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《土壤有機碳區(qū)域變異主控因子的幅度效應及其機理研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、密級：中國科學院大學UniversitvofChineseAcademyofSciencesv．博士學位論文2012年11月ByWangMeiyanADissertationSubmittedtoGraduateUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofDoctorofAgricultureInstituteofSoilScience，ChineseAcademyofSciences11，2012摘要土壤有機碳(SOC)在保持土壤肥力、提高
2、作物產(chǎn)量、減緩溫室氣體排放和保護環(huán)境等方面具有重要作用。因此，關(guān)于土壤有機碳庫儲量、空間變異及其影響因子的研究一直是全球變化、農(nóng)業(yè)和環(huán)境方面的重點。土壤有機碳具有空問變異性，變異程度依賴于空間尺度，土壤碳的影響因子眾多，并且諸多因子間存在復雜的相互作用，更重要的是它們在不同尺度上的重要性不均等，而目前對于土壤碳空間變異及其影響因子的研究主要集中在單一幅度，缺乏對多幅度土壤有機碳空間變異規(guī)律的認識，僅有的少數(shù)多幅度研究也僅僅關(guān)注了幅度大小的影響，而忽略了地帶方向性在幅度拓展中的作用，不同地帶性特征變化方向上，土壤有機碳變異性及其影響因子對幅度的響應是否存在差異還不清楚。
3、因此，本文以我國黃淮海省區(qū)土壤為研究對象，利用全國第二次土壤普查土壤剖面屬性數(shù)據(jù)，以及氣候、地形和行政區(qū)劃圖等空間數(shù)據(jù)，研究了土壤有機碳變異性及主控因子的幅度效應。主要包括三方面的內(nèi)容：首先，揭示了土壤有機碳隨土壤剖面深度的分布特征及其影響因子：其次，研究了表層SOC變異性及其主要影響因子對幅度拓展的響應，并特別針對黃淮海省區(qū)旱地SOC的幅度效應，與東北地區(qū)旱地進行了對比；最后，在黃淮海省區(qū)腹地選擇代表不同氣候變化特征的典型樣帶，通過比較研究不同條帶內(nèi)SOC變異對幅度響應的差異性，及研究不同樣帶內(nèi)SOC與氣候因子所需的最小幅度等級，揭示了幅度拓展中的地帶方向性特征。主
4、要研究結(jié)果如下：1．隨著土壤深度的增加，SOC含量由表層(0-20cm)的8．539kg‘1減小到底層(70—100cm)的3．83gkg"1；SOC含量變異系數(shù)則由表層的78．8％增加到底層的102．9％。SOC剖面深度分布中具有表層聚集的特性，其中表層(O．20cm)SOC的相對儲量達到了30．4％。各土壤深度SOC與年均溫和砂粒含量顯著負相關(guān)，與年均降水、粘粒、全磷和速效磷顯著正相關(guān)，而與全鉀和速效鉀的相關(guān)性不顯著(P>0．05)。不同土地利用類型和土壤類型之間SOC含量存在顯著差異，但隨著土壤深度的增加類型間的差異性減弱。回歸分析結(jié)果顯示以上所有影響因子對SO
5、C含量的綜合解釋能力隨土壤深度的加深而降低，由表層的53．9％減小到底層的29．7％。在表層(0-20cm)氣候因子(年均溫和年均降水)對SOC含量的綜合解釋能力最高，其次為土壤質(zhì)地因子(砂粒、粉粒和粘粒)，兩者分別解釋SOC含量的22．1％和19．3％。隨著土壤深度的增加，土壤質(zhì)地的相對解釋能力增加，而氣候因子的相對解釋能力降低，在表下層(20．t00cm)主控因子為土壤質(zhì)地，而氣候因子為次要因子。2．三種類型幅度，即行政區(qū)幅度(縣、地級市、省和大區(qū))、土壤分類幅度(土屬、亞類、土類和土綱)和土地利用幅度(一級和二級)，SOC變異性均隨著幅度的拓展而逐漸增大。行政區(qū)
6、幅度，SOC密度變異系數(shù)均值從最小縣級幅度的49。9％增大到大區(qū)幅度的89A％；不同省份SOC變異性對幅度的響應存在差異，其中河北和河南最顯著，而江蘇最弱。土壤分類幅度，SOC密度變異系數(shù)均值從最小土屬幅度的44．9％增大到土綱幅度的76．8％；不同土綱SOC變異性對幅度的響應也不同，半淋溶土、半水成土、淋溶土和鹽堿土SOC變異性隨著土壤分類幅度的增大而增大，而初育土、鈣層土和人為土SOC變異性并不總是隨著土壤分類的概化而增加。土地利用幅度，SOC密度變異系數(shù)均值從二級分類幅度的75．2％增大到一級分類幅度的84．5％；非耕地SOC變異性大于耕地，且對土地利用幅度的響
7、應強于耕地?？紤]土地利用后再進行行政區(qū)幅度或土壤類型幅度拓展耕地SOC的變異性顯著降低，而非耕地則有所增加：土地利用一行政區(qū)幅度，耕地和非耕地SOC密度的變異系數(shù)均值分別由縣級幅度的38．5％和57．8％增加到大區(qū)幅度的68．3％和100．7％；土地利用．土壤分類幅度，耕地和非耕地SOC密度的變異系數(shù)均值分別由土屬幅度的40。3％和45．7％增加到土綱幅度的67．2％和78。4％，因此在SOC儲量的估算及尺度上推中土地利用類型不容忽視。3．SOC影響因子在不同行政區(qū)幅度對SOC的相關(guān)性存在差異，隨著幅度的減小達到顯著相關(guān)水平的幅度單元所占比例也減?。?/p>
