南宁市郊土壤剖面有机碳与腐殖质组成垂向分布特征

摘要

土壤有机碳无论作为大气CO2最大的碳源或者碳汇，它的变化将会对全球碳循环产生巨大的影响，从而引起全球气候变化及相应的环境变化。广西作为气候炎热的亚热带、热带区域，土壤有机碳的积累和分解变化具有与温带地区不一样的特点，本文以南宁市郊为例，系统研究市郊主要类型土壤有机碳的积累差异和土壤腐殖质组成特征，对其土壤有机质变化进行了探讨。
　　本文选择西乡塘区罗文和兴宁区三塘为研究区，通过对2个样区30个剖面（0～60cm）的取样，对比分析了2个样区土壤有机碳及其腐殖质组分的积累差异，揭示了土地利用、植被，土壤理化性质等因素对土壤有机碳和腐殖质碳的影响，最后应用红外光谱，对胡敏酸,富里酸官能团进行分析，其主要结果如下：
　　（1）罗文样区典型土壤剖面有机碳以林地赤红壤的含量最高,地表表层枯枝落叶是其具有较高有机碳含量的主要原因，荒坡草地次之；蔬菜地和玉米地较低，剖面有机碳平均值依次分别是：林地17.33g/kg、荒坡草地12.41g/kg、玉米地9.82g/kg、蔬菜地9.30g/kg；玉米地、蔬菜地、草地剖面有机碳平均值分别是林地平均值的53.66％、56.66%、71.61%；有机碳含量表现为：林地＞荒坡草地＞蔬菜地＞玉米地；林地有机碳含量明显高于其它，因此在进行土地保护时应对不同土地采取不同的保护措施，在保护土壤有机碳含量过程中，植树造林显得非常重要。
　　（2）三塘样区水稻田、玉米地剖面有机碳含量量较低，均值分别仅为6.01g/kg、5.27g/kg，蔬菜地均值较高达16.98g/kg，桉树林剖面均值为5.66g/kg,松树林剖面均值为6.69g/kg，草地均值为6.62 g/kg；各剖面有机碳含量平均值表现为：蔬菜地＞松树林地＞草地＞水稻田＞桉树林地＞玉米地。
　　（3）土壤腐殖质组分中，罗文样区胡敏酸、富里酸总碳（腐殖酸碳）最高的为林地，其次为蔬菜地，腐殖酸碳含量依次为林地＞蔬菜地＞荒坡草地＞玉米地；各剖面中的腐殖酸碳平均含量林地是14.53g/kg、蔬菜地7.20g/kg、荒坡草地6.60g/kg、玉米地6.34g/kg，四个剖面土壤腐殖酸碳的平均含量为8.67g/kg。
　　三塘样区胡敏酸碳和富里酸碳总碳量最高的为蔬菜地，均值为6.03g/kg，且表层到底层降幅比较大，其次为草地均值为4.44g/kg，降幅也较大；玉米地剖面均值为4.15g/kg，松树林剖面均值为3.19g/kg,水稻田均值为2.99g/kg，桉树林均值为2.93g/kg；腐殖酸碳含量平均值依次为：蔬菜地＞荒坡草地＞玉米地＞松树林地＞水稻田＞桉树林。
　　（4）相关分析表明，土壤有机碳含量与含水量呈正相关,与土壤pH呈负相关，和全氮呈极显著正相关。研究区土壤碳氮比值较低，说明该样区土壤腐殖化程度较高，有机氮的矿化能力较强。
　　（5）南宁市郊土壤有机碳研究表明：地形、土地利用方式、种植制度和耕作施肥等因素可能是南宁市郊2个样区之间土壤有机碳积累差异的主要原因，两样区气候和土壤条件较为相近，所以影响可能相对较小。
　　（6）红外光谱分析表明：两样区腐殖质主要组分胡敏酸和富里酸主要的官能团为羟基，羰基，脂肪烃和芳香烃，氨基化合物类物质。其中富里酸含有较多羧酸，而胡敏酸含有较多羧酸盐；富里酸、胡敏酸均有较多的酚羟基。

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第 1 章 绪 论

1.1 选题依据

1.2 研究现状综述

1.3 研究目标、研究内容和技术路线

第 2 章 研究区自然地理环境概况

2.1 南宁市自然地理环境概况

2.2 实验地采样点概况

第 3 章 样品采集、预处理与分析方法

3.1 土壤剖面样品的采集

3.2 土样制备及预处理

3.3 样品分析

3.4 研究区的数据处理与统计分析

第 4 章 土壤基本性质与有机碳含量垂向分布特征

4.1 各典型土壤剖面不同深层土壤的 pH 值及变化特征

4.2 各典型土壤剖面不同深层的含水量垂向变化特征

4.3 各典型土壤剖面不同深层有机碳含量垂向分布特征

4.4 各典型土壤剖面全氮含量垂向分布特征及土壤碳氮比

4.5 各典型土壤剖面腐殖质组成特征及胡敏酸与富里酸比值变化特征

4.6 土壤有机碳与相关指标的相关性分析

4.7 讨论与总结

第 5 章土壤腐殖质主要组分胡敏酸富里酸红外光谱分析

5.1 土壤腐殖质的元素组成和结构

5.2 土壤腐殖质红外光谱分析

5.3 讨论

5.4 结论

第 6 章 结论与展望

6.1 主要结论

6.2 存在的问题及展望

参考文献

致谢