土地利用方式对土壤有机碳固定影响研究硕士论文.pdf

摘要土地利用方式对土壤有机碳固定影响研究土壤学专业硕士研究生郑杰炳指导教师高明研究员伍仁军副研究员摘要土壤是陆地生态系统的核心，土地利用变化通过改变土壤有机质的输入、改善土壤条件来改变土壤有机碳的分解速率，从而控制着陆地生态系统中碳的含量和转变了解土壤有机碳在不同土地利用方式中的固定机制与及影响因子对于增强土壤对碳的固定而减缓气候变化具有重要意义然而，当前对深层土壤有机碳及其稳定性与及活性成分研究较少，特别是对重庆丘陵山区紫色土有机碳在不同土地利用方式下的固定研究甚少，为此，以重庆市荣昌县吴家镇大坝村三社与五杜为研究区域，采取野外采样、室内分析相结合手段，开展了土地利用方式对土壤有机碳固定，团聚体稳定性与及有机碳活性组分影响研究，为进一步了解有机碳在紫色土中固定机理、合理利用土地提供理论依据主要试验结果如下：1 ．土地利用方式对土壤理化性质影响水田、林地、旱地、撂荒地全氦与碱解氮含量表现出随土层深度增加而减小趋势，但林地受土层深度影响较大撂荒地与旱地全氮、碱解氮含量均明显小于水田与林地，而林地全氮与碱解氮含量仅在0 ～1 0 c m 大于水田，土层大于1 0 c l I I 后水田均表现最大值。

全磷与有效磷含量虽然随土层减小，但主要发生在2 0 c m 以下土层土地利用方式间，全磷含量表现出旱地> 水田> 撂荒地> 林地的趋势，而有效磷含量表现出水田> 旱地，撂荒地> 林地趋势趋势全钾含量受土层影响较小，表现出水田，旱地> 撂荒地> 林地趋势，而有效钾含量则随土层而减小，表现出水田> 旱地> 撂荒地> 林地规律B D 随土层深度而增加，表现出林地> 早地> 撂荒地> 水田规律，但孔隙度随土层深度而减小，表现出水田)撂荒地> 旱地> 林地规律2 ．土地利用方式对有机碳储量影响除水田在1 0 ～2 0 c m 土层深度表现出最大值外，土壤有机碳表现出随土层深度而减少的趋势．林地、撂荒地土层间有机碳差异达到显著水平但水田、旱地有机碳土层间有机碳差异主要发生在O ～2 0 与2 0 ～4 0 锄间水田、林地有机碳明显高于撂荒地与早地，但林地有机碳仅在0 ～1 0 c m 高于水田，土层大于1 0 m 后水田有机碳含量较高0 ～5 、5 ～1 0 c m 土层有机碳储量表现出林地> 水田> 撂荒地> 旱地趋势，土层深度大于1 0 c m 后，水田有机碳储量达到最大值总体而言，5 咖、1 0 c m 、2 0 c m 深度有机碳储量表现出林地> 水田> 撂荒地> 旱地趋势，而整个剖面4 0 c m 深度则以水田储量最两南大学硕士学位论文高。

全氨、全磷含量均与有机碳含量呈现正相关关系，且全氮含量随有机碳含量增加速率表现出水田> 撂荒地> 旱地> 林地的规律，全磷含量随有机碳含量增加速率表现出旱地> 撂荒地> 水f l J > 林地规律有机碳与B D 呈现显著负相关，而与孔隙度呈现显著正相关C ／N 平均值随土层深度而降低，但0 ～2 0 c m 土层间差异较小，总体表现出林地> 水田> 撂荒地> 旱地规律C ／P 平均值随土层深度而减少，且林地、撂荒地受土层影响较大．而整个剖面总体以林地C ／P 展高，其次为水田，早地与撂荒地C 胆明显小于林地、水田3 ．土地利用方式对团聚体稳定性影响M W D 值均大于2 5 0 u r n ，其中林地M W D 大于2 0 0 0 m n ，水田、撂荒地M W I ) 在1 0 0 0 ～1 5 0 0 u r n间变化，两早地M W D 值在5 0 0 ～1 0 0 0 u m 间，且M w D 均随土层丽减小四种土地利用方式均以大团聚体( > o ．2 5 n n n ) 为主，其中林地以> 2 r a m 团聚体为主，而水田、旱地、撂荒地则以0 ．2 5 ～2 m m团聚体为主水田、林地 o ．2 5 t m n ) 碳浓度均大于微团聚体( 0 ．0 5 3 ～0 ．2 5 m m ) ，而旱地> 2 m m 团聚体碳浓度则小于其他三种粒径团聚体碳浓度。

土地利用方式间，除林地2 m m 团聚体碳浓度均以水田最大，旱地、撂荒地碳浓度最小，且早地与撂荒地间各粒径团聚体碳浓度差异不大水田、林地有机碳主要来源于大团聚体( > 0 ．2 5 m m ) 旱地有机碳则来源于以O ．0 5 3 ～2 m m 团聚体，而撂荒地各粒径团聚体贡献率差异不大同时，> 2 n n n 团聚体对有机碳贡献率随土层而减小， 2 n u n 团聚体比例存在显著正相关，而与 水田> 撂荒地> 旱地规律，但差异主要在0 ～5 c m 土层颗粒态碳、易氧化碳及其组分均与土壤有机碳、> 2 r m n 团聚体比铡、团聚体碳浓度呈正相关关系，而与 c r o p l a n d> w a s t e l a n d > w o o d l a n da n da v a i l a b l ePf o u n d e da st h et r e n d ：c r o p l a n d > d r y l a n d > w a s t e l a n d > w o o d l a n d ．T o t a lKW a Sl e s sa f f e c t e db ys o i ld e p t h , b u ta v a i l a b l eKd e c r e a s e dw i t hs o i ld e p t h ．A tt h es a ∽s o i ld e p t hl e v e l s ，t o t a lKd i s p l a y e dt h et r e n d ：c r o p l a n d > d r y h n d > w a s t e l a n d > w o o d l a n da n da v a i l a b l eKd i s p l a y e dt h et r e n dc r o p l a n d > d r y 协d > w a s t e l a n d > w o o d l a n d ．B u l kd e n s i t yi n c r e a s e dw i t hs o i ld e p t h , a n ds h o w e dt h et r e n d ：w o o d l a n d > d r y h a d > w a s t e l a n d > c r o p l a n d , h o w e v e r , o nt h ec o n a a r y , p o r o s i t yd e e r e a s e dw i t hs o i ld e p t ha n d 血p l a y e dt h et r e n d ：c r o p l a n d > w a s t e l a n d > d r y l a n d > w o o d l a n d ．2 ．E f f e c to f l a n dU S eo ns o i lo r g a n i cc a r b o ni ns o i l sB e s i d ew h i c hi nc r o p l a n ds h o w e dt h em a x i n l B n li n1 0 ～2 0 e m , s o i lo r g a n i cc a r b o ni na l ll a n du s et y p 岱d e c r e a s e dw i ms o i ld e p t h ．H o w e v e r , s o i lo r g a n i cC a r l O O l ' li nw o o d l a n da n dw a s t e l a n dw e r es i g n i f i c a n t l yd i f f e r e n ta t P - v a l u e so f 0 ．0 5 b e t w e e n d i f f e r e n ts o i l d e p t h l e v e l s ，b u t t h ed i f f e r e n c e o f w h i c h i n c r o p l a n d a n dd r y l m dw e r em a i n l yd i s p l a y e db e t w e e nt o p2 0 c ma n d2 0 - ．4 0 c m ．S o i lo r g a n i cc a f f o o ni nc r o p l a n da n dw o o d l a n dw e r es i g n i t i c a n f l yh i g h e rt h a ni nw a s t e l a n da n dd i y h n d , b u tw h i c hi nw o o d l a n dW a so n l yh i g b e ri n t h et o pl O c ma n dl o w e rb e l o wl O c mt h a ni nc r o p l a n d ．S o i lo r g a n i cc g r b o ns t o r a g ed i s p l a y e dt h et r e n d ：w o o d l a n d > c r o p l a n d > w a s t e l a n d > d r y l a n di nt h et o p1 0 c m , b u tw h e nt h es o i ld e p t hi n c r e a s e d , w h i c hi nw o o d l a n dd e c r e a s e dg r a d u a l l ya n di n c r e a s e di nc r o p l a n dt ot h em a x i m u mb e l o w1 0 c m ．I naw o r d , s o i lo r g a n i cc a r b o ns t o r a g ea b o v e5 c m , 1 0 c ma n d2 0 c ms h o w e dt h et r e n d ：w o o d l a n d > c r o p l a n d > w a s t e l a n d >d r y l a n d , b u tw h i c hi nc r o p l a n dd ／s p l a y e dt h e 珏瞄x j n l 啪i nt h ee n t i r ep r o f i l e ．T o t a lN ，t o t a lPW e r @ p o s i t i v e l yc o r r e l a t e dw i t hs o i lo r g a n i cc a r b o na n dt h e r e f o r e8 R ' e a so fh i g h e rs o i lo r g a n i cc m O o o nc o n t a i n e de l e v a t e dt o t a lNa n dPl e v e l s ．H o w e v c r , t h ei n c r e a s i n gr a t eo f t o t a lNw i t hs o i lo r g a n i cc a r b o nd i s p l a y e dt h et r e n d ：c r o p l a n d > w a s t e l a n d > d r y l a n d > w o o d l a n d , a n dt h er a t eo ft o t a lP。