三峡水库消落带土壤呼吸对团聚体演变的响应及其微生物学机制
发布时间：2022-01-22 19:40
土壤呼吸是生态系统碳循环的重要组成部分,在大气CO2浓度调控方面起着十分关键的作用。土壤团聚体是土壤有机碳保护的载体,也是微生物活动的主要场所。微生物是生态系统中最活跃的部分,直接影响土壤养分循环与团聚体形成与周转,而土壤团聚体形成与周转的各个过程均与土壤呼吸息息相关。消落带是水库四周形成的最低水位线与最高水位线之间的区域,由于遭受周期性水位波动的干扰,改变了原有的土壤团聚体演变规律,是碳循环的潜在热区。同时在消落带出露期,库周居民根据水热条件择时而用,叠加了对土壤的扰动。然而,在水位波动和土地利用双重影响下,消落带土壤呼吸作用对土壤团聚体结构演变的响应及其微生物学机制尚需探索。本文以三峡水库典型消落带不同高程与不同土地利用类型的土壤为研究对象,利用LI-6400XT便携式光合作用测量系统与静态箱-气相色谱法对研究区土-气界面CO2排放通量进行连续系统地测定,研究消落带土壤呼吸日变化、月变化及季节变化特征,并分析其影响因素;了解消落带土壤团聚体的分布及稳定性,并根据全土及各粒径土壤团聚体内有机碳和氮的含量,综合分析消落带淹水强度及土地利用方式...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院)重庆市
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三峡库区消落带及本研究区位置
三峡水库消落带土壤呼吸对团聚体演变的响应及其微生物学机制16表2.1乌杨湾和白家溪研究区人类活动指示指标Table2.1IndicatedparametersofanthropogenicactivitiesinWuyangwanandBaijiaxistudyarea研究区粮食总产量(吨/年)家禽总数（只）农用化肥人口密度(人/平方千米)氮肥（kgN）磷肥（kgP）钾肥（kgK）复合肥（kgNPK）乌杨湾2846158754.32701.5426.84025.5485白家溪27125892.8206.438.4396.555图2.2三峡水库消落带耕作时间安排与管理流程Fig2.2ThegeneraltimingandprocedurefortillageandfieldmanagementpracticesinthedrawdownzoneofTGR2.2采样方案研究区水位冬季最高涨到175m，夏季最低水位约为145m，垂直落差达30m。沿着研究区消落带155~175m海拔高程，每5m设置一个样点（每个研究区设置3条样带），其中175~180m为对照，代表不同淹水时间（淹水强度）的消落带样品，用来研究消落带土壤呼吸与团聚体结构特征沿高程的梯度性变化；同时，在消落带同一高程内（主要为乌杨湾消落带），选取不同土地利用类型（主
第2章材料与方法17要为旱地、水田与近似自然状态的荒地）进行对比研究。另外，根据三峡水库水位变化规律，采样时间从消落带落干初期的3月份持续到与落干末期的9月份，用以研究消落带土壤呼吸特征及其团聚体结构的时空演变规律。图2.3三峡水库坝前水位波动Figure2.3WaterlevelfluctuationintheriparianoftheThreeGorgesReservoir土壤团聚体样品：分层采集0~10、10~25cm原状土壤样品，采集的土壤分别装入预先标注的长宽高分别为30cm×20cm×10cm硬质塑料盒，然后用保鲜膜封存，用于筛分不同粒径团聚体，每个小区重复采样6次。在运输途中尽量避免震动而破坏土壤结构。同时，采集一部分样品，带回实验室后挑出石块和草根，将土样分为两部分，一部分以-80℃保存于冰箱以测量微生物群落特征，一部分用手将较大土块轻轻掰开并过8mm筛后在室温下风干测定土壤水稳性团聚体以及土壤基本理化性质测定。此外，使用环刀采集原状土壤样品用以测定土壤容重，用三参数仪WET（Saardi,UK）测量土壤含水量与土壤电导率，用Li-6400XT系统（Li6400,Ecotek,USA）测定土壤呼吸和土壤温度。2.3测定方法2.3.1土壤质地使用马尔文粒径分析仪（Mastersizer3000,MalvernPanalyticalBrands,UK）测定。土壤pH（FE20，MettlerToledo，USA）使用电位法测定，水土比为1:5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]红壤性水稻土不同粒级团聚体有机碳矿化及其温度敏感性[J]. 陈晓芬,刘明,江春玉,吴萌,贾仲君,李忠佩. 土壤学报. 2019(05)
[2]应用Le Bissonnais法研究三峡库区消落带土壤水稳性团聚体稳定性[J]. 陆铸畴,包忻怡,LIU Xiao,张海玲,向瀚宇,贾国梅. 灌溉排水学报. 2018(05)
[3]干湿交替对土壤有机碳矿化影响的研究进展[J]. 张梦瑶,高永恒,谢青琰. 世界科技研究与发展. 2017(01)
[4]三峡库区消落带土壤有机碳氧化稳定性特征[J]. 贾国梅,何立,刘潇,但飞君,陈芳清. 水土保持研究. 2016(05)
[5]施肥方式对土壤CO2释放的影响及其机理研究进展[J]. 周运来,张振华,钱晓晴,严少华,罗佳,卢信,刘丽珠,范如芹. 江苏农业学报. 2016(02)
[6]稻田改为旱地后土壤有机碳矿化及微生物群落结构的变化[J]. 刘长红,袁野,杨君,戴晓琴,王辉民. 应用与环境生物学报. 2015(05)
[7]三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征[J]. 贾国梅,牛俊涛,席颖. 土壤. 2015(05)
[8]土壤微生物总活性研究方法进展[J]. 车荣晓,王芳,王艳芬,邓永翠,张静,马双,崔骁勇. 生态学报. 2016(08)
[9]南明河城区河段细菌多样性与环境因子的关系[J]. 唐婧,徐小蓉,商传禹,牛晓娟,张习敏,乙引. 微生物学报. 2015(08)
[10]不同粒级土壤团聚体呼吸特征及其对碳排放的贡献[J]. 王菁,陈防,刘毅. 植物科学学报. 2014(06)
博士论文
[1]三峡库区消落带土壤氮循环关键过程微生物群落特征研究[D]. 叶飞.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2018
[2]纳帕海湿地退化对土壤微生物群落结构及多样性的影响[D]. 陆梅.北京林业大学 2018
[3]盐碱农田全年候土壤活性和惰性有机碳变化及其微生物作用研究[D]. 张豪.吉林大学 2017
[4]人工针叶林生态系统凋落物输入调控对土壤有机碳动态和稳定性的影响[D]. 吴君君.中国科学院武汉植物园 2017
[5]不同土地利用方式对三峡库区消落带库湾生态系统的影响研究[D]. 程辉.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2017
[6]不同封育年限荒漠草原土壤呼吸特征及其影响因子研究[D]. 崔海.宁夏大学 2016
[7]长期保护性耕作对土体及团聚体中微生物特征和有机质的影响及机理[D]. 赵龙华.中国农业大学 2016
[8]长期不同施肥下红壤性水田和旱地土壤有机碳稳定性差异研究[D]. 孙艳妮.南京农业大学 2015
[9]耕作和施氮措施下旱作夏玉米田土壤呼吸与土壤碳平衡研究[D]. 张俊丽.西北农林科技大学 2014
[10]北亚热带毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D]. 雷海清.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]三峡库区典型小流域氮素气态损失动态变化及其主导因素[D]. 杨杉.西南大学 2015
[2]东北黑土团聚体的结构特征研究[D]. 陈晓侠.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
[3]滩地杨树林土壤呼吸对模拟氮沉降与淹水的响应[D]. 张蕊.中国林业科学研究院 2013
[4]多重干湿交替对农田土壤碳循环的影响研究[D]. 王君.东华大学 2013
[5]辽河三角洲不同湿地类型土壤团聚体与颗粒有机质组成及其对土壤碳库的稳定性指示意义[D]. 丁玉蓉.青岛大学 2012
[6]水位变化下三峡水库典型消落区CO2排放研究[D]. 程炳红.西南大学 2012
[7]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]. 谢慧慧.西北农林科技大学 2010
[8]三峡库区消落带土壤结构特征研究[D]. 徐泉斌.西南大学 2010
[9]干湿交替对东北温带天然林和落叶松人工林土壤呼吸的影响[D]. 刘云凯.东北林业大学 2010
本文编号：3602786
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院)重庆市
【文章页数】：152 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
三峡库区消落带及本研究区位置
三峡水库消落带土壤呼吸对团聚体演变的响应及其微生物学机制16表2.1乌杨湾和白家溪研究区人类活动指示指标Table2.1IndicatedparametersofanthropogenicactivitiesinWuyangwanandBaijiaxistudyarea研究区粮食总产量(吨/年)家禽总数（只）农用化肥人口密度(人/平方千米)氮肥（kgN）磷肥（kgP）钾肥（kgK）复合肥（kgNPK）乌杨湾2846158754.32701.5426.84025.5485白家溪27125892.8206.438.4396.555图2.2三峡水库消落带耕作时间安排与管理流程Fig2.2ThegeneraltimingandprocedurefortillageandfieldmanagementpracticesinthedrawdownzoneofTGR2.2采样方案研究区水位冬季最高涨到175m，夏季最低水位约为145m，垂直落差达30m。沿着研究区消落带155~175m海拔高程，每5m设置一个样点（每个研究区设置3条样带），其中175~180m为对照，代表不同淹水时间（淹水强度）的消落带样品，用来研究消落带土壤呼吸与团聚体结构特征沿高程的梯度性变化；同时，在消落带同一高程内（主要为乌杨湾消落带），选取不同土地利用类型（主
第2章材料与方法17要为旱地、水田与近似自然状态的荒地）进行对比研究。另外，根据三峡水库水位变化规律，采样时间从消落带落干初期的3月份持续到与落干末期的9月份，用以研究消落带土壤呼吸特征及其团聚体结构的时空演变规律。图2.3三峡水库坝前水位波动Figure2.3WaterlevelfluctuationintheriparianoftheThreeGorgesReservoir土壤团聚体样品：分层采集0~10、10~25cm原状土壤样品，采集的土壤分别装入预先标注的长宽高分别为30cm×20cm×10cm硬质塑料盒，然后用保鲜膜封存，用于筛分不同粒径团聚体，每个小区重复采样6次。在运输途中尽量避免震动而破坏土壤结构。同时，采集一部分样品，带回实验室后挑出石块和草根，将土样分为两部分，一部分以-80℃保存于冰箱以测量微生物群落特征，一部分用手将较大土块轻轻掰开并过8mm筛后在室温下风干测定土壤水稳性团聚体以及土壤基本理化性质测定。此外，使用环刀采集原状土壤样品用以测定土壤容重，用三参数仪WET（Saardi,UK）测量土壤含水量与土壤电导率，用Li-6400XT系统（Li6400,Ecotek,USA）测定土壤呼吸和土壤温度。2.3测定方法2.3.1土壤质地使用马尔文粒径分析仪（Mastersizer3000,MalvernPanalyticalBrands,UK）测定。土壤pH（FE20，MettlerToledo，USA）使用电位法测定，水土比为1:5。
【参考文献】：
期刊论文
[1]红壤性水稻土不同粒级团聚体有机碳矿化及其温度敏感性[J]. 陈晓芬,刘明,江春玉,吴萌,贾仲君,李忠佩. 土壤学报. 2019(05)
[2]应用Le Bissonnais法研究三峡库区消落带土壤水稳性团聚体稳定性[J]. 陆铸畴,包忻怡,LIU Xiao,张海玲,向瀚宇,贾国梅. 灌溉排水学报. 2018(05)
[3]干湿交替对土壤有机碳矿化影响的研究进展[J]. 张梦瑶,高永恒,谢青琰. 世界科技研究与发展. 2017(01)
[4]三峡库区消落带土壤有机碳氧化稳定性特征[J]. 贾国梅,何立,刘潇,但飞君,陈芳清. 水土保持研究. 2016(05)
[5]施肥方式对土壤CO2释放的影响及其机理研究进展[J]. 周运来,张振华,钱晓晴,严少华,罗佳,卢信,刘丽珠,范如芹. 江苏农业学报. 2016(02)
[6]稻田改为旱地后土壤有机碳矿化及微生物群落结构的变化[J]. 刘长红,袁野,杨君,戴晓琴,王辉民. 应用与环境生物学报. 2015(05)
[7]三峡库区消落带湿地土壤有机碳及其组分特征[J]. 贾国梅,牛俊涛,席颖. 土壤. 2015(05)
[8]土壤微生物总活性研究方法进展[J]. 车荣晓,王芳,王艳芬,邓永翠,张静,马双,崔骁勇. 生态学报. 2016(08)
[9]南明河城区河段细菌多样性与环境因子的关系[J]. 唐婧,徐小蓉,商传禹,牛晓娟,张习敏,乙引. 微生物学报. 2015(08)
[10]不同粒级土壤团聚体呼吸特征及其对碳排放的贡献[J]. 王菁,陈防,刘毅. 植物科学学报. 2014(06)
博士论文
[1]三峡库区消落带土壤氮循环关键过程微生物群落特征研究[D]. 叶飞.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2018
[2]纳帕海湿地退化对土壤微生物群落结构及多样性的影响[D]. 陆梅.北京林业大学 2018
[3]盐碱农田全年候土壤活性和惰性有机碳变化及其微生物作用研究[D]. 张豪.吉林大学 2017
[4]人工针叶林生态系统凋落物输入调控对土壤有机碳动态和稳定性的影响[D]. 吴君君.中国科学院武汉植物园 2017
[5]不同土地利用方式对三峡库区消落带库湾生态系统的影响研究[D]. 程辉.中国科学院大学(中国科学院重庆绿色智能技术研究院) 2017
[6]不同封育年限荒漠草原土壤呼吸特征及其影响因子研究[D]. 崔海.宁夏大学 2016
[7]长期保护性耕作对土体及团聚体中微生物特征和有机质的影响及机理[D]. 赵龙华.中国农业大学 2016
[8]长期不同施肥下红壤性水田和旱地土壤有机碳稳定性差异研究[D]. 孙艳妮.南京农业大学 2015
[9]耕作和施氮措施下旱作夏玉米田土壤呼吸与土壤碳平衡研究[D]. 张俊丽.西北农林科技大学 2014
[10]北亚热带毛竹材用林土壤呼吸特征研究[D]. 雷海清.中国林业科学研究院 2012
硕士论文
[1]三峡库区典型小流域氮素气态损失动态变化及其主导因素[D]. 杨杉.西南大学 2015
[2]东北黑土团聚体的结构特征研究[D]. 陈晓侠.中国科学院研究生院(东北地理与农业生态研究所) 2013
[3]滩地杨树林土壤呼吸对模拟氮沉降与淹水的响应[D]. 张蕊.中国林业科学研究院 2013
[4]多重干湿交替对农田土壤碳循环的影响研究[D]. 王君.东华大学 2013
[5]辽河三角洲不同湿地类型土壤团聚体与颗粒有机质组成及其对土壤碳库的稳定性指示意义[D]. 丁玉蓉.青岛大学 2012
[6]水位变化下三峡水库典型消落区CO2排放研究[D]. 程炳红.西南大学 2012
[7]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]. 谢慧慧.西北农林科技大学 2010
[8]三峡库区消落带土壤结构特征研究[D]. 徐泉斌.西南大学 2010
[9]干湿交替对东北温带天然林和落叶松人工林土壤呼吸的影响[D]. 刘云凯.东北林业大学 2010
本文编号：3602786
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