典型黑土区土壤温室气体排放特征研究

发布时间：2020-07-09 08:52

【摘要】：本论文以东北典型黑土区天然次生林、樟子松人工林、草地、耕地土壤为研究对象,采用静态箱-气相色谱法,在连续24h原位气体样品的采集的基础上,通过测定、计算与分析,研究了不同土地利用方式对土壤C02和N20排放通量日变化规律的影响,剖析不同土地利用方式对土壤CO2和N2O排放通量日变化规律的影响因子。在此基础上,以黑土区耕地土壤为研究对象,采用室内模拟的方法研究了不同冻融循环次数和不同前期含水量对CO2、N2O、CH4排放的影响,测定冻融前后不同土壤含水量处理间土壤理化性质的变化以及与CO2、N2O、CH4排放的变化的相关性分析,从而为科学评价和计量黑土区植被恢复的生态功能提供参考,为深入研究冻融作用下黑土区土壤温室气体排放特征的规律提供依据。结果表明：以典型黑土区天然次生林、樟子松人工林、草地、耕地土壤为研究对象,采用静态箱-气相色谱法,在连续24h原位气体样品的采集的基础上,通过测定、计算与分析,研究了不同土地利用方式对土壤C02和N20排放通量日变化规律的影响。结果为黑土区4种不同土地利用方式土壤C02排放通量的日变化幅度为352.7-938.3mg·m-2·h-1,总体上从08：00至次日06：00均呈单峰曲线的变化规律,且以天然次生林和樟子松人工林等林地保持相对较高水平,草地次之,耕地最低并显著低于其他3种样地(p0.05)；土壤N20排放通量的日变化幅度为21.4～159.6μg·m-2·h-1,但以耕地最高,且与其他3种土地利用方式间达显著水平(p0.05),总体上同样表现为单峰型变化趋势；土壤温度较土壤含水量与土壤CO2和N20的排放通量的关系更为紧密p0.05),表明在黑土区土壤C02和N20的排放通量对土壤温度的反应更为敏感。经过3次冻融模拟循环处理和9次冻融模拟循环处理后土壤CO2累积排放通量分别比未经过冻融循环处理的土壤CO2累积排放通量高出1.69倍和1.49倍(p0.05),且CO2的排放通量的增加幅度随冻融循环次数的增加而减少。对于土壤N20排放,经过两种冻融循环处理的土壤N20累积排放通量显著高于无冻融循环处理的土壤N20累积排放通量(p0.05),N20的排放通量的增加幅度随冻融循环次数的增加而减少。3次冻融循环处理和9次冻融循环处理的土壤N20排放通量比未经过冻融循环处理的土壤N20排放通量高出1.56倍和1.24倍(p0.05)。冻融循环作用对土壤CH4排放的影响也显著,表现为土壤CH4累积排放通量随冻融循环次数的增加而增加,且9次冻融循环处理的土壤CH4排放通量要高于未经过冻融循环处理的土壤的14.94倍,比3次冻融循环处理高出5.18倍。由此可以认为冻融循环作用均能影响土壤温室气体排放。三种土壤含水量5mm的风干大团聚体占的比重随冻融循环次数的增加而降低,2-5mm则相反。冻融循环处理下,前期含水量对2mm和0.25mm的风干土壤团聚体的组成产生影响,其表现为2mm团聚体含量随土壤含水量的增加而增加,0.25mm的土壤团聚体则与之相反。前期含水量仅对5mm的水稳性团聚体分布比例有显著影响(p0.05),且风干团聚体对冻融交替更加敏感；随冻融循环次数的增加,土壤pH值和全氮含量降低；硝态氮含量增加；铵态氮和有机质含量先增加后减少,但均高于无冻融循环处理的土壤。土壤C02排放与土壤有机质含量存在较高的相关性,但相关性不显著；土壤N20排放与土壤铵态氮极显著负相关(p0.05)；土壤CH4排放与土壤pH值极显著负相关(p0.01),与土壤硝态氮显著相关(p0.05)。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：S714;S154.1

【参考文献】