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《山西大学》 2003年
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黄土丘陵区土壤碳酸钙淀积过程及土壤二氧化碳的研究

赵丽兵  
【摘要】: 土壤碳酸钙(CaCO_3)的淋溶淀积过程是黄土高原以及干旱和半干旱地区土壤形成发育的主要过程之一,也是地球化学过程的主要内容。土壤中的碳酸钙对土壤的物理、化学、生物性状起着重要的作用。碳酸钙在土壤剖面中淀积的深度和类型是黄土高原土壤发育的重要标志,钙积层是黄土高原土壤发育环境的历史信息库,同时土壤碳酸钙作为土壤无机碳库重要组成,它通过溶蚀后再结晶与大气CO_2之间进行物质交流来影响全球气候变化。 土壤碳酸钙淋溶淀积是一个复杂的过程,土壤中的CO_2通过控制土壤PH值和碳酸钙的溶解性来影响土壤碳酸钙的淀积,是重要的影响因子之一。研究土壤CO_2浓度在剖面上的分布和变化规律,有助于认识和解释黄土高原钙积过程的内在机制,以土壤CO_2浓度变化的实测数据,建立能更准确描述钙积过程的模型。 本文以砖窑沟流域为例研究和分析了土壤剖面CO_2浓度的分布变化规律及其影响因子;对土壤碳酸钙淋溶锭积进行了定性、定量研究。 研究结果表明: 1.土壤中CO_2浓度与碳酸钙的含量呈正相关;不同土地利用方式引起土壤水分含量、CaCO_3含量及其在土壤剖面上的变化存在明显差异,而对土壤的pH值影响不大;土壤PH(Y)与土壤CaCO_3含量(X)呈非线性正相关,并符合非线性回归方程Y(PH)=(a+bx)/x,即PH=(-7.26+8.98x)/x,表明在一定范围内土壤CaCO_3含量对PH值影响较大,PH值随土壤CaCO_3含量增加而增大,而超过此范围影响明显减少以至消失。同时,所建黄土丘陵区土壤碳酸钙淋溶淀积过程模型的模拟结果接近目前剖面CaCO_3含量和土壤PH值。 2.土壤CO_2的浓度约为大气CO_2浓度的0.58—13.29倍与同类研究相比要低,这是与黄土的土质特性,观测期又逢特别干旱年制约了土壤微生物的活动,再加上土壤中有机质亏损,养分不足造成的;土壤CO_2含量的变化是随温度的升高而升高,在夏季达最高值,冬季最低;在土壤CO_2浓度变化的影响因子温度和水分中,温度的影响作用高于水分;土壤剖面CO_2浓度随着深度增加,总的变化趋势是递增的,但也有反复,甚至有的顺剖面而下几乎保持一恒值,这与季节变化和黄土自身结构的通透性以及在观测期内的干旱气候等条件有关。 总之,为了准确地研究土壤CO_2浓度在剖面中的分布和变化规律其影响因子,一方面必须进行野外多点、连续的定位研究,另一方面建立室内土柱试验,以便能定性、定量分析土壤水分和地温等因子与土壤CO_2浓度的分布和变化规律的关系。同时,所建模型有待于结合影响CaCO_3淀积综合因素的其他因素模型如随机降水模型、蒸散模型等(Marion等,1985)建立耦合系统模型并加以改进完善,避免主观因素影响,使其能准确地反映CaCO_3淀积的一般规律,指导土壤管理和环境保护。
【学位授予单位】:山西大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:S153

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【引证文献】
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【同被引文献】
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