銅和有效鋅含量在0-100cm均隨著生長(zhǎng)年限的增加而降低。3.冰草草地總生物量碳密度在4年齡最高,為7310.7 kg C·hm-2。4年齡冰草草地系統(tǒng)的碳66.18t·hm-288.1%~97.2%的冰草草地,在0-60cm的速效氮、0-100cm的速效磷、0-50cm的速效鉀、0-50cm的有效鐵、0-60cm的有效錳與有效銅、0-70cm的有效鋅含量均隨土層深度的增加而減少。隨著冰草生長(zhǎng)年限的增加,土壤速效氮含量減少,土壤速效磷含量在0-30cm增加,土壤速效鉀先減少后增加。0-50cm的土壤有效鐵、0-30cm土壤有效錳、0-60cm土壤有效銅及0-30cm土壤有效鋅含量均隨冰草生長(zhǎng)年限的增加而降低。4.早熟禾草地在4年齡總生物量碳密度最高,為6553.0kg C·hm-2,地下生物量碳密度占總生物量碳密度的45.1%~62.0%。4年齡早熟禾草地生態(tài)系統(tǒng)的碳密為66.3t·hm-2,且與其它不同生長(zhǎng)年限的差異顯著(P0.05),土壤碳密度占生態(tài)系統(tǒng)碳密度的90.1%~98.5%。不同生長(zhǎng)年限的早熟禾草地速效氮含量在0-60cm、速效磷含量在0-70cm、速效鉀含量在0-50cm、有效鐵含量在0-100cm、有效錳在0-70cm、有效銅和有效鋅在0-60cm均隨土層深度的增加而減少。隨著早熟禾生長(zhǎng)年限的增加,在0-60cm的土壤速效氮、0-50cm的速效磷和速效鉀含量均增加,而在0-30cm的有效鐵、0-40cm的有效錳、0-100cm有效銅和有效鋅含量均隨著生長(zhǎng)年限的增加而降低。5.撂荒地1年齡總生物量碳密度最高,為969.4kg C·hm-2。撂荒地生態(tài)系統(tǒng)碳密度在5年齡為49.0t·hm-2,且與其它不同年限生態(tài)系統(tǒng)碳密度差異顯著(P0.05)。撂荒地土壤碳密度占生態(tài)系統(tǒng)碳密度的92.3%~98.3%。不同生長(zhǎng)年限的撂荒地土壤速效氮、速效磷、速效鉀、有效鐵和有效錳的含量隨著土層深度的增加而減少。在0-40cm的各個(gè)土層,有效銅含量與有效鋅含量均隨土壤深度的增加而有規(guī)律的下降。土壤速效氮和速效鉀在0-50cm、速效磷在0-30cm、有效鐵和有效鋅含量在0-30cm、有效錳和有效銅含量在0-50cm的土層均隨撂荒年限的增加而增加。6.不同單播人工草地生態(tài)系統(tǒng)5年的平均固碳速率從高到低依次為:苜蓿草地(13.04t·hm-2·a-1)紅豆草草地(10.87t·hm-2·a-1)早熟禾草地(5.17t·hm-2·a-1)冰草草地(4.79t·hm-2·a-1)撂荒地(2.46t·hm-2·a-1)。不同單播人工草地的土壤速效氮含量均顯著高于撂荒地。其中,苜蓿和紅豆草草地1年齡至5年齡的土壤速效氮含量顯著高于冰草和早熟禾草地(P0.05)。隨著生長(zhǎng)年限的增加,冰草草地、早熟禾草地和撂荒地的土壤速效磷、速效鉀含量增加,紅豆草和苜蓿草地的土壤速效磷、速效鉀含量降低。隨著生長(zhǎng)年限的增加,不同單播人工草地的土壤有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅含量降低,其中,豆科牧草紫花苜蓿和紅豆草草地降低的幅度均大于禾本科牧草冰草草地和早熟禾草地。撂荒地的土壤有效鐵、有效錳、有效銅、有效鋅含量隨著撂荒年限的增加緩慢升高,但撂荒地土壤速效養(yǎng)分的絕對(duì)增加量比較小。本研究為我國(guó)黃土高原草地碳儲(chǔ)量的計(jì)算、固碳機(jī)制的研究提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù),同時(shí)也為我國(guó)黃土高原人工草地的可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)環(huán)境建設(shè)提供理論支持。
【關(guān)鍵詞】：人工草地 碳密度 土壤有機(jī)碳 土壤速效養(yǎng)分 黃土高原
【學(xué)位授予單位】：甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：S812
【目錄】：

• 摘要4-6
• Abstract6-12
• 第一章 文獻(xiàn)綜述12-30
• 1 研究背景12-15
• 2 國(guó)內(nèi)外草地碳儲(chǔ)量研究進(jìn)展15-20
• 2.1 植被碳含量研究15-16
• 2.2 植被碳儲(chǔ)量研究16-17
• 2.3 凋落物碳儲(chǔ)量17-18
• 2.4 地下部分碳儲(chǔ)量18-19
• 2.5 草地土壤碳儲(chǔ)量19-20
• 3 草地土壤速效氮、磷、鉀研究現(xiàn)狀20-22
• 3.1 土壤速效氮20-21
• 3.2 土壤速效磷21
• 3.3 土壤速效鉀21-22
• 4 草地土壤有效鐵、錳、銅、鋅微量元素研究現(xiàn)狀22-26
• 4.1 土壤有效鐵22-23
• 4.2 土壤有效錳23-24
• 4.3 土壤有效銅24-25
• 4.4 土壤有效鋅25-26
• 5 人工草地碳儲(chǔ)量及速效養(yǎng)分特征研究現(xiàn)狀26-30
• 5.1 人工草地碳儲(chǔ)量研究27
• 5.2 人工草地速效養(yǎng)分特征研究27-28
• 5.3 碳儲(chǔ)量與土壤速效養(yǎng)分相關(guān)性研究28-30
• 第二章 試驗(yàn)方案30-40
• 1 研究的目的意義30-31
• 2 研究?jī)?nèi)容31-32
• 3 技術(shù)路線32-33
• 4 試驗(yàn)材料與設(shè)計(jì)33-34
• 4.1 試驗(yàn)地概況33
• 4.2 試驗(yàn)材料33
• 4.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)33-34
• 5 測(cè)定方法34-39
• 5.1 生物量測(cè)定34-36
• 5.2 容重測(cè)定及土壤樣品取樣36
• 5.3 植物及土壤樣品分析方法36-37
• 5.4 植被和土壤碳儲(chǔ)量計(jì)算方法37-39
• 6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與分析方法39-40
• 第三章 紫花苜蓿人工草地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤速效養(yǎng)分特征40-63
• 1 紫花苜蓿人工草地碳儲(chǔ)量年際變化40-51
• 1.1 植被碳密度年際變化40-42
• 1.2 凋落物碳密度年際變化42-43
• 1.3 地上生物量碳密度年際變化43-44
• 1.4 地下部分生物量碳儲(chǔ)量年際變化44-46
• 1.5 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化46-47
• 1.6 土壤碳儲(chǔ)量年際變化47-50
• 1.7 紫花苜蓿草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化50-51
• 2 紫花苜蓿人工草地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征51-56
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征51-55
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征55
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征55-56
• 3 紫花苜蓿人工草地土壤有效鐵、錳、銅、鋅年際變化特征56-59
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征56-57
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征57
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征57-58
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征58-59
• 4 討論59-61
• 5 小結(jié)61-63
• 第四章 紅豆草人工草地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤速效養(yǎng)分特征63-77
• 1 紅豆草人工草地碳儲(chǔ)量年際變化63-69
• 1.1 植被碳密度年際變化63-64
• 1.2 凋落物碳密度年際變化64-65
• 1.3 地上生物量碳密度年際變化65-66
• 1.4 地下部分生物量碳儲(chǔ)量年際變化66-67
• 1.5 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化67-68
• 1.6 土壤碳儲(chǔ)量年際變化68-69
• 1.7 紅豆草草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化69
• 2 紅豆草人工草地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征69-71
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征69-70
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征70-71
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征71
• 3 紅豆草人工草地土壤有效鐵、錳、銅、鋅年際變化特征71-74
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征71-72
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征72-73
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征73
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征73-74
• 4 討論74-75
• 5 小結(jié)75-77
• 第五章 冰草人工草地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤速效養(yǎng)分特征77-91
• 1 冰草人工草地碳儲(chǔ)量年際變化77-84
• 1.1 植被碳密度年際變化77-78
• 1.2 凋落物碳密度年際變化78-79
• 1.3 地上生物量碳密度年際變化79-80
• 1.4 地下部分生物量碳儲(chǔ)量年際變化80-81
• 1.5 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化81-82
• 1.6 土壤碳儲(chǔ)量年際變化82-83
• 1.7 冰草草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化83-84
• 2 冰草人工草地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征84-85
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征84
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征84-85
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征85
• 3 冰草人工草地土壤有效鐵、錳、銅、鋅年際變化特征85-87
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征85-86
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征86
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征86-87
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征87
• 4 討論87-89
• 5 小結(jié)89-91
• 第六章 早熟禾人工草地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤速效養(yǎng)分特征91-105
• 1 早熟禾人工草地碳儲(chǔ)量年際變化91-97
• 1.1 植被碳密度年際變化91-92
• 1.2 凋落物碳密度年際變化92-93
• 1.3 地上生物量碳密度年際變化93-94
• 1.4 地下部分生物量碳儲(chǔ)量年際變化94-95
• 1.5 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化95-96
• 1.6 土壤碳儲(chǔ)量年際變化96
• 1.7 早熟禾草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化96-97
• 2 早熟禾人工草地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征97-99
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征97-98
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征98
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征98-99
• 3 早熟禾人工草地土壤有效鐵、錳、銅、鋅年際變化特征99-101
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征99
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征99-100
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征100-101
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征101
• 4 討論101-103
• 5 小結(jié)103-105
• 第七章 撂荒地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤速效養(yǎng)分特征105-118
• 1 撂荒地碳儲(chǔ)量年際變化105-112
• 1.1 植被碳密度年際變化105-107
• 1.2 凋落物碳密度年際變化107-108
• 1.3 地上生物量碳密度年際變化108-109
• 1.4 地下部分生物量碳儲(chǔ)量年際變化109-110
• 1.5 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化110-111
• 1.6 土壤碳儲(chǔ)量年際變化111
• 1.7 撂荒地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化111-112
• 2 撂荒地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征112-113
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征112
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征112-113
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征113
• 3 撂荒地土壤有效鐵、錳、銅、鋅年際變化特征113-116
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征113-114
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征114-115
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征115
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征115-116
• 4 討論116-117
• 5 小結(jié)117-118
• 第八章 不同單播人工草地碳儲(chǔ)量年際變化及土壤養(yǎng)分特征118-130
• 1 不同單播人工草地碳儲(chǔ)量年際變化119-122
• 1.1 總生物量碳儲(chǔ)量年際變化119-120
• 1.2 土壤碳儲(chǔ)量年際變化120
• 1.3 不同單播人工草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量年際變化120-121
• 1.4 不同單播人工草地生態(tài)系統(tǒng)年固碳量121-122
• 2 不同單播人工草地土壤速效氮、磷、鉀年際變化特征122-124
• 2.1 土壤速效氮年際變化特征122-123
• 2.2 土壤速效磷年際變化特征123
• 2.3 土壤速效鉀年際變化特征123-124
• 3 不同單播人工草地土壤微量元素年際變化特征124-126
• 3.1 土壤有效鐵年際變化特征124
• 3.2 土壤有效錳年際變化特征124-125
• 3.3 土壤有效銅年際變化特征125
• 3.4 土壤有效鋅年際變化特征125-126
• 4 討論126-128
• 5 小結(jié)128-130
• 第九章 討論與結(jié)論130-137
• 1 討論130-134
• 1.1 不同單播人工草地碳儲(chǔ)量特征130-133
• 1.2 不同單播人工草地土壤速效養(yǎng)分特征133-134
• 2 主要結(jié)論134-135
• 3 創(chuàng)新點(diǎn)135
• 4 存在問(wèn)題135-136
• 5 展望136-137
• 參考文獻(xiàn)137-170
• 導(dǎo)師簡(jiǎn)介170-172
• 個(gè)人簡(jiǎn)介172
• 博士期間發(fā)表的論文和出版專著172-173
• 致謝173-174

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前10條

1 陳晶;王峰;謝應(yīng)忠;王俊杰;湯陽(yáng);許冬梅;;沙蘆草+胡枝子混播草地的生物量及土壤速效養(yǎng)分[J];草業(yè)科學(xué);2015年04期

2 范文杰;張洪江;程金花;姚晶晶;;河北省吳橋縣土壤微量元素空間分布特征[J];中國(guó)水土保持科學(xué);2015年01期

3 周欣;左小安;趙學(xué)勇;王少昆;羅永清;岳祥飛;張臘梅;;半干旱沙地生境變化對(duì)植物地上生物量及其碳、氮儲(chǔ)量的影響[J];草業(yè)學(xué)報(bào);2014年06期

4 霍艷雙;楊波;楊雪棟;寶音陶格濤;;草地土壤有機(jī)碳研究進(jìn)展[J];中國(guó)草地學(xué)報(bào);2014年06期

5 李學(xué)斌;樊瑞霞;劉學(xué)東;;中國(guó)草地生態(tài)系統(tǒng)碳儲(chǔ)量及碳過(guò)程研究進(jìn)展[J];生態(tài)環(huán)境學(xué)報(bào);2014年11期

6 華穎;王子芳;高明;喬亮;張宏;鄧煒;王丹;;土地整理對(duì)土壤有效態(tài)微量元素的影響[J];水土保持學(xué)報(bào);2014年05期

7 金雄;徐金芳;常智慧;;磷對(duì)草坪的影響[J];草業(yè)科學(xué);2014年10期

8 朱守先;;低碳草業(yè)發(fā)展模式探析[J];生態(tài)經(jīng)濟(jì);2014年10期

9 陳超;楊豐;趙麗麗;姚紅艷;王建立;劉洪來(lái);;貴州省不同土地利用方式對(duì)土壤理化性質(zhì)及其有效性的影響[J];草地學(xué)報(bào);2014年05期

10 LIU Miao;LIU Guohua;WU Xing;WANG Hao;CHEN Li;;Vegetation Traits and Soil Properties in Response to Utilization Patterns of Grassland in Hulun Buir City, Inner Mongolia, China[J];Chinese Geographical Science;2014年04期

中國(guó)重要報(bào)紙全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 張新時(shí);;我國(guó)草原生產(chǎn)方式必須進(jìn)行巨大的轉(zhuǎn)變[N];中國(guó)畜牧報(bào);2003年

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 仇開(kāi)莉;沱江流域（內(nèi)江段）農(nóng)田土壤有機(jī)碳特征及固持能力測(cè)算[D];成都理工大學(xué);2014年

2 Shadrack Batsile Dikgwatlhe;華北平原長(zhǎng)期耕作及秸稈管理方式下土壤碳/氮?jiǎng)討B(tài)及碳組分、土壤養(yǎng)分的分布特征[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2014年

3 王斌;三江源區(qū)退化和人工草地生態(tài)系統(tǒng)CO_2通量及其影響機(jī)制的研究[D];南開(kāi)大學(xué);2014年

4 趙文龍;中國(guó)北方草原物候、生產(chǎn)力和土壤碳儲(chǔ)量對(duì)氣候變化的響應(yīng)[D];蘭州大學(xué);2012年

5 王春陽(yáng);黃土高原生態(tài)重建中植物凋落物碳氮在土壤中轉(zhuǎn)化特性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2011年

6 郝文芳;陜北黃土丘陵區(qū)撂荒地恢復(fù)演替的生態(tài)學(xué)過(guò)程及機(jī)理研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

7 郭志彬;半干旱黃土高原地區(qū)不同干預(yù)方式下撂荒地演替植被生物量與土壤物化性質(zhì)變化[D];蘭州大學(xué);2010年

中國(guó)碩士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前7條

1 張紅菊;川西北高寒草地土壤鐵的垂直分布[D];四川師范大學(xué);2013年

2 張景;莽山東部森林土壤碳密度分布特征及其影響因素[D];中南林業(yè)科技大學(xué);2013年

3 姜慧敏;豆科牧草與禾本科牧草的根系特征與生理生態(tài)指標(biāo)的比較研究[D];內(nèi)蒙古大學(xué);2013年

4 李江;中國(guó)主要森林群落林下土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量格局及其影響因子研究[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2008年

5 郭艷玲;多年生禾草對(duì)土壤理化性質(zhì)的影響[D];中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué);2005年

6 商麗娜;火燒對(duì)三江平原小葉章濕地土壤性質(zhì)的影響[D];東北師范大學(xué);2004年

7 殷國(guó)梅;冰草在荒漠草原地區(qū)生態(tài)生物學(xué)特性動(dòng)態(tài)研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2004年

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