滇南喀斯特地区土地利用方式对土壤团聚体稳定性及有机碳组分的影响

来源 :云南大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wujie1983
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
土地利用通过调控陆地生物圈与大气之间的碳通量显著影响土壤有机碳库,为探究喀斯特地区土壤结构和土壤有机碳库对土地利用方式及环境因素的响应,本研究以滇南喀斯特地区5种典型土地利用方式(耕地、草地、灌丛、人工林及天然林)为研究对象,分析不同土地利用方式下土壤团聚体稳定性、团聚体有机碳(AOC)含量、土壤有机碳(SOC)及活性有机碳(LOC)组分(即可溶性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)及微生物量碳(MBC))的含量、储量和分配比例在土壤垂直剖面(0-60 cm)的变化特征及其关键影响因素。主要研究结果如下:(1)随着土层深度的增加,耕地的团聚体稳定性逐渐增加,草地、灌丛、人工及天然林的团聚体稳定性逐渐降低;不同土地利用方式之间,草地和灌丛的团聚体稳定性高于人工林和天然林。团聚体稳定性与团聚体粒径分布和SOC含量显著相关(P<0.01),稳定性随>1 mm团聚体数量和SOC含量的增加而增强;通径分析表明SOC、C/P比、交换性钙、砂粒是影响团聚体稳定性大小的关键因素。(2)随着土层深度的增加,耕地的AOC含量随粒径的增大而增加;草地、灌丛、人工及天然林的AOC含量随粒径的增大而减少,且>2 mm AOC含量的贡献率逐渐降低,0.25-2 mm和0.053-0.25 mm AOC的贡献率逐渐增加,<0.053 mm AOC的贡献率在土层间变不显著。回归分析表明>0.25 mm AOC含量与团聚体稳定性和SOC含量呈线性相关(P<0.01);冗余分析指出AOC含量的变化主要受砂粒、C/P比、交换性钾、全磷、有效磷及土壤p H值的影响。(3)随土层深度的增加,SOC、EOC和MBC含量逐渐降低,但EOC和MBC含量的下降幅度大于SOC;SOC、EOC和MBC的平均含量及储量均以草地及灌丛最高、人工林及天然林次之;土地利用方式和土层深度对DOC无显著影响(P>0.05),对LOC的分配比例有显著影响(P<0.01),其中人工林的EOC/SOC显著低于草地、灌丛及天然林。通径分析指出SOC和EOC主要受C/P比、全磷、砂粒和交换性钙的影响,砂粒和C/P比是影响MBC的主要因子。综上,本研究表明草地和灌丛的团聚体稳定性、AOC和LOC含量均高于耕地、人工林和天然林,以草灌为主要利用方式的生态恢复模式可作为本研究中生态恢复的主要措施;SOC、C/P比及砂粒可能是影响本研究中不同土地利用方式团聚体稳定性、团聚体有机碳和活性有机碳含量的关键因素,今后在土壤碳库的研究中应更多关注土壤磷和砂粒含量对其的影响。
其他文献
土壤微生物多样性是维持生态系统稳定和健康的关键因素,也是评估土壤生态系统健康的潜在重要指标,并已成为环境领域的热点研究对象。土壤微生物的研究主要依靠基于总DNA提取的扩增子高通量测序等技术开展。但是土壤中存在大量的胞外DNA,显著干扰了土壤微生物多度及多样性的解析,影响土壤环境风险评估的结果。土壤胞外DNA对微生物多样性解析的干扰强度在很大程度上取决于胞外DNA是否具有类群特异性降解。然而,现存胞
学位
微塑料(Microplastic)由于难以进一步降解,成为了一种新型的环境污染物,其粒径小、数量大,广泛分布于海洋、湖泊和土壤等生态环境中。当前的研究主要集中在水体,对土壤微塑料污染的研究较少,而这些关于土壤微塑料的研究也大多集中于农田。本研究在云南省11个地州24个区县共86个样地上采集了森林、旱地农田(含露天不覆膜、大棚不覆膜、露天覆膜和大棚覆膜)、种植园(含长期施用有机肥和不施用有机肥)和城
学位
水温是水环境中重要的影响因子,与河流生态系统、水生生物的生长繁殖息息相关。河道筑坝成库后,致使水温结构发生改变,特别是高坝大库建设,更为明显,因此对高坝大库垂向分层水温进行有效及精确的预测显得尤为重要。目前,库区垂向水温的预测大多基于以物理过程为驱动的数值模拟法,但该方法需要大量、长时序、连续的野外实测数据的支持,并且大多数实测数据难以获取。相较于该方法,基于机器学习的数据驱动模型可通过构建水温及
学位
乙二胺四乙酸(EDTA)被广泛用于洗涤剂、纺织和造纸漂白工艺、食品工业和医药等领域,最终排入环境中。EDTA其具有很强的分离金属离子的能力,能与类金属元素砷(As)生成稳定性强的螯合物,难于生物降解,在环境中长期存在。弄清EDTA对砷在水生植物体内迁移转化规律的影响,将有利于合理利用水生植物修复EDTA介导下砷造成的水环境污染。本研究以受到砷污染的水生植物体系为研究对象,将其分别暴露于0、0.5、
学位
在全球环境变化和人类活动干扰背景下,淡水鱼类正面临着巨大的生存威胁,鱼类多样性快速的丧失,如何有效保护淡水鱼类是当前的重要挑战。鱼类在面对不同环境压力或环境梯度时,会表现出形态、生理、习性等的表型可塑性,从而适应于不同的环境条件。因此,研究鱼类在不同环境梯度下对环境的适应规律,尤其是其形态特征随环境梯度的变化,是理解鱼类对环境适应性的重要前提,可应用于指导鱼类栖息地环境的修复和鱼类资源保护。本研究
学位
冲沟侵蚀属于土壤侵蚀的主要类型之一,往往有较快的切割速度及较大的侵蚀量,常导致土壤严重退化。元谋干热河谷冲沟发育区的治理方法主要是通过封禁使植被自然恢复,但随着沟道植被的持续恢复,以及在冲沟强烈的侵蚀/沉积引起地形显著起伏变化的综合作用下,沟道土壤理化性质的变化趋势有待进一步研究。本研究选择元谋干热河谷一条典型冲沟,在沟内随机均匀地选取81个样方,分别在2012年(封禁初期)、2017年和2020
学位
土壤水分是干旱、半干旱地区植被生长的关键限制因子。在黄土高原大规模人工植被恢复影响下,这一地区植被覆盖度显著增加,土壤侵蚀得到有效控制,土壤养分积累、固碳等生态系统服务提升。然而植被覆盖的增加会导致植被耗水增加,区域土壤水资源因植被蒸散的增加带来土壤干燥化问题,土壤干燥化又在一定程度上影响了植被恢复的可持续性。解析植被恢复的土壤水分利用来源及其时空分异特征,明晰流域尺度土壤水文响应过程,对阐明植被
学位
在全球变暖影响下,极端旱涝灾害事件频发,人类生产生活受极端气候的影响愈加剧烈。干旱和洪涝是世界气候体制中的普遍现象。近年来,全球各地都观察到了大规模的严重灾害,其带来的高昂社会和经济破坏导致了全世界对极端旱涝事件的关注。晋陕北部位于半湿润区和半干旱区中间过渡带,是中国缺水最严重的地区之一,对气候变化较为敏感。因此,为了更好理解全球气候变化下区域气候变化和评估极端气候事件发生的强度和频率,进而更合理
学位
冰湖溃决洪水是指冰湖突然释放出大量水体的现象,冰湖溃决洪水具有突发性强、洪峰流量高、破坏性强、波及范围广等特点,冰湖溃决时往往还会引发滑坡、泥石流等一系列次生灾害,对下游居民的生命财产安全及沿岸基础设施造成巨大的威胁。位于吉尔吉斯斯坦的麦茨巴赫冰湖,是一个典型的冰坝湖,已有上百年溃决历史,其被记录的第一次溃决事件可追溯至1902年,自那时起,该冰湖几乎每年都会发生溃决事件。麦茨巴赫冰湖的溃决洪水对
学位
土壤是人类赖以生存和发展的物质基础,土壤有机碳(SOC)的动态变化与全球气候密切相关。土壤微生物是土壤有机碳分解与转化的主要驱动者,控制着土壤有机碳的固持过程。然而,目前对喀斯特森林土壤固碳效应及其驱动机制尚认识欠缺。本研究以中国西南典型喀斯特森林和邻近的非喀斯特森林为对象,两个森林有机碳含量差异显著,选取0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm三个土层,采用18O-H2O示踪培养、磷脂
学位