收藏本站
《西南大学》 2015年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

温度变化对土壤有机碳矿化及其动力学特征的影响

王莲阁  
【摘要】:采用野外采样和室内培养试验,研究了不同土地利用类型(林地和旱地)下的石灰土和黄壤(旱地)表层土壤有机碳(SOC)矿化对温度变化的响应。三种供试土样分别采自贵州省普定县天龙山区域的典型林地和旱地的0~10cm表层。针对3种供试土壤,设置2种温度培养模式:①恒温模式,包括25℃、20℃、15℃,分别简称为HT-25、HT-20、HT-15;②变温处理,范围:15℃~25℃,变温间隔12h,每24h为1个周期,简称为BT-15/25,其中变温处理和20℃恒温处理的积温相同,培养时间为56d。利用培养过程中测得的相关数据,系统研究温度变化对土壤有机碳矿化及其动力学特征的影响,为全面认识土壤有机碳矿化的温度效应以及有机碳矿化模型的构建提供基础资料和科学参考。研究结果如下:(一)相同培养温度条件下,3种土壤相同培养时间段内的日均矿化量和累积矿化量大小顺序为:森林石灰土旱地石灰土黄壤,且差异均达到显著性水平(P0.05)。不同培养温度条件下,3种土壤前14d的有机碳平均矿化速率显著高于其后42d的矿化速率,培养前14d释放的CO2量约占总矿化量的60%~68%,这表明前14d的矿化速率决定了整个培养期内的有机碳累积矿化量。恒温培养条件下,3种土壤的累积矿化量和矿化强度随着培养温度的升高而显著增加。森林石灰土BT-15/25处理的有机碳累积矿化量和矿化强度显著低于HT-20处理,黄壤BT-15/25处理的有机碳累积矿化量和矿化强度则显著高于HT-20处理,旱地石灰土2种温度处理之间的累积矿化量和矿化强度则无明显差异,说明培养温度模式(恒温和变温)的变化显著影响土壤有机碳的矿化,通常利用恒温培养下获得的土壤矿化数据来预测和衡量田间土壤碳矿化水平的方法是有待商榷的,判定有机碳矿化对变温环境的响应程度是准确估算土壤CO2排放量的关键。(二)土壤有机碳累积矿化量与有机碳含量呈显著或极显著正相关(P0.05、P0.01),表明土壤有机碳含量是控制矿化过程的重要因素。3种土壤变温处理的累积矿化量和矿化强度总是介于HT-25和HT-15处理之间,说明变温处理的有机碳矿化受到温度变化范围的限制。受土地利用和植被类型的影响,森林石灰土和2种旱地土壤的表层有机碳含量和组成差异显著,结合土壤有机碳含量和组成、Q10值和矿化强度之间的关系分析可知,有机碳含量和组成等自身属性可能是影响其矿化过程对外界温度变化响应的重要原因。(三)森林石灰土变温处理的潜在矿化量显著低于HT-20处理,且C0/SOC明显小于旱地石灰土和黄壤,说明变温环境中森林石灰土微生物分解有机碳的能力减弱,微生物对碳源的利用效率降低。(四)培养过程中土壤的κs随着温度的升高而升高,这表明随着温度的升高土壤微生物利用难分解碳库的能力逐渐增强。整个培养期内,3种土壤的难分解有机碳含量与累积矿化量的比值达到近40%,这显示在有机碳矿化过程中难分解碳库与易分解碳库有着同等重要的作用。通过比较分析变温处理和恒温20℃处理条件下森林石灰土、旱地石灰土和黄壤有机碳矿化动力学方程中各参数的变化规律,发现变温环境主要通过改变易分解碳库的含量和难分解碳库的矿化速率常数来影响土壤有机碳矿化过程。(五)整个培养期间,由于土壤可溶性有机碳的溶出量与有机碳含量的关联性,有机碳含量较高的森林石灰土的可溶性有机碳含量始终高于旱地石灰土和黄壤。土壤类型和所处温度条件的不同,使土壤可溶性有机碳的溶出量亦有差异,这主要与土壤有机碳的温度敏感性和不同温度条件下土壤微生物群落活性有关。3种土壤不同温度条件下的可溶性有机碳含量与有机碳日均矿化量均呈极显著正相关,表明制约土壤可溶性有机碳生成是温度影响有机碳矿化的一个重要途径。(六)由于土壤微生物量碳与土壤有机碳含量的相关性,森林石灰土的微生物量碳含量显著高于旱地石灰土和黄壤。除HT-25处理条件下黄壤的微生物量碳含量与日均矿化量显著相关外,各处理的土壤微生物量碳含量与有机碳的日均矿化量均无显著相关性;土壤微生物量碳也不能有效反映升温过程中以及恒温和变温处理之间土壤有机碳矿化的差异,该现象表明,温度条件不能通过显著改变土壤微生物数量来影响有机碳矿化过程。温度变化可能通过影响土壤微生物群落的组成、结构和活性从而改变微生物利用有机碳的能力,进而对土壤有机碳矿化过程产生影响。结合矿化动力学分析可知,土壤微生物群落活性的变化是影响有机碳矿化的关键,温度能通过改变土壤微生物群落的活性来影响有机碳矿化过程。
【学位授予单位】:西南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:S153.6

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前9条
1 艾丽;吴建国;朱高;刘建泉;田自强;苌伟;夏新;;祁连山中部高山草甸土壤有机碳矿化及其影响因素研究[J];草业学报;2007年05期
2 张金波,宋长春,杨文燕;小叶章湿地表土水溶性有机碳季节动态变化及影响因素分析[J];环境科学学报;2005年10期
3 潘根兴;中国土壤有机碳和无机碳库量研究[J];科技通报;1999年05期
4 王小国;朱波;王艳强;郑循华;;不同土地利用方式下土壤呼吸及其温度敏感性[J];生态学报;2007年05期
5 杨继松;刘景双;孙丽娜;;温度、水分对湿地土壤有机碳矿化的影响[J];生态学杂志;2008年01期
6 胡亚林;汪思龙;颜绍馗;;影响土壤微生物活性与群落结构因素研究进展[J];土壤通报;2006年01期
7 欧阳扬;李叙勇;;干湿交替频率对不同土壤CO_2和N_2O释放的影响[J];生态学报;2013年04期
8 李忠佩;吴晓晨;陈碧云;;不同利用方式下土壤有机碳转化及微生物群落功能多样性变化[J];中国农业科学;2007年08期
9 吴建国,张小全,徐德应;六盘山林区几种土地利用方式对土壤有机碳矿化影响的比较[J];植物生态学报;2004年04期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 许燕萍;陈晖;卢向荣;刘炜;;土地利用方式对土壤有机碳储量的影响[J];安徽农学通报;2008年17期
2 李志军;陈晓光;李剑萍;韩颖娟;陈晓娟;;六盘山植被覆盖度的变化及其与气温降水蒸发量的关系[J];安徽农业科学;2010年15期
3 吴乐知;;土壤有机碳储量的估算研究进展[J];安徽农业科学;2010年25期
4 刘燕萍;唐英平;卢茜;高人;;温度和土地利用变化对土壤有机碳矿化的影响[J];安徽农业科学;2011年07期
5 马境菲;娄运生;周文鳞;李忠佩;;长期施肥对红壤性水稻土根际土壤可溶性有机碳含量的影响[J];安徽农业科学;2011年16期
6 王海荣;杨忠芳;;土壤无机碳研究进展[J];安徽农业科学;2011年35期
7 赵志敏;赵成义;;塔里木河流域干旱区棉田土壤呼吸的温度敏感性研究[J];冰川冻土;2012年01期
8 吴建国;艾丽;朱高;田自强;苌伟;;祁连山北坡云杉林和草甸土壤有机碳矿化及其影响因素[J];草地学报;2007年01期
9 林文鹏;赵敏;柳云龙;刘冬燕;高峻;;城市森林土壤表面CO_2通量[J];城市环境与城市生态;2008年01期
10 许乃政;张桃林;王兴祥;刘红樱;梁晓红;;长江三角洲地区土壤无机碳库研究[J];长江流域资源与环境;2009年11期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 侯钰荣;伊犁绢蒿生理生态适应性的研究[D];新疆农业大学;2010年
2 赖力;中国土地利用的碳排放效应研究[D];南京大学;2010年
3 文仕知;桤木人工林生态系统结构及功能过程[D];中南林业科技大学;2010年
4 廖艳;我国典型低温区土壤有机碳变化及土壤呼吸特征[D];中国地质大学(北京);2011年
5 海龙;黄土高原地膜覆盖栽培玉米的产量与土壤生态效应[D];兰州大学;2011年
6 张阳武;小兴安岭泥炭沼泽植物区系及土壤理化性质研究[D];东北林业大学;2009年
7 王义祥;不同经营措施下果园土壤有机碳库特性及固碳潜力研究[D];福建农林大学;2011年
8 鲁顺保;澳大利亚三种森林类型土壤有效碳和氮库及相关微生物过程研究[D];江西农业大学;2011年
9 文都日乐;呼伦贝尔主要草地类型植被特征、土壤特性与微生物多样性研究[D];内蒙古农业大学;2011年
10 吴勇;台湾桤木林草复合细根特性研究[D];四川农业大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 吴珊珊;合肥环城公园不同群落类型碳贮量特点[D];安徽农业大学;2010年
2 李智卫;海藻对不同促生菌生长的影响及应用[D];山东农业大学;2010年
3 张丽娟;砂姜黑土玉米秸秆碳、氮矿化特征研究[D];安徽农业大学;2010年
4 孙棣棣;应用磷脂脂肪酸方法研究毛竹林土壤微生物群落结构演变规律[D];浙江农林大学;2010年
5 窦荣鹏;亚热带9种主要森林植物凋落物的分解及碳循环对全球变暖的响应[D];浙江农林大学;2010年
6 孙秀丽;安徽省“自然—经济”复合系统碳收支估算及其特征研究[D];安徽师范大学;2010年
7 卢茜;武夷山不同类型土壤有机碳含量及影响因素研究[D];福建师范大学;2010年
8 朱宁;中亚热带不同常绿阔叶林群落土壤呼吸及其影响因素研究[D];福建师范大学;2010年
9 梁小翠;PAHs对4种绿化树种盆栽土壤微生物和酶的影响[D];中南林业科技大学;2008年
10 杨丽丽;桤木人工林生态系统碳密度、贮量及空间分布[D];中南林业科技大学;2008年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 王长庭,龙瑞军,王启基,景增春,尚占环,丁路明;高寒草甸不同海拔梯度土壤有机质氮磷的分布和生产力变化及其与环境因子的关系[J];草业学报;2005年04期
2 李玉强;赵哈林;赵学勇;张铜会;陈银萍;;不同强度放牧后自然恢复的沙质草地土壤呼吸、碳平衡与碳储量[J];草业学报;2006年05期
3 韩广轩,朱波,张中杰,高美荣,郑循华;川中丘陵水旱轮作土壤—小麦系统CO_2排放及其影响因素[J];地球科学进展;2004年S1期
4 梁东丽,同延安,Ove Emteryd,方日尧,张树兰;干湿交替对旱地土壤N_2O气态损失的影响[J];干旱地区农业研究;2002年02期
5 张翔,朱洪勋,孙春河,曹友节;长期施肥对土壤微生物和腐殖质组分的影响[J];华北农学报;1998年02期
6 何良菊,魏德洲,张维庆;土壤微生物处理石油污染的研究[J];环境科学进展;1999年03期
7 宋长春,王毅勇,阎百兴,娄彦景,赵志春;沼泽湿地开垦后土壤水热条件变化与碳、氮动态[J];环境科学;2004年03期
8 宋长春,杨文燕,徐小锋,娄彦景,张金波;沼泽湿地生态系统土壤CO_2和CH_4排放动态及影响因素[J];环境科学;2004年04期
9 张金波,宋长春,杨文燕;不同土地利用下土壤呼吸温度敏感性差异及影响因素分析[J];环境科学学报;2005年11期
10 吴建国,张小全,王彦辉,徐德应;土地利用变化对土壤物理组分中有机碳分配的影响[J];林业科学;2002年04期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 杨丽霞,潘剑君;土壤有机碳动态模型的研究进展(英文)[J];Journal of Forestry Research;2003年04期
2 周莉,李保国,周广胜;土壤有机碳的主导影响因子及其研究进展[J];地球科学进展;2005年01期
3 张国盛,黄高宝;农田土壤有机碳固定潜力研究进展[J];生态学报;2005年02期
4 彭文英;张科利;杨勤科;;退耕还林对黄土高原地区土壤有机碳影响预测[J];地域研究与开发;2006年03期
5 朱连奇;朱小立;李秀霞;;土壤有机碳研究进展[J];河南大学学报(自然科学版);2006年03期
6 邵月红;潘剑君;许信旺;米高奇;;浅谈土壤有机碳密度及储量的估算方法[J];土壤通报;2006年05期
7 赵鑫;宇万太;李建东;姜子绍;;不同经营管理条件下土壤有机碳及其组分研究进展[J];应用生态学报;2006年11期
8 于永强;黄耀;张稳;孙文娟;;华东地区农田土壤有机碳时空格局动态模拟研究[J];地理与地理信息科学;2007年01期
9 苏艳华;黄耀;;湿地垦殖对土壤有机碳影响的模拟研究[J];农业环境科学学报;2008年04期
10 许信旺;潘根兴;汪艳林;曹志宏;;中国农田耕层土壤有机碳变化特征及控制因素[J];地理研究;2009年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘敏;;中国土壤有机碳研究综述[A];第二届中国林业学术大会——S10 林业与气候变化论文集[C];2009年
2 卢茜;唐英平;高人;尹云锋;马红亮;;温度和土地利用变化对土壤有机碳矿化的影响[A];中国地理学会百年庆典学术论文摘要集[C];2009年
3 吴庆标;王效科;郭然;;土壤有机碳稳定性研究进展[A];生态学与全面·协调·可持续发展——中国生态学会第七届全国会员代表大会论文摘要荟萃[C];2004年
4 王百群;苏以荣;吴金水;;应用稳定性碳同位素研究土壤有机碳的来源构成[A];中国科协2005年学术年会论文集——核科技、核应用、核经济论坛[C];2005年
5 安静;邓波;韩建国;杨富裕;;土壤有机碳稳定性影响因子的研究进展[A];农区草业论坛论文集[C];2008年
6 秦小光;宁波;殷志强;穆燕;;末次间冰期以来渭南黄土地区土壤有机碳碳库的演变[A];中国科学院地质与地球物理研究所第11届(2011年度)学术年会论文集(中)[C];2012年
7 周莉;周广胜;;中国东北样带土壤有机碳对环境变化响应的研究[A];推进气象科技创新加快气象事业发展——中国气象学会2004年年会论文集(下册)[C];2004年
8 李富山;韩贵琳;唐杨;吴起鑫;;喀斯特地区不同生态系统土壤有机碳氮特征:以贵州普定为例[A];中国矿物岩石地球化学学会第14届学术年会论文摘要专辑[C];2013年
9 邱海源;黄志伟;王宪;;区域土地利用方式对土壤有机碳的影响[A];第三届全国环境化学学术大会论文集[C];2005年
10 汪青;张平究;;退耕还湿对菜子湖湿地土壤有机碳组分与质量的影响[A];自然地理学与生态安全学术论文摘要集[C];2012年
中国重要报纸全文数据库 前3条
1 步宣;全球循环与土壤有机碳[N];中国矿业报;2010年
2 中国科学院南京土壤研究所 李珍素;人为因素影响土壤有机碳含量[N];农资导报;2006年
3 李云;中国耕作土壤固碳有潜力[N];地质勘查导报;2009年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 许信旺;不同尺度区域农田土壤有机碳分布与变化[D];南京农业大学;2008年
2 徐华君;中天山北坡土壤有机碳空间分布规律研究[D];中国矿业大学;2010年
3 王百群;黄土区侵蚀与干旱环境中土壤有机碳氮的变化与迁移[D];西北农林科技大学;2004年
4 王淑平;土壤有机碳和氮的分布及其对气候变化的响应[D];中国科学院研究生院(植物研究所);2003年
5 孙艳丽;开封城市土壤有机碳密度、组成及时空变化分析[D];河南大学;2011年
6 李典友;区域湿地和农田土壤有机碳变化研究[D];南京农业大学;2011年
7 仇开莉;沱江流域(内江段)农田土壤有机碳特征及固持能力测算[D];成都理工大学;2014年
8 刘云慧;华北平原农业土地利用对生物多样性和土壤有机碳变化的影响研究[D];中国农业大学;2004年
9 霍莉莉;沼泽湿地垦殖前后土壤有机碳垂直分布及其稳定性特征研究[D];中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所);2013年
10 许泉;南方水田土壤有机碳变化特征及保护性耕作增碳效应研究[D];南京农业大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 肖林林;山地丘陵区耕地土壤有机碳密度空间变异特征分析及预测[D];西南大学;2013年
2 蔚耀洲;温度和水分对山西省地带性土壤有机碳矿化的影响[D];山西农业大学;2015年
3 李悦;不同农作管理措施对东北地区农田土壤有机碳未来变化的模拟研究[D];沈阳农业大学;2015年
4 姜航;张广才岭西坡地形因子和保护机制对土壤有机碳积累的相对影响[D];东北林业大学;2015年
5 黄琳琦;森林土壤有机碳氮分布及矿化特征[D];西北农林科技大学;2015年
6 刘孝阳;复垦土壤有机碳空间插值及监测样点优化布局研究[D];中国地质大学(北京);2015年
7 李隽婷;不同施肥和耕作方式对新修梯田土壤水分和碳氮磷动态的影响[D];兰州大学;2015年
8 王莲阁;温度变化对土壤有机碳矿化及其动力学特征的影响[D];西南大学;2015年
9 贾会娟;西南丘陵区保护性耕作下旱作农田土壤有机碳、氮相关组分的研究[D];西南大学;2015年
10 张洋;浙江凤阳山不同林分土壤有机碳矿化研究[D];南京林业大学;2015年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026