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《山西农业大学》 2015年
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温度和水分对山西省地带性土壤有机碳矿化的影响

蔚耀洲  
【摘要】:以山西省3种主要地带性土壤(栗钙土、栗褐土、褐土)为研究对象,采用室内培养实验方法,测定不同温度(15℃、25℃、35℃)、水分(40%WHC、70%WHC、 100%WHC)条件下3种地带性土壤有机碳(SOC)矿化特征,分析土壤有机碳矿化对温度、水分变化的响应,结果如下:(1)不同温度条件下的试验结果显示,土壤有机碳矿化有一较短的、速率递增的高矿化阶段,继之是一个较长的、速率递降的强矿化阶段,然后是较为稳定的低矿化阶段。3种地带性土壤有机碳矿化速率达到最高所需时间35℃25℃15℃,速率递降的强矿化阶段持续时间则为35℃25℃15℃,即土壤培养温度高,矿化速率达到最快所用时间短,强矿化阶段持续时间长。有机碳累积矿化量表现为35℃25℃15℃,彼此间差异显著(P0.05)。随培养时间的延长,35℃与25℃下累积矿化量差异逐步扩大,而25℃与15℃下的差异则在培养前期扩大,培养后期减小。总体上,供试土壤有机碳累积矿化量随温度的变化幅度在较高温度条件下(25℃-35℃)大于较低温度下(15℃-25℃)。供试土壤在较高温度下有机碳矿化对温度变化的敏感性高,温度从25℃增至35℃,Q10值为1.87-2.39,平均2.16,从15℃增至25℃,Q10值为1.01-1.63,平均1.29。土壤有机碳矿化随温度的变化符合一级动力学方程Ct=Cp(1-e-kt)。土壤潜在矿化碳库Cp为52.70-300.63 mg·kg-1,潜在矿化率Cp/SOC为0.46%-4.40%。Cp及Cp/SOC随温度升高而增大,增幅亦在较高温度条件下较大。随着温度的升高,供试土壤有机碳固存能力降低,而土地农业利用则能提高土壤有机碳固存能力。15℃条件下Cp/SOC仅与土壤全氮含量呈显著负相关关系(P0.05),而25℃及35℃下则与土壤粘粒含量显著负相关(P0.01)。试验各温度条件下,Cp/SOC与供试土壤的全氮、有机碳、全磷、全钾、pH、CaCO3含量等无显著相关性。(2)不同水分条件下的试验结果显示,土壤有机碳矿化速率在培养前3天内达到最高,之后大幅度下降,15天后趋于稳定。土壤有机碳累积矿化量为35.94-182.37 mg CO2-C·kg-1,不同水分处理间差异显著(P0.05)。随土壤水分含量升高,累积矿化量增大,增幅在较高水分下(70%-100%WHC)大于较低水分下(40%-70%WHC)。土壤潜在矿化碳库@为33.10-193.56 mg·kg-1,潜在矿化率Cp/SOC为0.41%-3.35%。Cp及Cp/SOC随水分含量升高而增大,增幅亦在较高水分条件下较小。40%WHC下Cp/SOC与土壤有机碳含量显著负相关(P0.05),70%WHC及100%WHC下则与土壤有机碳含量及粘粒含量显著负相关(P0.05)。不同土壤Cp/SOC为栗褐土栗钙土褐土。
【学位授予单位】:山西农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S153.6

【参考文献】
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