收藏本站
《西北农林科技大学》 2012年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

渭北旱塬苹果园土壤呼吸的时空变异特征及其影响因子

李泽  
【摘要】:黄土高原不仅是我国严重的水土流失区,也是优质苹果的适生区。退耕还果既是当地居民脱贫致富的重要途经,也是治理水土流失的重要措施。1980年以来该地区苹果园面积迅速增长,截至2009年,苹果园面积已达到100多万公顷,产值达200亿元人民币。土地利用方式变化是影响陆地生态系统碳循环的重要因素,退耕还果极有可能是影响区域碳循环的重要因素。了解农田退耕为果园后土壤有机碳储量和土壤呼吸变化及其影响因素,有助于科学评价退耕还果对黄土高原地区陆地生态系统土壤碳源汇功能变化的影响。 本研究以位于黄土高原的长武农田生态系统国家野外站为基地,以20年的盛产果园和邻近农田为研究对象,通过野外调查与室内分析地上植被生物量、地下根系生物量以及0-100cm土层有机碳氮储量的变化及其相互关系,研究影响果园生态系统有机碳储量变化的因素。此外,采用LI-8100土壤碳通量测量系统于2010年6月至2011年12月,监测了农田(十里铺试验站长期试验田)和果园土壤呼吸、土壤温度和水分变化,分析了土壤呼吸与土壤温度、土壤水分等环境影响因子的关系。在此基础上,从土壤有机碳储量和土壤呼吸角度探讨了退耕还果对陆地生态系统土壤有机碳循环的影响机理。主要结果如下: (1)坡地果园0-100cm土层有机碳(Soil organic carbon,SOC)储量低于农田。但0-20cm土层,果园SOC储量为高于农田,增幅为9.2%。而在深层(20-100cm土层),SOC基本呈现农田果园的趋势。果园土壤1m剖面各层次全氮(Total nitrogen,TN)含量都低于农田,但未达到显著水平(p0.05);农田退耕为果园20年后,坡地果园植株和根系碳储量氮储量约为农田作物的5.8倍和1.7倍。果树主干、枝条和根部的新增生物量是导致果园生态系统碳氮储量积累的主要因素。 (2)在果园与农田两种不同土地利用方式下,土壤呼吸都具有相似的季节性变化。果园平均土壤呼吸速率较相邻农田提高30%(p 0.05),一年半间累积土壤呼吸果园较农田提高了26%。春季,果园和农田平均土壤呼吸速率分别为1.96μmol m~(-2)s~(-1)和2.21μmolm~(-2)s~(-1),果园土壤呼吸速率低于农田11%(p0.05)。夏秋季,果园平均土壤呼吸速率为2.61和2.04μmol m~(-2)s~(-1),分别比农田提高了41%和61%(p 0.05),冬季,土壤呼吸微弱。果园与农田的土壤温度差异显著,果园平均土壤温度较农田低1.8℃(p 0.05)。土壤温度与土壤呼吸均呈显著的指数关系(果园:R2=0.6457,p 0.0001;农田R2=0.5650,p=0.0008),农田土壤呼吸的温度敏感性(Q10)与果园相近。果园与农田土壤呼吸与土壤水分之间不明显相关性。虽然果园与农田的土壤温度和水分随季节变化的规律不同,但不能解释果园与农田的土壤呼吸的差异。 (3)不同果树冠幅下(单株)的土壤呼吸空间变异呈相似的季节格局,3株试验果树平均土壤呼吸速率分别为1.87μmol m~(-2)s~(-1),1.91μmol m~(-2)s~(-1)和2.06μmol m~(-2)s~(-1),平均空间变异系数CV分别为25.1%,27.3%和22.3%。在3、7、9月份出现呼吸空间变异高峰,其他时期变异系数稳定在26.7%左右。在群落尺度上(3×9=27个基座),果园平均土壤呼吸速率为1.92μmol m~(-2)s~(-1),CV均值11.7%,变异幅度低于农田,变异高峰仍然出现在3、7、9月份。果园土壤呼吸速率的水平空间变异与土壤温度及其变异性、土壤水分含量及其变异性都无显著相关性,有可能与果树根系(细根)水平分布的不均匀性有关。
【学位授予单位】:西北农林科技大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2012
【分类号】:S661.1;S154

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 黄承才;浙江省马尾松(Pinus massoniana)林土壤呼吸的研究[J];绍兴文理学院学报;1999年05期
2 蒋延玲,周广胜,赵敏,王旭,曹铭昌;长白山阔叶红松林生态系统土壤呼吸作用研究[J];植物生态学报;2005年03期
3 牟守国;温带阔叶林、针叶林和针阔混交林土壤呼吸的比较研究[J];土壤学报;2004年04期
4 沙丽清,郑征,唐建维,王迎红,张一平,曹敏,王锐,刘广仁,王跃思,孙扬;西双版纳热带季节雨林的土壤呼吸研究[J];中国科学D辑;2004年S2期
5 宋长春,王毅勇,王跃思,阎百兴,徐小锋,张金波,杨文燕;沼泽垦殖前后土壤呼吸与CH_4通量变化[J];土壤通报;2005年01期
6 杨平,杜宝华;国外土壤二氧化碳释放问题的研究动态[J];中国农业气象;1996年01期
7 张焱,李凌浩,王艳芬,唐芳,陈全胜,杨晶,袁志友,董云社;锡林河流域两类植物群落土壤呼吸特征的比较(英文)[J];Acta Botanica Sinica;2003年09期
8 程慎玉,张宪洲;土壤呼吸中根系与微生物呼吸的区分方法与应用[J];地球科学进展;2003年04期
9 陈全胜,李凌浩,韩兴国,阎志丹,王艳芬,张焱,熊小刚,陈世苹,张丽霞,高英志,唐芳,杨晶,董云社;典型温带草原群落土壤呼吸温度敏感性与土壤水分的关系[J];生态学报;2004年04期
10 蒋高明,黄银晓;北京山区辽东栎林土壤释放CO_2的模拟实验研究[J];生态学报;1997年05期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 李壮;张彩霞;李敏;徐锴;厉恩茂;程存刚;;果园生态系统碳循环规律研究进展[A];发展低碳农业 应对气候变化——低碳农业研讨会论文集[C];2010年
2 张丽萍;李学森;顾祥;任玉平;;陆地生态系统土壤呼吸研究现状及进展[A];发展低碳农业 应对气候变化——低碳农业研讨会论文集[C];2010年
3 张凯;许晓静;徐小牛;;合肥城市绿地土壤呼吸初探[A];现代农业理论与实践——安徽现代农业博士科技论坛论文集[C];2007年
4 肖召伟;刘加珍;陈永金;董芝;王玉辉;;不同生境条件下杨树林的土壤呼吸特征分析——以聊城市例[A];发挥资源科技优势 保障西部创新发展——中国自然资源学会2011年学术年会论文集(下册)[C];2011年
5 杨玉盛;陈光水;王小国;高人;李震;金钊;;中亚热带森林转换对土壤呼吸动态及通量的影响[A];科技、工程与经济社会协调发展——中国科协第五届青年学术年会论文集[C];2004年
6 贾文涛;朱鲁生;于长伟;王金花;王军;;硫丹对土壤微生物量以及土壤呼吸的影响[A];持久性有机污染物论坛2010暨第五届持久性有机污染物全国学术研讨会论文集[C];2010年
7 王小国;朱波;;森林土壤呼吸研究进展[A];第九届中国青年土壤科学工作者学术讨论会暨第四届中国青年植物营养与肥料科学工作者学术讨论会论文集[C];2004年
8 赵敏;孔正红;;崇明岛人工林土壤呼吸研究初探[A];中国地理学会2006年学术年会论文摘要集[C];2006年
9 王义祥;吴志丹;翁伯琦;邢世和;王峰;;7年生柑橘果园植被的碳吸存研究[A];二氧化碳减排控制技术与资源化利用研讨会论文集[C];2009年
10 赵志敏;赵成义;于波;李菊艳;王鹏;;基于GMP222连续测定土壤剖面CO_2浓度的干旱区棉田土壤呼吸研究[A];十一五农业环境研究回顾与展望——第四届全国农业环境科学学术研讨会论文集[C];2011年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 周飞 申卫军;大气CO_(2)浓度影响土壤呼吸[N];广东科技报;2009年
2 张维宸 中国国土资源经济研究院;优化结构促碳减[N];中国国土资源报;2009年
3 特约记者 于兮;新疆全面监测天山森林生态[N];阿克苏日报;2006年
4 见习记者 胡佳逸;为每片森林建一个“绿色数据库”[N];苏州日报;2011年
5 特约记者 苏橹萱;岩溶区土壤碳汇效应得以证实[N];中国国土资源报;2011年
6 记者 陈宏伟;中国区域性气候研究中心启动[N];中国经济时报;2009年
7 记者滕兑现、实习生侯海英;印台区2万余亩生态果园“点”上太阳能灯[N];铜川日报;2010年
8 本报记者 申保珍 程鸿飞 李丽颖 常永平;打造世界苹果之都[N];农民日报;2011年
9 记者 方云静;荒漠盐碱土大量吸收二氧化碳[N];新疆日报(汉);2008年
10 记者 戴随刚 通讯员 马宗泰;环青海湖地区 草地生态系统响应试验启动[N];中国气象报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 雷海清;北亚热带毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D];中国林业科学研究院;2012年
2 栾军伟;暖温带锐齿栎林土壤呼吸时空变异及其调控机理[D];中国林业科学研究院;2010年
3 盛浩;中亚热带山区土壤呼吸及其组分对土地利用变化的响应[D];福建师范大学;2010年
4 贾子毅;干旱区白刺荒漠生态系统土壤呼吸对增雨的响应[D];中国林业科学研究院;2011年
5 时伟宇;黄土高原半干旱区两典型森林群落土壤呼吸动态特征研究[D];中国科学院研究生院(教育部水土保持与生态环境研究中心);2011年
6 刘殿君;极端干旱区泡泡刺群落土壤呼吸对增雨的响应[D];中国林业科学研究院;2012年
7 陈先江;黄土高原农业土地利用对土壤呼吸与有机碳贮量的影响[D];兰州大学;2011年
8 张鸽香;城市不同植被类型土壤呼吸与微生物量碳研究[D];南京林业大学;2011年
9 冯育青;太湖湖滨带土壤呼吸与微生物生物量研究[D];南京林业大学;2010年
10 吴会军;长期不同耕种措施对土壤呼吸和有机碳影响研究[D];中国农业科学院;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李泽;渭北旱塬苹果园土壤呼吸的时空变异特征及其影响因子[D];西北农林科技大学;2012年
2 谭炯锐;北京大兴人工杨树林土壤呼吸动态与环境影响因素研究[D];北京林业大学;2010年
3 谢慧慧;水蚀风蚀交错区土壤呼吸与水分运动的影响因素及调控[D];西北农林科技大学;2010年
4 阿斯嘎;沙地植物群落土壤呼吸特征及其影响因子的研究[D];内蒙古大学;2010年
5 张义辉;亚高山草甸土壤呼吸的时空变异特征研究[D];山西大学;2010年
6 王平;华北低丘山地不同土地利用方式土壤呼吸差异及其影响因素[D];河北农业大学;2011年
7 任文玲;崇明东滩土壤呼吸动态研究[D];华东师范大学;2011年
8 张勇;北亚热带林带和农田土壤呼吸及环境影响研究[D];南京信息工程大学;2011年
9 沈小帅;模拟酸雨对天然次生林土壤呼吸的影响研究[D];南京信息工程大学;2012年
10 李华兵;黄河三角洲湿地生态系统土壤呼吸时空变异及其影响机制研究[D];鲁东大学;2012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