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模拟增温对黄河三角洲湿地土壤有机碳含量及其稳定性的影响
孙瑞丰
Subtype硕士
Thesis Advisor韩广轩
2023-05-22
Training institution中国科学院烟台海岸带研究所
Degree Grantor中国科学院大学
Keyword模拟增温 黄河三角洲湿地 有机碳组分 红外光谱 有机碳矿化
Abstract理解土壤有机碳(SOC)对全球变暖的响应对于评估陆地生态系统气候变化反馈的方向与大小至关重要。全球持续升温将影响陆地生态系统的土壤碳输入和输出过程,进而影响土壤有机碳库的平衡及其稳定性。滨海湿地蓝碳生态系统对大气CO2封存与土壤碳储存具有重要意义,被认为是减缓未来气候变暖的关键区域。然而,滨海湿地特殊的水盐条件使土壤有机碳对温度升高的响应复杂化,目前关于增温对滨海湿地土壤有机碳含量及其稳定性的影响机制尚未明确。本研究依托黄河三角洲滨海湿地生态试验站野外模拟增温试验平台,研究经过7年连续增温后土壤有机碳含量及其组分、有机碳化学结构和有机碳矿化的响应以及植物生产力和土壤性质的调控作用。主要结论如下: (1)模拟增温显著降低了植物生产力,并影响了土壤盐分和颗粒组成。增温使植物总生产力显著下降19.32%,植物地下净初级生产力显著降低50.10%。增温使植物粗、细根生产力分配比例发生变化,粗根生产力的分配比例降低,但细根生产力的分配比例显著增加。模拟增温使土壤10 cm温度显著提高1.92±0.64℃,温度升高显著增加了0-10 cm土壤电导率,加剧了土壤盐分的表层聚集。增温使0-10 cm土壤颗粒中值粒径显著减小,并显著增加了20-40 cm土壤黏粒的相对分数。 (2)模拟增温导致表层SOC损失,并对活性有机碳组分含量产生了显著影响。增温使0-10 cm和10-20 cm土壤深度SOC含量分别损失了38.71%和35.71%,并降低了0-10 cm土壤深度活性有机碳组分溶解性有机碳(DOC)和颗粒态有机碳(POC)含量以及10-20 cm土壤深度活性有机碳组分POC、活性碳库1(LP Ⅰ-C)、活性碳库2(LP Ⅱ-C)和活性碳库(LP-C)含量。植物生产力下降和土壤盐分的升高是导致土壤有机碳及其活性组分含量降低的主要原因。增温对土壤有机碳组分占SOC比例的影响主要在底层土壤,增温显著降低了20-40 cm活性碳组分微生物生物量碳(MBC)、POC和LP Ⅱ-C占SOC的比例。增温与对照小区有机碳主要特征官能团相似,相对峰面积顺序为糖类>醇酚>芳香族>脂肪族。增温使活性官能团脂肪族的拟合峰面积呈下降趋势。此外,增温使10-20 cm土壤深度的芳香族相对峰面积和20-40 cm土壤深度的脂肪族相对峰面积显著降低,但对有机碳结构的稳定性影响不显著。 (3)模拟增温改变了土壤矿化特征及其温度敏感性。在短期变温培养期间,增温处理下0-10 cm和10-20 cm土壤深度的有机碳矿化总量减少了4.27%和7.83%,但0-10 cm有机碳矿化率增加了53.70%。随土壤深度增加,有机碳矿化总量呈下降趋势,但有机碳矿化率呈升高趋势。土壤有机碳矿化的Q10值范围为2.93-3.21。增温显著增加10-20 cm土壤深度的Q10值,但对其他土壤深度的Q10值影响不显著。
Pages105
Language中文
Document Type学位论文
Identifierhttp://ir.yic.ac.cn/handle/133337/32038
Collection中国科学院烟台海岸带研究所知识产出_学位论文
Recommended Citation
GB/T 7714
孙瑞丰. 模拟增温对黄河三角洲湿地土壤有机碳含量及其稳定性的影响[D]. 中国科学院大学,2023.
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