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大兴安岭森林演替过程中凋落物分解释放DOC和DOC在土壤中的吸附

2020-12-02阅读(865)

大兴安岭森林演替过程中凋落物分解释放DOC和DOC在土壤中的吸附

论文摘要

溶解有机碳(DOC)是土壤有机碳中最活跃、移动最快的部分。森林植被的恢复演替是一个自然过程。研究不同森林演替下凋落物层释放DOC的动态过程与DOC在土壤中的吸附及其影响因素,有助于弄清DOC在森林土壤中的循环与转化,为准确评价森林物质循环提供有效数据。本研究以“空间代替时间”法在大兴安岭森林演替下获取草本、灌木、白桦、白桦落叶松和落叶松林5个阶段L层、F层和H层的凋落物以及土壤矿物质层0～10cm、10～20cm、20～30cm 土壤。实验对森林演替下的草本、灌木、白桦、白桦落叶松和落叶松林五个阶段样地的3个分层凋落物,分别设置36℃、24℃、12℃3个温度梯度进行培养,实验共持续195天。在此期间,每隔15天测定一次凋落物析出DOC的浓度,实验结束时测定凋落物剩余量。采用吸附平衡法比较土壤吸附强度随森林演替的变化,并分析了土壤吸附DOC的动力学过程,以及酸度和土壤元素对DOC吸附的影响。主要研究结论如下:(1)随森林演替,凋落物分解速率和DOC释放量呈先增大后减小趋势,但随着温度和凋落物的不同,最大值出现的演替阶段不同。(2)除SHR阶段外,凋落物分解速率与DOC释放量均随温度升高而增加,表现为36℃时凋落物分解速率与DOC释放量>24℃时凋落物分解速率与DOC释放量>12℃时凋落物分解速率与DOC释放量。在凋落物不同分层下,凋落物分解速率和DOC释放量表现为L层>F层和H层。在整个培养过程中,凋落物释放DOC浓度均呈现先升高后降低,最后趋于平稳下降状态。(3)凋落物分解速率与分解过程中DOC的释放量呈正相关。(4)土壤对DOC的吸附用IM isotherm方程拟合最好。随着森林演替的进行,土壤对DOC的吸附量呈先减小再增大最后减小的趋势。土壤中的交换性钾、钙、镁、全氮、有机质等与土壤DOC吸附量呈显著正相关。(5)用一级动力学方程描述土壤对DOC的动力学吸附最佳。土壤对DOC的吸附,在吸附前期,吸附速率较快,随着时间的增加,吸附速率逐渐变慢,到24小时,吸附状态趋于平衡。(6)在不同酸度的DOC溶液下,土壤对DOC的吸附强度具体变化为:pH等于 5.0>pH 大于 3.0>pH 等于 7.0。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  •   1.1 研究背景和意义
  •   1.2 土壤DOC研究进展
  •     1.2.1 生态系统中DOC的来源
  •     1.2.2 DOC吸附的研究现状
  •     1.2.3 土壤DOC溶液的提取与测定
  • 2 研究方法
  •   2.1 技术路线
  •   2.2 研究内容
  •   2.3 研究区概况
  •     2.3.1 地理位置
  •     2.3.2 地形地貌
  •     2.3.3 气候条件
  •     2.3.4 水文
  •     2.3.5 土壤
  •   2.4 研究方法
  •     2.4.1 凋落物分解实验样品采集与处理
  •     2.4.2 土壤吸附DOC实验样品采集与处理
  •     2.4.3 土壤中各元素含量测定方法
  •     2.4.4 DOC测定方法
  •     2.4.5 数据处理分析
  • 3 结果与分析
  •   3.1 凋落物分解
  •     3.1.1 凋落物颁特速率变化牲
  •     3.1.2 凋落物释放DOC的变化牲
  •     3.1.3 凋落物释放DOC随时变化的牲
  •     3.1.4 凋落物分解速率与DOC释放的关系
  •   3.2 DOC在矿物质层土壤中的吸附
  •     3.2.1 土壤对DOC的吸附强度随演替序列变化
  •     3.2.3 土壤理化性质对DOC吸附的影响
  •     3.2.3 DOC吸附的动力学实验
  •     3.2.4 不同溶液pH条件下DOC在土壤中的吸附
  • 4 讨论
  •   4.1 凋落物分解影响因素
  •     4.1.1 影响凋落物分解速率的因素
  •     4.1.2 影响凋落物分解释放DOC量的因素
  •     4.1.3 影响凋落物分解释放DOC随时间变化的因素
  •     4.1.4 凋落物分解室内实验与野外实验的互补性
  •   4.2 矿物质层土壤吸附DOC的影响因素
  •     4.2.1 森林植被演替对土壤吸附性能的影响
  •     4.2.3 不同土壤对DOC吸附速率的影响
  •     4.2.4 不同酸度对土壤吸附DOC的影响
  • 5 结论
  • 致谢
  • 参考文献
  • 附录
  • 作者简介

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 潘思涵

    导师: 张成福,王典

    关键词: 大兴安岭,森林演替阶段,溶解有机碳,凋落物分解,土壤,吸附

    来源: 内蒙古农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

    单位: 内蒙古农业大学

    基金: 国家自然科学基金项目《森林演替对土壤有机碳和溶解有机碳动态变化的影响机理》(No:41461106)

    分类号: S714

    DOI: 10.27229/d.cnki.gnmnu.2019.000457

    总页数: 58

    文件大小: 4244K

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