發(fā)布時間：2020-10-29 17:21

　　 黃土高原是我國重要的生態(tài)脆弱區(qū),土壤侵蝕和生態(tài)系統(tǒng)退化嚴重。經過近50年的植被恢復,該區(qū)土壤侵蝕和水土流失得到顯著控制。隨著土壤侵蝕的遏制,植被恢復的土壤效應及退耕地碳匯功能逐漸成為該區(qū)生態(tài)環(huán)境建設迫切需要認識的科學問題。本研究以黃土高原退耕刺槐林地為研究對象,通過測定碳氮穩(wěn)定性同位素豐度,辨識了不同退耕年限土壤和團聚體碳氮來源及其與退耕年限、土層和地點的關系,并分析了土壤碳氮礦化特征及其主要影響因素,從而為準確評價退耕地土壤碳匯功能提供理論依據,并為認識以土壤碳氮循環(huán)過程為主導的陸地生態(tài)系統(tǒng)地球化學循環(huán)奠定基礎。所取得的主要結論如下:(1)農地退耕顯著降低了土壤δ~(13)C和δ~(15)N的自然豐度,這種降低隨退耕年限的延長而加劇。不同地點土壤δ~(13)C和δ~(15)N自然豐度差異顯著,0-10 cm土層顯著低于10-20 cm土層。黃土高原農地退耕種植刺槐顯著提高了來源于林地的碳氮含量,這種作用隨植被恢復年限的延長顯著增加,并且主要體現在0-10 cm土層。不同地點間不同來源有機碳和全氮差異顯著,并且在0-10 cm土層的差異更為明顯。0-10 cm土層土壤中來源于林地的有機碳和全氮含量隨土壤質地由細變粗呈降低趨勢。(2)農地退耕顯著降低了土壤水穩(wěn)性團聚體δ~(13)C和δ~(15)N的自然豐度,這種降低作用隨退耕年限的延長而加劇。土壤大團聚體和微團聚體中δ~(13)C和δ~(15)N豐度隨土壤質地由細變粗呈遞增趨勢,而來源于林地的有機碳和全氮含量則呈遞減趨勢。此外,隨著粘粒含量降低,退耕刺槐林地團聚體中來源于林地和農地碳氮的差異逐漸減小。0-10 cm土層團聚體來源于林地有機碳和全氮增加幅度要大于10-20 cm土層。(3)退耕刺槐林地中,團聚體δ~(13)C和δ~(15)N豐度整體表現為大團聚體微團聚體粉粘粒,而大團聚體和微團聚體之間差異較小。退耕后新輸入的有機碳和全氮主要集中在大團聚體和微團聚體中。(4)農地退耕顯著增加了土壤有機碳和全氮的礦化量,并且受土層、退耕年限和地點的影響。刺槐林地0-10 cm土層有機碳和全氮的礦化量是10-20 cm土層的1.43倍。退耕地土壤碳氮的礦化量與來源于林地碳氮含量、大團聚體以及碳氮比呈顯著正相關,表明退耕刺槐林地中新輸入的碳氮能促進土壤碳氮的礦化,土壤碳氮越不穩(wěn)定。
【學位單位】：中國科學院大學(中國科學院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心)
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：S151.9
【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 引言
    1.1 選題的目的和意義
    1.2 選題依據
    1.3 國內外研究概況
        1.3.1 農地退耕過程中土壤和不同級別團聚體碳氮來源的研究進展
        1.3.2 土壤和團聚體碳氮礦化的研究進展
        1.3.3 團聚體和土壤樣品中碳氮來源與穩(wěn)定性關系的研究進展
    1.4 小結
第2章 研究內容和方法
    2.1 研究內容
130C和¹⁵N的分布特征'>        2.1.1 退耕地土壤和團聚體¹³⁰C和¹⁵N的分布特征
        2.1.2 退耕地土壤和團聚體碳氮來源特征
        2.1.3 退耕地土壤碳氮礦化特征及影響因素
    2.2 研究區(qū)概況
    2.3 研究方案
        2.3.1 試驗設計
        2.3.2 技術路線
        2.3.3 土壤樣品采集
        2.3.4 樣品分析及計算方法
        2.3.5 數據處理及分析
第3章 退耕地土壤碳氮來源特征
    3.1 農地退耕后土壤碳氮含量的變化
13C和δ¹⁵N的分布特征'>    3.2 農地退耕后土壤δ¹³C和δ¹⁵N的分布特征
    3.3 農地退耕后不同來源有機碳和全氮的變化
    3.4 討論
    3.5 小結
第4章 退耕地土壤團聚體碳氮來源特征
13C和δ¹⁵N的分布特征'>    4.1 農地退耕后團聚體δ¹³C和δ¹⁵N的分布特征
    4.2 農地退耕后團聚體不同來源有機碳和全氮的分布特征
    4.3 討論
    4.4 小結
第5章 退耕地土壤碳氮礦化特征及影響因素
    5.1 退耕地土壤有機碳和全氮的礦化特征
    5.2 退耕地土壤碳氮礦化與碳氮來源的關系
    5.3 討論
    5.4 小結
第6章 結論與展望
    6.1 主要結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
作者簡歷及攻讀學位期間發(fā)表的學術論文與研究成果

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本文編號：2861215