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中亚热带土地利用变化对山地土壤甲烷氧化的影响研究

来源:论文学术网
时间:2024-08-18 21:10:10
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中亚热带土地利用变化对山地土壤甲烷氧化的影响研究【摘要】:甲烷作为重要的温室气体之一,每分子增温潜力(GWP)是二氧化碳的25倍(100年),对全球气候变暖的贡献(20%)仅次于二

【摘要】:甲烷作为重要的温室气体之一,每分子增温潜力(GWP)是二氧化碳的25倍(100年),对全球气候变暖的贡献(20%)仅次于二氧化碳(55%)。自1775年工业革命以来,大气甲烷浓度增加了150%,在2005年达到了1774ppb。人类活动特别是土地利用变化对陆地生态系统甲烷循环的影响己远远超过了自然变化影响的速率和程度,是引起大气甲烷浓度持续升高的主要原因(60-70%)。好气山地土壤是大气甲烷重要的汇(6%),其近似于大气甲烷的年增加量(30Tg.a-1),是大气甲烷浓度变化的关键性决定因子(IPCC,2007),但针对山地土壤甲烷汇的研究目前还较少,这将极大影响国家尺度温室气体排放清单的制定。 本研究通过在中国亚热带闽北山区(福建建瓯市),选择本底条件基本一致、土地利用史清晰且具有代表性的土地利用方式序列:天然常绿阔叶林、次生常绿阔叶林、人工林、果园作为研究对象,采用“空间换时间”的方法,研究土地利用变化对土壤甲烷氧化速率的影响,为精确制定国家温室气体排放清单提供基础数据和技术支撑,同时也为中亚热带山地土地利用方式调整和土壤甲烷汇的恢复措施等提供科学依据。 通过对上述典型土地利用方式土壤甲烷氧化速率连续一年的定位观测,结果表明:土壤甲烷氧化速率具有明显的季节模式,季节动态主要与土壤温度变化一致。本区土壤甲烷氧化速率变化范围-15.24μg·m-2·h-1~76.32μg·m-2·h-1,数值高于热带森林低于温带森林的土壤甲烷氧化速率。土壤甲烷氧化速率平均下降8.92%,其中改为次生林下降15.18%,改为人工林下降1.69%,改为果园下降22.57%;土壤甲烷氧化速率与土壤温度均呈显著正相关的关系。土地利用方式改变后,土壤甲烷氧化速率的表观温度敏感性(Q10值)从天然林的2.24下降到到果园的1.11。天然林、次生林、人工林、果园的甲烷氧化年通量分别为257.67.207.04.242.90.161.89 mg·m-2;天然林转换导致土壤甲烷年均氧化量减少2%~40%,尤以改为果园减幅最大。中亚热带山区天然常绿阔叶林改为次生(人工)林、农业地土壤甲烷氧化减幅(7.13%~40%)低于全球平均水平(67%)。实验室模拟发现,控制温度(25℃)与湿度(45%)的条件下,天然林、次生林、人工林氧化速率最高出现在次表层(5-10cm),果园的出现在表层0-5cm的。土壤甲烷氧化通量均与土壤有机质含量、土壤氮含量呈正相关关系,与土壤容重呈负相关关系,与土壤含水量关系不明确。 【关键词】:中亚热带 山地生态系统 土地利用变化 甲烷氧化速率 影响因子
【学位授予单位】:福建师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2010
【分类号】:S153
【目录】:
  • 摘要2-4
  • Abstract4-6
  • 中文文摘6-8
  • 目录8-10
  • 绪论10-12
  • 第一章 文献综述12-18
  • 1. 山地土壤甲烷通量研究进展简述12-13
  • 2. 土地利用变化对土壤甲烷氧化的影响研究进展13-16
  • 2.1 土壤含水量的影响14
  • 2.2 土壤温度的影响14-15
  • 2.3 土壤深度的影响15
  • 2.4 土壤理化性质的影响15-16
  • 3. 山地土壤甲烷氧化研究存在的问题16
  • 4. 山地土壤甲烷氧化研究未来应加强的领域16-18
  • 第二章 试验地概况与研究方法18-24
  • 1. 研究区地理位置和自然环境18-19
  • 2. 试验样地详细描述19-21
  • 3. 研究方法21-24
  • 3.1 实验设计21-22
  • 3.1.1 野外观测21
  • 3.1.2 室内培养21-22
  • 3.1.3 测定方法22
  • 3.2 计算方法22-23
  • 3.3 统计分析方法23-24
  • 第三章 结果与讨论24-44
  • 1. 土壤甲烷氧化速率的变化特征及影响因素24-41
  • 1.1 不同土地利用方式土壤甲烷氧化速率季节变化特征24-29
  • 1.1.1 土壤含水量对土壤甲烷氧化速率的影响25-26
  • 1.1.2 土壤地表温度对土壤甲烷氧化速率的影响26-28
  • 1.1.3 不同土地利用方式的土壤甲烷氧化速率Q_(10)值的变化28-29
  • 1.2 土壤甲烷氧化年通量的估算与土壤理化性质的关系29-32
  • 1.2.1 不同土地利用方式土壤甲烷氧化年通量29-30
  • 1.2.2 土壤甲烷氧化通量与土壤理化性质变化的关系30-32
  • 1.3 不同深度土壤甲烷氧化能力及其特征32-34
  • 1.3.1 不同深度土壤甲烷氧化能力特性32-34
  • 1.4 讨论34-40
  • 1.4.1 土壤含水量对土壤甲烷氧化速率的影响机制35-36
  • 1.4.2 土壤温度对土壤甲烷氧化速率的影响机制36-38
  • 1.4.3 土壤甲烷氧化速率的温度敏感性(Q_(10))38-39
  • 1.4.4 土壤有机质含量对土壤甲烷氧化速率的影响机制39-40
  • 1.4.5 土壤深度与土壤甲烷氧化能力的关系分析40
  • 1.5 小结40-41
  • 2. 土地利用变化对土壤甲烷氧化速率的影响机制讨论41-44
  • 第四章 结论与展望44-48
  • 1. 主要研究结论44-45
  • 2. 创新点45-46
  • 3. 展望46-48
  • 附录1 稳压式静态箱设计图纸48-50
  • 参考文献50-62
  • 攻读学位期间承担的科研任务与主要成果62-64
  • 致谢64-66
  • 个人简历66-68


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