發(fā)布時間：2020-11-23 16:53

　　 隨著人類對草地生態(tài)系統(tǒng)環(huán)境作用認識與利用的日益重視，研究草地碳、氮變化特征及其循環(huán)機制變得意義更加重大。本文以四個不同年限紫花苜蓿草地和六個不同生產(chǎn)能力的苜蓿品種為研究對象，以休閑地為對照，分析苜蓿草地土壤碳、氮庫的變化特征及苜蓿生產(chǎn)性能與碳庫組分的關系，主要研究結果如下: 1.黃土高原苜蓿草地以土壤固碳為主，并集中在0-80cm土壤，各年限苜蓿草地0-80cm土層土壤固碳量分別占到總固碳量的41.02%、39.43%、41.56%、39.59%；土壤生物固碳主要發(fā)生在0-20cm土層，分別占到地下生物總固碳量的45.74%、55.68%、53.12%和43.28%。苜蓿草地在整個生命周期中總固碳量隨生長年限逐年增長，但增長速度不明顯，各年限單位面積年總固碳量分別為12.69kg/m~2、13.49kg/m~2、13.31kg/m~2和14.83kg/m~2。 2.1a、3a、5a和10a苜蓿草地區(qū)域固碳量分別為13.32Tg、49.58Tg、48.92Tg和31.15Tg。3a和5a苜蓿草地區(qū)域固碳量較高，分別較1a和10a提高73.13%、37.17%和72.77%、36.32%。黃土高原苜蓿草地固碳總量約為142.97Tg。 3.不同生長年限苜蓿草地對土壤氮庫的增加存在較大差異，以5a和10a苜蓿草地顯著增加了0-300cm土壤全氮含量，較休閑地分別增加了66.87%和56.44%。在0-60cm土層，土壤全氮含量隨生長年限的延長而增加；在60-180cm土層，以處于生長旺盛期的5a、3a苜蓿草地土壤氮素含量較高；180cm以下土層，苜蓿草地土壤氮素含量較對照休閑地的增加減少，且不同生長年限草地的土壤全氮含量差異減小，以5a和10a草地較高。1a苜蓿草地對土壤全氮的影響較小。5a、10a、3a苜蓿草地均顯著提高了0-300cm土壤堿解氮含量，均顯著高于1a與休閑地（P0.05）。5a苜蓿草地土壤堿解氮平均含量最高（27.08mg·kg~(-1)），較1a、3a、10a和休閑地分別高61.4%、6.1%、9.5%和59.5%，且在140cm以上土層提高土壤氮有效性的作用均較強。 4.在0-300cm土層，≧3a苜蓿草地土壤硝態(tài)氮含量都隨著土層的加深有下降的趨勢。1a苜蓿草地和休閑地在160-240cm土層出現(xiàn)了硝態(tài)氮大量累積，其他年限苜蓿草地硝態(tài)氮累積則消失。在0-20cm土層各年限苜蓿草地土壤硝態(tài)氮含量差異最大，以5a苜蓿草地土壤硝態(tài)氮含量最高（11.36mg·kg~(-1)），較休閑地高61.9%。這說明3a以上苜蓿對土壤硝態(tài)氮的利用率較高，能夠減少農(nóng)田形成的土壤深層硝態(tài)氮累積。3a以上苜蓿草地顯著提高了60cm以下土層的銨態(tài)氮含量，以5a尤為明顯。 5.在0-200cm土層，10年生六個不同持續(xù)生產(chǎn)力品種的苜蓿草地均增加了土壤碳庫儲量，不同生產(chǎn)性能品種之間存在差異，以持續(xù)生產(chǎn)力較高的巨人和牧歌最為顯著，持續(xù)生產(chǎn)力低的新疆大葉則不明顯。苜蓿草地在0-40cm土層對土壤可礦化碳和土壤微生物量碳有著顯著地增加，以持續(xù)生產(chǎn)力較高的牧歌和巨人苜蓿草地的增加量最大，新疆大葉增加量最小。苜蓿草地對0-60cm土層土壤水溶性碳和易氧化碳有著不同程度地增加，且存在著差異以生產(chǎn)性能較強的牧歌和巨人最為顯著，新疆大葉和超級13R則不明顯。 6.綜合分析苜蓿草地土壤碳、氮含量變化，當苜蓿生長5a以后，應進行輪作來維持土壤的碳氮平衡。持續(xù)生產(chǎn)能力高的苜蓿品種（巨人和牧歌）不僅產(chǎn)出能量和經(jīng)濟效益高，而且對土壤碳氮儲量增加的環(huán)境效應效果更佳，在黃土高原苜蓿人工草地建設中更具推廣意義。
【學位單位】：西北農(nóng)林科技大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2013
【中圖分類】：S812
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 文獻綜述
    1.1 立題背景
        1.1.1 人類活動對全球碳、氮循環(huán)與氣候變化的影響
        1.1.2 草地生態(tài)系統(tǒng)碳、氮循環(huán)
        1.1.3 草地土壤碳、氮的影響因素
    1.2 國內(nèi)外研究概況
        1.2.1 草地碳、氮循環(huán)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 草地對溫室氣體影響研究現(xiàn)狀
        1.2.3 苜蓿草地碳、氮研究概況
    1.3 研究意義
    1.4 研究內(nèi)容
第二章 材料與方法
    2.1 研究區(qū)自然概況
    2.2 供試材料及試驗設計
    2.3 測定指標與方法
        2.3.1 樣品的采集
        2.3.2 指標測定方法
    2.4 數(shù)據(jù)處理
第三章 不同年限苜蓿草地碳氮變化分析
    3.1 不同年限苜蓿草地生物固碳量
        3.1.1 不同年限苜蓿草地地上生物固碳量
        3.1.2 不同年限苜蓿草地地下生物固碳量
    3.2 不同年限苜蓿草地土壤固碳量
        3.2.1 不同生長年限苜蓿草地土壤有機碳垂直變化特征
        3.2.2 不同年限苜蓿草地土壤單位體積固碳量
    3.3 黃土高原區(qū)域內(nèi)苜蓿草地固碳總量的估算
    3.4 不同生長年限苜蓿草地氮庫變化特征
        3.4.1 不同年限苜蓿草地土壤全氮含量的垂直變化
        3.4.2 不同年限苜蓿草地土壤堿解氮的垂直變化
        3.4.3 不同年限苜蓿草地土壤硝態(tài)氮含量的變化
        3.4.4 不同年限苜蓿草地土壤銨態(tài)氮含量的變化
        3.4.5 不同年限苜蓿草地土壤有機碳與全氮含量相關分析
第四章 不同生產(chǎn)性能苜蓿草地土壤碳庫組分
    4.1 苜蓿草地產(chǎn)量與土壤碳庫組分的變化規(guī)律
        4.1.1 苜蓿草地土壤總有機碳（TOC）
        4.1.2 苜蓿草地土壤易氧化碳（EOC）
        4.1.3 苜蓿草地土壤可礦化有機碳（DOC）
        4.1.4 苜蓿草地土壤水溶性有機碳（WSOC）
        4.1.5 苜蓿草地土壤微生物量碳（SMBC）
    4.2 苜蓿草地土壤碳庫組分相關性
        4.2.1 苜蓿草地生產(chǎn)性能與土壤碳庫組分的相關分析
        4.2.2 小結
        4.2.3 苜蓿草地碳庫組分與土壤總有機碳相關分析
        4.2.4 小結
第五章 結論與討論
    5.1 主要結論
        5.1.1 黃土高原苜蓿草地碳庫及固碳評價
        5.1.2 苜蓿草地土壤氮庫
        5.1.3 苜蓿生產(chǎn)性能與碳庫組分的變化特征
    5.2 討論
參考文獻
致謝
作者簡介

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