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《西南师范大学》 2003年
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亚热带岩溶山区夏季土壤CO_2浓度的分布状况与变化规律

曾艳  
【摘要】: CO_2“未知汇”的研究是全球碳循环及全球气候变化研究的主要内容之一。碳循环的研究表明,CO_2的未知汇可能存在于陆地生物圈,而土壤是“未知汇”的一个候选者。土壤CO_2主要来源于植被根的呼吸、微生物活动及大气CO_2扩散输入。土壤CO_2浓度为大气的几十倍,它的吸收与释放影响着大气CO_2浓度。因此,土壤CO_2浓度变化特征的研究对揭示大气CO_2浓度变化规律是相当重要的。岩溶地区大气CO_2浓度较非岩溶区低,土壤CO_2浓度较非岩溶地区高,因此,岩溶区土壤CO_2的源与汇问题成为碳循环和温室效应研究的重点。尽管人们对土壤CO_2的日动态及季节变化进行过一些研究,但对占全球陆地总面积15%的岩溶地区土壤CO_2的变化特征研究则较少。 本次实验以典型的亚热带岩溶分布区—金佛山自然保护区为例,选择了岩溶洼地内的高山草甸和靠洼地边缘地带的方竹林、裸地以及石林内的乔木林4个样地,对土壤CO_2浓度空间分布规律以及昼夜动态和日动态变化状况进行了观测,获得了如下新的认识: (1)土壤中CO_2浓度分布的观测结果表明,土壤中具有土壤-大气、土壤-碳酸盐岩两个方向的CO_2浓度梯度。在土壤—大气界面上,土壤表层可为大气提供游离CO_2;而土壤深部CO_2浓度的变化则显示下覆碳酸盐岩对CO_2有吸收作用。 (2)在不同植被系统中,土壤CO_2昼夜动态变化进程不同。观测资料表明:裸地对外界环境的变化相当敏感,而有植被覆盖的竹林和草甸对土壤CO_2浓度动态变化有平抑作用。 (3)土壤CO_2浓度和土壤释放量昼夜动态变化均受温度控制。土壤CO_2浓度 中 义 摘 要 变化与温度相关分析结果表明,土壤表层CO。浓度的变化与温度相关性显著。随 着土壤深度增加,这种相关程度降低。此外,土壤CO。释放量的昼夜变化与温度 变化具有相同特征。温度是决定土壤CO。释放量昼夜变化规律的主要因素,它的 升高和降低分别造成了土壤CO。释放量的增加和减少。 (4)土壤剖面中 CO。浓度动态对降雨的响应表现为一个完整的有规律的动力 迁移过程:降雨前上低下高单向梯度一降雨过程中及降雨后一段时间内上高下高 中低的双向梯度一恢复上低下高的单向梯度。强度不大的降雨可能会促进土壤 CO。浓度增加;而当降雨强度增大时,则会抑制CO。释放,使土壤中不同深度的 CO;浓度趋于一致。另外,对近地面大气CO。浓度的观测则表明降雨对大气CO。有 “沉淀”作用。 (5)近地表大气 CO。浓度与土壤 CO。浓度变化的观测结果揭示了土壤对大气 CO。具有吸收效应。同时,土壤CO。释放量与近地表大气CO。浓度的相关性分析结 果显示出土壤CO。的释放是大气CO。的一个重要的源。 (6)上壤水化学分析的结果显示,石林地区的土壤水中有较高的m。-,揭 示了下覆碳酸盐岩对上壤CO。有吸收作用。 (7)通过 4种样地 CO。动态变化的分析可知,植被在岩溶地区具有提高水上 保持、减弱水土流夫的能力。因而,植被对环境脆弱的岩溶地区而言是十分重要 的,它一方面可以保持仅存的贫瘠的上壤层,提供植被必须的养分和水分;另一 方面,又可以提高上壤溶液的溶蚀能力,加强岩溶区的成土作用。 总之,金佛山上壤CO。浓度分布及其动态变化规律清楚显示了在岩溶活动活 跃季节,土壤CO。的吸收现象。这种吸收可能代表了岩溶土壤系统对大气CO。的 最终的汇效应。
【学位授予单位】:西南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2003
【分类号】:P402

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