长江源区典型高寒沼泽草甸土壤有机碳组分对模拟增温与氮沉降的响应

论文摘要

全球气候变暖和大气氮沉降增加作为全球气候变化中最为突出的两大环境问题,已经成为近些年来科学家们研究的重点内容。自工业化革命以来,地球表面的平均温度在20世纪升高了将近0.60℃。根据IPCC的预测,预计到2100年全球平均气温将比工业化革命之前至少上升1.5℃。同时,在过去的一个世纪,由于化石燃料燃烧的日益增加以及含氮化合物的大量使用,人类已向大气和水体中排放了大量的含氮化合物,并由此导致大气进入陆地生态系统的大气干、湿氮沉降在逐年激增。随着全球经济的发展,气候变暖和大气氮沉降的增加这两大问题在短时期内也将继续存在,而这两大环境问题必然会对陆地土壤有机碳库产生显著的影响。高寒沼泽草甸生态系统是维持青藏高原长江源区等地区高寒畜牧业的物质基础,沼泽草甸中的植物生存环境条件严酷,各生态因子常常处于植物生存的阈值边界。高寒沼泽草甸生态系统较其他陆地生态系统对全球变化的响应更加的敏感,更加的迅速,所以研究高寒沼泽草甸生态系统土壤碳库对于气候变暖和大气氮沉降增加的影响,对研究青藏高原乃至全球生态系统土壤碳库对全球变化的响应都具有重要意义。试验采用开顶增温小室和人工施加氮肥的方法进行模拟增温和模拟大气氮沉降增加,研究了气温升高、大气氮沉降增加及其交互作用对高寒沼泽草甸土壤碳库有机碳组分(包括MBC、DOC、SOC)和植物生物量(地上与地下生物量)的影响,并得出如下的结果:(1)模拟增温导致高寒沼泽草甸有机碳组分发生变化。低幅度增温MBC显著增加,而高幅度增温对这种促进效果有所抑制。增温处理使得0—20cm 土层DOC含量降低,但仅有少量处理点达到显著下降水平,20—30cm 土层DOC含量无显著变化。增温处理使得了 0—20cm 土层SOC含量降低,并且增温幅度越大,SOC含量下降幅度越大,低幅度增温促进20—30 cm 土层SOC的生成,但这种促进效果在高幅度增温小室内并不显著。增温促进了高寒沼泽草甸地上生物量的生成,并且增温幅度越大地上生物量增加越多。低幅度增温处理促进了地下生物量的生成,高幅度增温处理导致了土壤含水量的降低,从而抑制了地下生物量随温度上升而增加的这种促进作用。MBC和SOC经增温处理上下层随季节变化规律不一致。DOC的峰值出现在旺盛季(8月)。(2)模拟氮沉降导致高寒沼泽草甸有机碳组分发生变化。低浓度施氮MBC显著增加,而高浓度施氮对这种促进效果有所抑制。施氮处理抑制了0—20cm 土层DOC的生成,20—30cm 土层DOC无显著规律性变化。低浓度施氮显著增加了 0—20cm 土层SOC的含量,高浓度施氮在生长初期(6月)与凋落季(9月)表现为抑制作用,旺盛季(8月)表现为促进作用,施氮促进了 20—30cm 土层SOC的生成。施氮显著增加了高寒沼泽草甸地上与地下生物量。MBC和DOC经施氮处理呈现相同的季节变化规律:旺盛季(8月)大于凋落季(9月)大于生长初期(6月),SOC经施氮处理上下层季节变化规律不同。(3)在增温与施氮交互作用的试验中,根据多因素方差分析得出,增温与施氮对MBC和SOC存在着交互作用。根据试验结果可以推测:在植被生长的这几个月,增温与施氮交互作用会使长江源区高寒沼泽草甸土壤有机碳库储量上升。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
•   1.1 选题背景
•   1.2 国内外研究现状
•     1.2.1 模拟增温对土壤碳库有机碳组分和植物生物量的影响
•     1.2.2 模拟大气氮沉降对土壤碳库有机碳组分和植物的影响
•     1.2.3 影响有机土壤碳组分变化的其他因素
•   1.3 研究意义
•   1.4 研究的特色与创新之处
• 2 研究区域概况及研究方法
•   2.1 实验区区域概况
•   2.2 研究方案与工作安排
•   2.3 研究内容与实验方法
•     2.3.1 研究目标
•     2.3.2 研究内容
•     2.3.3 项目测定与方法
•     2.3.4 数据分析
• 3 土壤有机碳组分与生物量对模拟增温的响应
•   3.1 概述
•   3.2 样地的处理与方法
•   3.3 环境因子的变化
•   3.4 土壤微生物量碳对温度升高的响应
•   3.5 土壤溶解性有机碳对温度升高的响应
•   3.6 土壤有机碳对温度升高的响应
•   3.7 植物生物量对温度升高的响应
•   3.8 增温后土壤有机碳组分之间的耦合变化关系分析
•   3.9 增温背景下土壤有机碳组分其他影响因素分析
•   3.10 小结
• 4 土壤有机碳组分与生物量对模拟氮沉降的响应
•   4.1 概述
•   4.2 样地的处理与方法
•   4.3 土壤微生物量碳对模拟氮沉降的响应
•   4.4 土壤溶解性有机碳对模拟氮沉降的响应
•   4.5 土壤有机碳对模拟氮沉降的响应
•   4.6 植物生物量对模拟氮沉降的响应
•   4.7 模拟氮沉降后土壤有机碳组分之间的耦合关系分析
•   4.8 氮沉降背景下土壤有机碳组分其他影响因素分析
•   4.9 小结
• 5 土壤有机碳组分与生物量对交互作用的响应
•   5.1 概述
•   5.2 样地的处理与方法
•   5.3 土壤微生物量碳对交互作用的响应
•   5.4 土壤溶解性有机碳碳对交互作用的响应
•   5.5 土壤有机碳对交互作用的响应
•   5.6 植物生物量对交互作用的响应
•   5.7 交互作用处理后土壤有机碳组分之间的耦合关系分析
•   5.8 交互作用背景下土壤有机碳组分其他影响因素分析
•   5.9 交互作用对于植物生物量和陆地土壤碳库的影响分析
• 6 结论与展望
•   6.1 结论
•   6.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 奚晶阳

导师: 白炜,唐渭

关键词: 长江源区,高寒沼泽草甸,模拟增温,模拟氮沉降,土壤有机碳组分

来源: 兰州交通大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用

单位: 兰州交通大学

分类号: X144

DOI: 10.27205/d.cnki.gltec.2019.000982

总页数: 74

文件大小: 5946K

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