烟花灰漠土开垦前后土壤有机碳存贮与微生物活性的对比研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 李晨华 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2009 |
| 授予单位 | 中国科学院研究生院 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 李彦 |
| 关键词 | 盐化灰漠土 有机碳 微生物活性 CO2释放 深层土 |
| 其他题名 | Soil organic carbon stock and microbial activity of saline gray desert soil: before and after cultivation |
| 学位专业 | 生态学 |
| 中文摘要 | 荒漠开垦为农田，形成陆地上对比最为强烈的两种土地利用方式。 灰漠土是干旱区典型土壤之一，在我国西北干旱区，尤其是新疆，分布广泛。近50多年来，新增耕地的开垦大多发生在灰漠土上。然而，此种最剧烈的土地利用和土地覆被变化，其对土壤碳循环过程的影响，目前尚不清楚。 本文以准噶尔盆地南缘阜康地区的盐化灰漠土为例，以荒漠土壤与农田土壤有机碳库作为研究的立足点，土壤微生物为研究中心，结合野外观测与室内实验，研究了荒漠土壤与农田土壤表层（0-20 cm）有机碳（SOC）含量、微生物群落结构与其活性（包括微生物数量与微生物呼吸）的时间变化特征及影响因子，并对有机碳含量与贮量、微生物量碳与可溶性碳含量、微生物活性的土壤剖面（0-250 cm）垂直变化特征进行对比研究。本研究是荒漠土壤与农田土壤碳循环过程研究的一个初步尝试，旨在了解盐化灰漠土在土地利用方式改变后土壤有机碳存贮与微生物活性的变化过程，以及此变化过程对土壤碳循环的影响，研究结果可为荒漠土壤的演变机制和科学管理提供理论依据。结果表明：荒漠开垦后，表层土壤SOC含量明显降低，微生物群落组成发生改变，微生物活性也明显增强。具体表现为：细菌数量增加，真菌无明显变化，放线菌则显著减少。总体而言，真菌在荒漠土壤有机碳矿化作用中占主导，细菌则在农田土壤有机碳矿化作用中占优势。在一定土壤湿度范围内，温度对盐化灰漠土土壤微生物活性有增强促进作用。荒漠土壤的干旱与高盐抑制了微生物对SOC的分解和矿化，但开垦后，土壤环境发生了显著改变(土壤湿度增加、土壤盐分下降)，加之土壤湿度与温度极显著的交互作用，使得开垦后土壤表层SOC对于微生物的用性增强，微生物群落结构相应发生改变，进而促进了SOC的矿化作用，表层土壤碳库随之消减。在干旱区，荒漠土壤上的降雨，农田土壤上的降雨与灌溉使得表层土壤出现频繁的干湿交替。 本研究表明，土壤干湿变化对荒漠土壤与农田土壤性质有明显影响。干湿处理并于25°C培养10 d后，荒漠土壤pH值，有效N与P含量增加，SOC含量减少；而农田土壤有效P增加，有效N降低。同时，干湿处理使得荒漠土壤与农田土壤微生物活性骤然增加，但荒漠土壤受其影响更大，这与田间和野外湿润事件（灌溉或降雨）的监测结果一致。土地利用方式的改变使得开垦前的土壤环境与微生物群落组成发生显著的改变，这极可能是荒漠土壤与农田土壤对干湿处理反应有所差异的重要原因。原始盐化灰漠土开垦成为农田后，虽然表层土壤SOC含量减少了27%，但中层与底层(20-250 cm) SOC含量与贮量显著增加，使得总SOC贮量 (0-250 cm) 增加了57%。同时，在表层与中层 (0-60 cm) 土壤中，农田土壤微生物活性显著高于荒漠土壤，而底层 (60-250 cm) 两者则无明显差异。与荒漠土壤相比，农田土壤有机碳在表层以消耗为主；中层 (20-60 cm) 土壤有机碳库受碳存贮与消耗作用的共同控制，但存贮作用更为强烈，该层土壤有机碳量有明显累积；底层 (60-250 cm ) 有机碳以存贮为主，较为稳定。此外，荒漠土壤与农田底层有机碳量占全剖面总有机碳量的65% 以上，而底层碳释放量（微生物活性）所占比重则分别达到75 % 与68 %，显示了盐化灰漠土深层土壤碳循环的重要性。开垦使得盐化灰漠土表层土壤碳含量损失,但全剖面总碳量明显增加。因此，如果把土地利用改变对碳循环的影响只限制于浅层土壤的研究上，可能得出不充分甚至是错误的结论，相关模型或许将深层土壤考虑进去才不失偏颇。 |
| 公开日期 | 2011-11-22 |
| 页码 | 108页 |
| 分类号 | S154.1 |
| 源URL | [http://ir.xjlas.org/handle/365004/11044]  |
| 专题 | 新疆生态与地理研究所_中国科学院新疆生态与地理研究所(2010年以前数据) |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 李晨华. 烟花灰漠土开垦前后土壤有机碳存贮与微生物活性的对比研究[D]. 北京. 中国科学院研究生院. 2009. |
入库方式： OAI收割
来源：新疆生态与地理研究所
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