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胶州湾滨海湿地土壤溶解性无机碳分布特征及碳汇机理

2020-12-10阅读(190)

胶州湾滨海湿地土壤溶解性无机碳分布特征及碳汇机理

论文摘要

随着大气CO2浓度的增加,全球变化和碳循环领域中的“碳失汇”问题越来越受到国际学术界的广泛关注。盐碱土无机碳吸收过程作为可能解释“碳失汇”问题的最新发现,引发了广泛而激烈的探讨。本文选择胶州湾大沽河与洋河河口湿地作为研究区,在平行于海岸带方向的光滩和垂直于海岸带方向的河漫滩分层采集滨海盐碱土样品。测定不同样地土壤溶解性无机碳（Dissolved inorganic carbon,DIC）含量、相关离子含量及土壤理化性质指标,分析土壤DIC分布特征及影响因素。通过室内实验对不同盐碱度土样的CO2无机吸收过程进行模拟淋溶,分析滨海盐碱土的淋溶特征,探究土壤盐度及碱度对土壤无机碳汇能力的影响。通过碳同位素示踪实验,研究滨海盐碱土对大气CO2无机吸收过程的机理,并对吸收产生的土壤DIC的迁移转化过程进行初步探讨。主要研究结论如下:不同样地土壤DIC分布特征的研究表明:在平行于海岸带方向,土壤DIC总体呈现距入海口越远,含量越高的趋势,水体的冲刷作用是导致河流入海口处土壤DIC含量最低的主要原因;在垂直于海岸带方向,土壤DIC含量呈现随距海距离的增加而先降低后升高的趋势,这主要受人类活动等综合因素的影响所致。互花米草入侵及人类养殖活动对土壤DIC分布特征影响显著:入侵物种互花米草的根系转化作用导致土壤DIC含量明显低于光滩;养殖活动通过改变养殖池塘自身环境因子改变了土壤的DIC分布规律,表现为其表层土壤DIC含量高于光滩、其余土层略低于光滩。室内模拟实验表明,滨海湿地潮汐及降雨过程引发的淋溶作用会对盐碱土碳汇能力及土壤DIC产生综合性影响。模拟淋溶过程中,淋溶土及淋溶液的一系列变化是由各离子和土壤胶体的相互作用强度决定的,同时与土壤中各离子的沉淀溶解平衡有关。不同盐碱度土壤的淋溶结果证实滨海湿地土壤对大气CO2的无机吸收现象普遍存在,且土壤碱度对盐碱土吸收CO2能力的影响大于土壤盐度。模拟淋溶实验显示盐碱土CO2无机吸收过程可能存在两种机理:（i）碳酸盐系统的溶解/沉淀和（ii）大气CO2的淋溶/吸收。同位素示踪实验最终表明,大气CO2的淋溶/吸收是盐碱土CO2无机吸收现象的主要机理,其贡献远大于前者。滨海盐碱土无机碳汇的机理总结为:大气中CO2主要通过淋溶吸收过程,以DIC的形式随地下水进入深层土壤或最终进入海洋。由于滨海湿地丰富的降水和潮汐资源,盐碱土吸收CO2后改变的土壤盐碱度能在规律的淋溶作用下立即恢复。因此,通过CO2的直接淋溶吸收和碳酸盐系统的溶解/沉淀过程,滨海盐碱土的CO2吸收过程可以持续进行,最终形成不可忽视的无机碳固存。

论文目录

  • 摘要
  • abstract
  • 第一章 绪论
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 陆地生态系统碳源/汇表现
  • 2无机吸收现象'>    1.2.2 盐碱土CO2无机吸收现象
  •     1.2.3 盐碱土无机碳汇机理
  •     1.2.4 滨海盐碱土无机碳
  •     1.2.5 问题的提出
  •   1.3 研究内容、技术路线及意义
  •     1.3.1 研究内容
  •     1.3.2 技术路线
  •     1.3.3 研究意义
  •   1.4 研究创新点
  • 第二章 研究区概况及研究方法
  •   2.1 研究区概况
  •     2.1.1 研究范围
  •     2.1.2 自然环境概况
  •   2.2 研究方法
  •     2.2.1 样品采集
  •     2.2.2 盐碱土处理
  •     2.2.3 模拟淋溶实验
  •     2.2.4 同位素标记实验
  •     2.2.5 测定与分析方法
  •     2.2.6 计算方法
  •   2.3 分析方法
  • 第三章 胶州湾典型河口湿地土壤DIC分布特征
  •   3.1 水平方向上土壤DIC分布特征
  •     3.1.1 光滩样地
  •     3.1.2 河漫滩样地
  •   3.2 垂直剖面上土壤DIC分布特征
  •     3.2.1 光滩样地
  •     3.2.2 河漫滩样地
  •   3.3 土壤DIC储量特征
  •   3.4 互花米草入侵/人类养殖活动对土壤DIC分布的影响
  •     3.4.1 互花米草样地
  •     3.4.2 养殖池塘样地
  •   3.5 本章小结
  • 第四章 胶州湾滨海盐碱土无机碳汇过程及机理研究
  •   4.1 胶州湾盐碱土的基本理化性质
  •   4.2 淋溶过程中空气CO2、淋溶液、淋溶土的变化
  • 2与Rio的变化'>    4.2.1 pCO2与Rio的变化
  •     4.2.2 淋溶土的变化
  •     4.2.3 淋溶液的变化
  •     4.2.4 淋溶过程的影响因素
  •   4.3 滨海盐碱土无机碳汇机理的定性分析
  •   4.4 滨海盐碱土无机碳汇机理的定量分析
  •     4.4.1 淋溶过程中稳定同位素的变化
  •     4.4.2 碳汇机理的定量分析
  •   4.5 本章小结
  • 第五章 结论与展望
  •   5.1 研究结论
  •   5.2 研究展望
  • 参考文献
  • 攻读学位期间的研究成果
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 王筱彤

    导师: 李悦,郗敏

    关键词: 滨海湿地,盐碱土,无机碳汇,溶解性无机碳

    来源: 青岛大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,环境科学与资源利用,农业基础科学,农艺学

    单位: 青岛大学

    分类号: X144;S153.6

    DOI: 10.27262/d.cnki.gqdau.2019.000754

    总页数: 61

    文件大小: 3598K

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