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黄土高原天然草地生态系统土壤有机碳蓄积研究

作　者: 刘伟
导　师: 程积民
学　校: 中国科学院研究生院（教育部水土保持与生态环境研究中心）
专　业: 生态学
关键词: 黄土高原草地有机碳分布特征影响因素碳蓄积
分类号: S812.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着全球气候变化和陆地生态系统碳循环研究的发展,碳蓄积正成为草地生态系统研究的热点。草地作为地球上分布最广的植被类型之一,对全球气候变化具有一定的影响和响应。草地生态系统作为陆地生态系统的重要组成部分,在陆地生态系统碳循环过程中起着重要作用。而目前大多数草原生态系统有机碳的研究多基于普查资料、遥感数据或模型估算,真正意义上的野外调查数据很是缺乏。本研究以黄土高原4种主要草地类型（森林草原、典型草原、高寒草甸草原、荒漠草原）为研究对象,分析了不同草地类型土壤有机碳（SOC）和有机碳密度（SOCD）的分布特征及其影响因素,初步估算了黄土高原中部天然草地土壤有机碳蓄积量。结果表明:（1）黄土高原天然草地土壤有机碳含量随土壤深度的增加而降低,其中0～20 cm土壤有机碳含量与20～40、40～60、60～80、80～100 cm有机碳含量差异显著;且不同的草地类型,这种减少的幅度不同,高寒草甸草原的土壤有机碳含量减少幅度最大,荒漠草原减幅最小。而土壤有机碳密度因草地类型不同,表现出不同的剖面垂直变异性,其中典型草原和高寒草原土壤有机碳密度随土层深度的增加而减小,森林草原土壤有机碳则呈现先减小后增加的趋势,荒漠草原有机碳密度空间变异性最小,各土层间差异不显著。对于整个土层而言,不同草地类型间的土壤有机碳密度变异程度也不同,典型草原变异系数最大,高寒草甸草原最小。（2）4种草地类型土壤有机碳含量分布规律:0～40 cm土层:高寒草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,40～100 cm土层:高寒草甸草原>森林草原>典型草原>荒漠草原;黄土高原上高寒草甸草原、森林草原、典型草原土壤有机碳都集中分布在0～40 cm土层,分别占0～100 cm的71%、50%、46%,而荒漠草原各层土壤有机碳含量分布较均匀。（3）在研究区域内,土壤有机碳含量和密度与海拔呈显著正相关;0～40 cm土壤有机碳含量与土壤含水量呈显著正相关,而0～60 cm土壤有机碳密度与土壤含水量显著正相关;有机碳含量和全氮有极显著的正相关性;有机碳含量和密度都与年均温呈极显著负相关。（4）黄土高原中部有机碳密度分布很不均匀,由东向西呈现先增加后减少再增加的变化趋势。4种类型草原中,1 m深土壤有机碳密度由大到小依次为高寒草甸草原>典型草原>森林草原>荒漠草原,其值分别为18.30 kg·m^-2、4.99 kg·m^-2、4.69 kg·m^-2和1.50 kg·m^-2。黄土高原中部天然草地总面积2.02×107 hm2,经克里格插值得出0～1 m深度土壤碳蓄积量为1.06 Pg C（1 Pg=1×1015g）。

全文目录

致谢  6-7
摘要  7-9
ABSTRACT  9-13
第1章绪论  13-20
  1.1 研究背景  13-14
  1.2 研究目的及意义  14-15
  1.3 研究现状与研究进展  15-20
    1.3.1 草地生态系统碳蓄积研究方法  15-16
    1.3.2 草地碳蓄积的国内外研究进展  16-20
第2章实验材料与研究方法  20-29
  2.1 研究区概况  20-21
  2.2 研究内容  21-22
  2.3 技术路线  22-23
  2.4 研究方法  23-28
    2.4.1 样地设置  23-24
    2.4.2 不同草地类型基本特征  24-28
    2.4.3 环境因子调查  28
    2.4.4 植物样调查  28
    2.4.5 土样调查  28
  2.5 样品分析及数据处理  28-29
第3章黄土高原天然草地有机碳分布特征及影响因素  29-40
  3.1 引言  29-30
  3.2 天然草地土壤有机碳分布规律  30-33
    3.2.1 不同草地类型土壤有机碳坡面垂直分布特征  30-31
    3.2.2 不同草地类型之间土壤有机碳含量比较  31-32
    3.2.3 四种草地类型土壤有机碳的垂直空间变异性  32-33
  3.3 天然草地土壤有机碳含量的影响因素  33-37
    3.3.1 土壤有机碳与海拔之间的关系  33-35
    3.3.2 土壤有机碳与土壤水分之间的关系  35-36
    3.3.3 土壤有机碳与主要气候因子的关系  36-37
    3.3.4 土壤有机碳与土壤全氮之间的关系  37
  3.4 讨论与小结  37-40
第4章黄土高原中部天然草地有机碳密度与碳蓄积量  40-51
  4.1 引言  40
  4.2 天然草地土壤有机碳密度分布特征  40-44
    4.2.1 不同草地类型有机碳密度垂直分布特征  40-43
    4.2.2 有机碳密度水平分布特征  43-44
  4.3 天然草地土壤有机碳密度的影响因素  44-48
    4.3.1 有机碳密度与海拔之间的关系  44-45
    4.3.2 有机碳密度与土壤含水量之间的关系  45-46
    4.3.3 有机碳密度与气候因子之间的关系  46-48
  4.4 天然草地土壤有机碳蓄积量估算  48-49
    4.4.1 估算方法  48-49
    4.4.2 碳蓄积量估算  49
  4.5 讨论与小结  49-51
第5章讨论与结论  51-53
  5.1 讨论  51
  5.2 结论  51-52
  5.3 主要创新点  52
  5.4 存在的问题及建议  52-53
参考文献  53-60
作者简介  60

黄土高原天然草地生态系统土壤有机碳蓄积研究

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