半干旱黄土高原旱作覆膜玉米农田土壤甲烷通量特征

【摘要】：温室气体被认为是全球气候变化的主要原因之一,而农业生态系统又是人为温室气体排放的主要来源,如何在不同的农业管理体系下减少温室气体排放量是人类当前面临的重要问题之一。 采用静态箱-气相色谱法对黄土高原半干旱区不同沟垄覆盖措施下土壤CH4通量日变化和季节变化特征进行了研究,包括双垄沟覆膜施肥处理、齐垄覆膜施肥处理、齐垄覆膜不施肥处理、齐垄不覆膜施肥处理、齐垄不覆膜不施肥处理,裸地六种。在观测期内(播种后45天到收获后一周),平均每周对土壤甲烷通量进行一次观测,并在6月15日(玉米出苗期)、7月23日(玉米拔节期)、8月28(玉米抽穗期)三天中,对甲烷通量进行了日变化监测。结果表明,本旱作农田是CH4的弱“汇”,甲烷通量存在明显的昼夜变化规律和季节变化规律。六种管理措施下玉米地土壤CH4通量在一天中的15：00左右达到最小值；在整个观测期内,土壤对CH4的吸收在播种后50天左右的时候增加,之后减小并保持相对稳定,在收获后一周,再次迅速增加并达到吸收最高峰。双垄沟覆膜施肥处理的CH4通量与齐垄不覆膜施肥处理的相比,在玉米拔节期时存在显著差异。该研究发现,覆膜增加了土壤对大气甲烷的吸收,施肥对甲烷通量无明显影响。覆膜和施肥并没有改变甲烷的季节变化规律,甲烷浓度都随土层深度的增加而减小,即表层(0-l0cm)土壤的甲烷浓度最高。在整个生长季中,温度的变化与甲烷通量的变化无相关性；但在7月份的一天当中,垄沟和不覆膜处理的甲烷通量与0-10cm处的土壤温度呈正相关关系；土壤含水量与甲烷的日通量或季节通量变化均无相关性。研究地点土壤甲烷通量强度并非某个单因子调控,而是多个环境因子综合作用的结果。 【关键词】：温室气体 黄土高原 日变化 季变化 CH_4通量
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S152
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第一章 引言7-24
• 1.1. 研究背景7-18
• 1.1.1. 全球气候变化7-8
• 1.1.2. 全球气候变暖的原因8-9
• 1.1.3. 温室气体的排放9-10
• 1.1.4. 农业温室气体的影响10-12
• 1.1.5. 中国农业现状概况12-14
• 1.1.6. 甲烷的温室效应14-15
• 1.1.7. 农田甲烷排放15-16
• 1.1.8. 黄土高原区地膜覆盖在农业生产中的应用16-18
• 1.2. 国内外研究进展18-22
• 1.2.1. 农业温室气体排放的衡量18
• 1.2.2. 甲烷的产生机理及影响因子18-22
• 1.3. 小结22-24
• 第二章 材料和方法24-31
• 2.1. 试验点介绍24
• 2.2. 实验设计24-26
• 2.3. 实验方法26-30
• 2.4. 数据统计分析30-31
• 第三章 结果分析与讨论31-57
• 3.1. 降雨量分布31-33
• 3.2. 土壤含水量33-35
• 3.3. 地上生物量的变化35-37
• 3.4. 黄土高原CH_4通量昼夜变化规律37-46
• 3.5. 地上气体季变化46-49
• 3.6. 地下0-10cm甲烷浓度季节变化规律49-51
• 3.7. CH_4地下浓度垂直分布51-52
• 3.8. 日温度与CH_4地上通量和地下浓度的相关性52-55
• 3.9. 生长季土壤湿度与甲烷地上通量和地下浓度的相关性55-56
• 3.10. 黄土高原CH_4排放总量估算56-57
• 第四章 结论57
• 第五章 展望57-58
• 参考文献58-63
• 在学校期间的研究成果63-64
• 致谢64

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