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武夷山不同海拔土壤有机碳库及其矿化特征

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引 言

第一章研究综述

1土壤有机碳库

1.1 土壤有机碳的定义及研究意义

1.2土壤有机碳库的组成

1.3土壤活性有机碳(Soil labile organic carbon,SLOC)

1.4 土壤有机碳动态的相关术语

1.5土壤有机碳动态研究方法

1.6 土壤有机碳周转速率的主导影响因子

2土壤有机碳矿化

2.1土壤有机碳矿化的概念

2.2土壤有机碳矿化与土壤呼吸的关系

2.3土壤可矿化碳

2.4土壤有机碳矿化的测定方法

2.5影响土壤有机碳矿化的主要因素

2.6 土壤有机碳矿化的温度敏感性及其影响因子

3存在的问题及研究的目的意义

第二章 研究区概况及研究思路

1研究区概况

2研究思路及技术路线

第三章 不同海拔高度土壤活性有机碳库的研究

1 引言

2材料和方法

2.1样地设置

2.2土壤样品的采集与处理

2.3土壤样品的测定方法

2.4数据统计与分析

3结果与分析

3.1 不同海拔高度土壤活性有机碳含量的比较

3.2 不同海拔高度土壤活性有机碳占总有机碳的比率

3.3 不同海拔高度土壤活性有机碳间的相关分析

3.4 不同海拔高度土壤主要生态因子的变化

3.5 不同海拔高度土壤活性有机碳与主要生态因子的关系

3.6 土壤qCO2与总有机碳、全氮、全磷、全钾的相关性

4讨论

5小结

第四章 不同海拔高度土壤活性有机碳的动态变化

1引言

2材料和方法

2.1样地设置

2.2土壤样品的采集与处理

2.3凋落物的收集与测定

2.4土壤样品的测定方法

2.5统计分析

3结果与分析

3.1 土壤微生物生物量碳的季节动态

3.2土壤易氧化碳的季节动态

3.3 土壤水溶性有机碳的季节动态

3.4土壤矿化碳的季节动态

3.5 土壤总有机碳的季节动态

3.6土壤温度的季节动态

3.7土壤湿度的季节动态

3.8林分凋落物输入量的季节变化

3.9 土壤各活性有机碳的季节变化与主要生态因子的相关性

4讨论

5小结

第五章 武夷山不同海拔高度植被土壤水溶性有机物的化学组成特征

1 引言

2材料和方法

2.1 样地设置

2.2土壤样品的采集与处理

2.3土壤样品的测定方法

2.4统计分析

3结果与讨论

3.1 不同海拔高度土壤水溶性有机物的UV-Vis光谱

3.2不同海拔高度土壤水溶性有机物的E240/E420、E250/E365

3.3 不同海拔高度土壤WSOC的吸光值与WSOC浓度的关系

4小结

第六章武夷山不同海拔高度土壤有机碳库组成及周转特征

1 引言

2材料和方法

2.1 样地设置

2.2土壤样品的采集与处理

2.3土壤样品的测定方法

2.4 统计分析

3结果与分析

3.1 土壤有机碳的分解动态

3.2不同海拔高度下土壤各库大小和分解速率

4讨论

5 小结

第七章 土壤有机碳的矿化速率

1 引言

2材料和方法

2.1 样地设置

2.2土壤样品的采集与处理

2.3土壤样品的测定方法

2.4统计分析

3结果与分析

3.1 土壤有机碳矿化速率和矿化率

3.2 土壤有机碳的矿化速率和矿化率随土层深度的变化趋势

3.3 土壤有机碳矿化的日变化动态

3.4 ADC-2250仪器法与碱液吸收法的比较

4讨论

5小结

第八章土壤有机碳矿化的温度响应特征

1 引言

2材料和方法

2.1 样地设置

2.2 土壤样品的采集与处理

2.3 土壤样品的测定方法

3结果与分析

3.1 不同培养温度下土壤有机碳累积矿化量

3.2 不同培养温度下土壤有机碳累积矿化量比例

3.3 不同培养温度下土壤有机碳矿化速率

3.4土壤有机碳矿化动态

3.5 土壤有机碳矿化的温度敏感性

4讨论

5 小结

第九章全文结论与展望

1结论

2主要创新点

3问题展望

参考文献

附录

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摘要

本文选择福建省武夷山国家自然保护区不同海拔高度的4个典型植被土壤,采用野外采样和布置室内培育试验相结合的方法,系统分析了土壤的有机碳库及其矿化特征。结果表明:
   (1)土壤总有机碳及各活性有机碳含量均随海拔高度的升高而增加,随土层的加深而下降。4种活性有机碳两两间的相关性均达到极显著的正相关。各活性有机碳占土壤总有机碳的比率总的趋势是易氧化碳>矿化碳>微生物生物量碳>水溶性有机碳。土壤总有机碳含量是土壤活性有机碳含量在不同海拔高度上产生差异的主导因子。土壤活性有机碳含量具有明显的季节性交化特征。土壤温度是影响各活性有机碳含量季节变化的重要因子。
   (2)依据三库一级动力学理论区分的不同海拔高度植被土壤有机碳各库的大小差异明显。土壤活性和惰性有机碳的含量均随海拔高度的升高而增加,缓效性有机碳含量为高山草甸>亚高山矮林>常绿阔叶林>针叶林。
   (3)经25℃365天室内培养后,不同海拔高度植被土壤的矿化速率在1.67×10-2~4.46×10-2gC·kg-1·d-1之间,高山草甸的最快,常绿阔叶林的最慢。矿化率在17.5%~22.8%,变化趋势为针叶林>亚高山矮林>常绿阔叶林>高山草甸。土壤矿化速率和矿化率总体上呈现随土层的加深而递减的趋势。不同温度条件下土壤有机碳的矿化量有显著区别。365天培养后,不同土层的Q10平均值,常绿阔叶林为1.46,针叶林为1.46,亚高山矮林为1.41,高山草甸为1.45。同一植被土壤随着土层的加深,Q10值显著减小。

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