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我国西北地区不同类型草原土壤有机质的稳定碳同位素组成及其差异

作　者: 张月鲜
导　师: 孙向阳
学　校: 北京林业大学
专　业: 土壤学
关键词: 草原生态系统土壤稳定碳同位素组成土壤有机碳气候及植被变迁
分类号: S812.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

草地生态系统是陆地碳循环及碳截储的一个重要组成部分,其碳蓄积能力在全球碳循环中起着重要作用。我国西北地区草原面积广袤,根据不同类型草原土壤地带性分布特征,以短花针茅荒漠草原、亚高山草甸草原、高山草甸和高寒草原为研究对象,分别在内蒙古四子王旗和额济纳旗、新疆和西藏几个地区选取采样点,测定土壤基本理化性质、土壤有机碳(SOC)含量及其垂直分布特征,并应用碳稳定同位素组成分析手段对各地区植被优势种、枯落物和土壤有机质碳稳定同位素组成(δ13C值)及三者相关关系进行分析,得出以下结论：表层土壤SOC含量随海拔升高呈现逐渐增加的趋势,内蒙古四子王旗、新疆和西藏土壤SOC的垂直分布特征均表现为随深度增加SOC含量急剧降低,降低幅度分别为NMG-01：92.26%,XJ-01：77.9%,XJ-02：77.67%,XZ-01：61.58%,XZ-02：88.55%；而内蒙古额济纳旗地区土壤SOC的垂直分布特征由于受到其特殊土体构造的影响没有表现出明显的递减规律,表明除地上植被状况之外,气候、土壤本身特性的变化也会对有机质垂直分布特征和分解转化速率产生影响。有机质δ13C值随海拔升高逐渐偏负,植被作为土壤有机质主要来源对δ13C值大小影响作用显著；而土壤有机质δ1。C值的垂直分布特征除了受到土壤本身特性的影响,主要决定于成土期间的地上植被和气候状况,其中内蒙古额济纳旗土壤有机质δ13C值较其他地区有机质δ13C值偏重,进一步说明气候和环境条件对土壤有机质稳定碳同位素组成的重要作用；所有试验点SOC含量和有机质δ13C值均呈负相关关系,说明我国西北草原地区有机质分解程度低；内蒙古额济纳地区土壤有机质δ13C值整体偏重,除了XJ-02、XZ-1和XZ-02分别代表的亚高山草甸、高山草甸和高山荒漠草原之外,其他试验点土壤剖面有机质δ13C值变化幅度均大于3‰,说明我国西北荒漠草原相对于草甸草原土壤有机质的分解程度较高,也说明土壤有机质是来源于C3和C4植物的混合物,暗示我国西北干旱地带草原地区可能出现过较强烈的气候变化和植被变迁,其中内蒙古四子王旗地区可能经历过湿热的气候。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-6
目录  6-8
1 引言  8-18
  1.1 选题背景  8-10
  1.2 稳定碳同位素技术基本理论及其应用  10-16
    1.2.1 稳定碳同位素基本理论  10-11
    1.2.2 稳定碳同位素在揭示环境及气候因子变化中的应用  11-12
    1.2.3 稳定碳同位素在第四纪古环境研究中的应用  12-14
    1.2.4 稳定碳同位素在有机碳循环研究中的应用  14-15
    1.2.5 稳定碳同位素理论在土壤无机碳酸盐中的应用  15-16
  1.3 研究内容、目的及技术路线  16-18
2. 研究区概况  18-22
  2.1 内蒙古四子王旗试验自然概况  18
  2.2 内蒙古额济纳旗试验区自然概况  18
  2.3 新疆天山试验区自然概况  18-19
  2.4 西藏林芝县林芝镇色季拉山试验区自然概况  19
  2.5 采样点概况  19-22
3. 样品采集和分析  22-24
  3.1 样品采集和预处理  22
    3.1.1 植物优势种叶片的采集和处理  22
    3.1.2 枯落物的采集和处理  22
    3.1.3 土壤样品的采集和处理  22
  3.2 样品分析  22-24
    3.2.1 土壤基本理化性质分析  22-23
    3.2.2 碳稳定同位素比值(δ~(13)C值)分析  23-24
4. 土壤基本理化性质  24-32
  4.1 内蒙古四子王旗(NMG-01)土壤基本理化性质  24-25
  4.2 内蒙古额济纳旗地区不同类型植被下土壤基本理化性质  25-29
  4.3 新疆地区2种类型草原土壤基本理化性质  29-30
  4.4 西藏地区2种类型草原土壤基本理化性质  30-32
5. 土壤SOC含量与有机质δ~(13)C值垂直分布特征及二者相关关系  32-40
  5.1 土壤SOC含量垂直分布特征  32-34
  5.2 土壤有机质δ~(13)C值垂直分布特征  34-38
  5.3 土壤SOC含量与有机质δ~(13)C值相关关系  38-40
6. 植物优势种、枯落物和表层土壤有机质δ~(13)C值的相关性  40-42
7. 稳定性同位素~(13)C技术示踪碳在S-P-A-C系统中的转移  42-44
8. 土壤有机质δ~(13)C值记录的古气候信息  44-46
9. 结论与建议  46-48
  9.1 结论  46
  9.2 建议  46-48
参考文献  48-55
个人简介  55-56
导师简介  56-57
获得成果目录  57-58
致谢  58

我国西北地区不同类型草原土壤有机质的稳定碳同位素组成及其差异

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