收藏本站
《中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)》 2017年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

黄土丘陵区坡耕地撂荒过程中生态化学计量研究

梁楚涛  
【摘要】:本文以安塞县纸坊沟流域典型黄土丘陵区坡耕地撂荒为研究对象,分别选取坡耕地、撂荒7年、撂荒12年、撂荒17年、撂荒22年、撂荒32年六个年限,分析植物生物量与多样性、土壤植物养分及其化学计量学特征、酶活性及其化学计量学特征和温度敏感性,研究生态恢复过程中的植物-土壤-微生物学间的相互关系,所得主主要结论如下:1、撂荒演替中植物多样性经历了先增加后减少的变化过程,在撂荒17年达到最大值;生物量不断积累,其中,生物量碳逐渐积累,但生物量氮、磷在演替过程中先降低后升高。植物化学计量结果显示,植物在演替过程中表现出氮磷含缺乏,并在撂荒17年表现最为严重。2、撂荒过程中,土壤养分经历一个先降低后升高的过程,在撂荒17年前后,土壤养分含量最低,土壤碳活性最强,此时土壤抗蚀性最差。受人类活动向土壤中添加大量氮磷元素的影响,土壤氮磷元素在撂荒初期相对充足,撂荒17年以后,逐渐表现出磷缺乏。3、撂荒演替过程中土壤水溶性有机物与热水溶性有机物表现出不同的变化趋势,说明热水溶可提取有机物中的不溶性成分可以在一定条件下从一定程度上替代水溶性有机物的生态功能,研究结果表明,热水溶性有机物中非水溶性有机物多为碳水化合物,但不是氨基酸。4、土壤酶在20℃表现出较明显的活性变化,碳氮循环速率经历先降低后升高过程,磷的循环速率相对稳定,通过对酶生态化学计量的分析,37℃的反应体系下,经历30年生态恢复的氮磷相关循环的酶活性会稳定到一定比例,生态系统物质循环过程中的催化剂并未达到稳态。5、本文尝试构建了植物-土壤-酶的化学计量关系的模型,并通过结构方程得以验证。
【关键词】:生态恢复 黄土丘陵区 撂荒 生态化学计量 地上地下相互关系
【学位授予单位】:中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:Q948
【目录】:
  • 摘要5-6
  • ABSTRACT6-11
  • 第一章 引言11-31
  • 1.1 研究背景11-12
  • 1.2 国内外研究进展12-30
  • 1.2.1 植被演替与生态恢复研究进展12-15
  • 1.2.2 演替过程中植物多样性及养分变化15-20
  • 1.2.3 演替过程中的土壤理化性质及微生物特性的变化20-25
  • 1.2.4 演替过程中的生态化学计量25-29
  • 1.2.5 土壤酶的化学计量与温度敏感性29-30
  • 1.3 研究中需要解决的问题30-31
  • 第二章 研究内容与方法31-36
  • 2.1 研究内容31
  • 2.2 研究方法31-36
  • 2.2.1 研究区概况31-32
  • 2.2.2 研究方法、技术路线32-33
  • 2.2.3 实验方法33-36
  • 第三章 撂荒演替中植物多样性与生物量的变化36-43
  • 3.1 撂荒演替中植物多样性与生物量的变化36-38
  • 3.1.1 撂荒演替中植物多样性的变化36-37
  • 3.1.2 撂荒年限与生物量的关系37-38
  • 3.2 撂荒年限与单位面积养分积累38-39
  • 3.3 植物与枯落物化学计量39
  • 3.4 讨论39-41
  • 3.4.1 撂荒演替中的植被变化39-40
  • 3.4.2 撂荒演替中的植物养分变化40-41
  • 3.4.3 植物化学计量41
  • 3.5 小结41-43
  • 第四章 撂荒演替过程中土壤理化性质变化43-55
  • 4.1 撂荒演替过程中土壤物理性质变化43-44
  • 4.1.1 撂荒演替过程中土壤容重与pH变化43-44
  • 4.1.2 撂荒演替过程中土壤团聚体含量44
  • 4.2 撂荒演替过程中土壤化学性质变化44-49
  • 4.2.1 撂荒演替过程中土壤碳氮磷含量变化44-46
  • 4.2.2 撂荒演替过程中土壤速效磷与速效氮变化46-47
  • 4.2.3 撂荒演替过程中土壤易氧化有机碳变化47-49
  • 4.3 撂荒演替过程中土壤抗蚀性与化学计量49-50
  • 4.3.1 土壤抗蚀性特征49-50
  • 4.3.2 撂荒演替过程中土壤生态化学计量变化50
  • 4.4 讨论50-54
  • 4.4.1 撂荒演替过程中土壤物理性质的变化50-52
  • 4.4.2 撂荒演替过程中土壤化学性质的变化52-53
  • 4.4.3 撂荒演替过程中土壤抗蚀性特征与土壤化学计量变化53-54
  • 4.5 小结54-55
  • 第五章 撂荒年限对水溶性有机物的影响55-60
  • 5.1 撂荒年限对水溶性有机物影响55-56
  • 5.2 撂荒年限对热水可提取有机物的影响56-58
  • 5.2.1 撂荒年限对热水可提取有机物含量的影响56
  • 5.2.2 撂荒年限对热水可提取碳水化合物的影响56-57
  • 5.2.3 撂荒年限对总游离氨基酸的影响57-58
  • 5.3 讨论58-59
  • 5.3.1 不同撂荒年限水溶性有机物变化规律58
  • 5.3.2 不同撂荒年限热水可提取有机物变化特征58
  • 5.3.3 不同撂荒年限热水可提取碳水化合物特征58-59
  • 5.3.4 不同撂荒年限游离氨基酸变化59
  • 5.4 小结59-60
  • 第六章 撂荒演替中的酶活性60-70
  • 6.1 撂荒年限对土壤酶活性的影响60-63
  • 6.1.1 不同温度下酶活性60-61
  • 6.1.2 酶活性的温度敏感性61-63
  • 6.2 撂荒演替过程中生态酶化学计量变化63-66
  • 6.2.1 β-葡萄糖苷酶:(乙酰氨基-β-葡萄糖苷酶+亮氨酸酶)63-64
  • 6.2.2 β-葡萄糖苷酶:磷酸酶64-65
  • 6.2.3 (乙酰氨基-β-葡萄糖苷酶+亮氨酸酶):磷酸酶65-66
  • 6.3 撂荒演替中生态酶化学计量的Q1066-68
  • 6.3.1 37℃与 20℃Q1066-67
  • 6.3.2 20℃与 4℃Q1067-68
  • 6.4 讨论68-69
  • 6.4.1 撂荒过程中的酶活性68
  • 6.4.2 撂荒过程中的生态酶化学计量68-69
  • 6.5 小结69-70
  • 第七章 演替过程中植物-土壤-酶活性相关关系70-77
  • 7.1 化学计量的相关性分析70-72
  • 7.2 结构方程模型的构建72-74
  • 7.3 讨论与小结74-77
  • 第八章 总结与展望77-79
  • 8.1 总结77-78
  • 8.2 展望78-79
  • 参考文献79-88
  • 致谢88-89
  • 作者简介89

【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 李怀杰;;黄土丘陵区地电特点的探讨[J];地下水;1990年03期
2 张云鹏 ,管华;豫西黄土丘陵区农村经济发展问题的探讨[J];河南大学学报(自然科学版);1993年01期
3 李小芳;李军;王学春;赵玉娟;程积民;邵明安;;半干旱黄土丘陵区柠条林水分生产力和土壤干燥化效应模拟研究[J];干旱地区农业研究;2007年03期
4 郝仕龙,安韶山,李壁成,赵小敏;黄土丘陵区退耕还林(草)土壤环境效应[J];水土保持研究;2005年03期
5 王峰,石辉;黄土丘陵区廊道研究初探[J];云南地理环境研究;2005年05期
6 尹乐;倪晋仁;;黄土丘陵区土壤抗水蚀能力变化的动态评估[J];自然资源学报;2007年05期
7 ;陕北黄土丘陵区水土保持农林牧综合治理中间试验[J];中国科学院地学情报网网讯;1986年Z1期
8 李学仁;论豫西黄土丘陵区的综合治理与开发[J];地域研究与开发;1990年01期
9 陈国良,刘笃慧;黄土丘陵区农林牧合理生态经济结构模式的初步研究[J];植物生态学与地植物学丛刊;1983年03期
10 曹世雄,段岁芳,陈莉,高旺盛;黄土丘陵区软埂梯田埂坡种草与土壤性状研究[J];干旱区资源与环境;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前4条
1 刘文兆;郭胜利;李凤民;胡梦珺;;半干旱黄土丘陵区小流域土壤水分养分生态特征及其与地形植被的关系[A];认识地理过程 关注人类家园——中国地理学会2003年学术年会文集[C];2003年
2 李芳亭;鲁强;王世国;周军;张春正;;黄土丘陵区土壤钼、锌含量及农作物对钼、锌的反应[A];第七次“土壤与环境”学术研讨会论文摘要[C];2001年
3 汪阳洁;;黄土丘陵区退耕还林对农地资源产业系统耦合的影响研究[A];第八届博士生学术年会论文摘要集[C];2010年
4 刘世增;;基于3S技术的退耕还林决策系统在黄土丘陵区应用[A];中国北方退耕还林工程建设管理与效益评价实践[C];2008年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 记者 洪琦 张瑛;示范区表土层“年轻”1500岁[N];宁夏日报;2010年
中国博士学位论文全文数据库 前2条
1 魏永胜;黄土丘陵区基于水分平衡的人工草地建设研究[D];西北农林科技大学;2005年
2 杭佳;黄土丘陵区植被景观格局与地表甲虫群落组成及空间分布的变化研究[D];宁夏大学;2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 耿莎;黄土丘陵区景观格局动态研究[D];宁夏大学;2015年
2 梁楚涛;黄土丘陵区坡耕地撂荒过程中生态化学计量研究[D];中国科学院大学(中国科学院教育部水土保持与生态环境研究中心);2017年
3 梁峻;安塞黄土丘陵区农林牧业与生态环境协调发展途径的探讨[D];西北农林科技大学;2007年
4 孙强;黄土丘陵区植物群落演替对土壤主要性状的影响[D];西北农林科技大学;2006年
5 陆晓宇;黄土丘陵区农田保护措施对土壤性质的改良研究[D];北京林业大学;2013年
6 师阳阳;黄土丘陵区不同退耕年限及模式下植被生长特征研究[D];西北农林科技大学;2013年
7 王恒威;外源磷素对黄土丘陵区植被恢复的影响[D];西北农林科技大学;2012年
8 李红;黄土丘陵区3个树种光合效率光响应过程及其模拟[D];山东农业大学;2010年
9 张飞;黄土丘陵区人工柠条林生长的土壤环境响应[D];西北农林科技大学;2010年
10 王征;黄土丘陵区植被恢复对土壤有机碳库的影响[D];西北农林科技大学;2011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