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

您可以在本站搜索以下学术论文文献来了解更多相关内容

模拟氮沉降对人工幼林土壤氮动态及温室气体排放影响研究    蔡玉婷

华南丘陵区2种土地利用方式下地表CH_4和N_2O通量研究    刘惠;赵平;林永标;饶兴权;

鼎湖山主要森林生态系统地表CH_4通量    周存宇;周国逸;王迎红;张德强;刘世忠;

鼎湖山针阔叶混交林地表温室气体排放的日变化    周存宇,张德强,王跃思,周国逸,刘世忠,唐旭利

小叶章生态系统根际土壤微生物及CO_2、CH_4、N_2O动态(英文)    徐小锋,宋长春,宋霞

土壤质地、温度和Eh对稻田甲烷排放的影响    蔡祖聪,沈光裕,颜晓元,鹤田治雄,八木一行,阳捷行

北京低山区森林土壤中CH_4排放通量的研究    孙向阳

土壤变暖对土壤微生物活性的影响(英文)    肖辉林,郑习健

土壤干旱胁迫对圆叶决明土壤微生物的生态效应    王义祥,任丽花,翁伯琦,应朝阳,黄毅斌

长白山阔叶红松林土壤氮化亚氮和甲烷的通量研究    肖冬梅,王淼,姬兰柱,韩士杰,王跃思

长白山北坡不同土壤N_2O和CH_4排放的初步研究    徐慧，陈冠雄，马成新

人类活动对气候影响的研究 Ⅰ.温室气体和气溶胶    王明星,杨 昕

北京市两种主要温室气体浓度的日变化    李晶;王跃思;刘强;王明星;

太湖地区冬小麦田与蔬菜地N_2O排放对比观测研究    姚志生;郑循华;周再兴;谢宝华;梅宝玲;顾江新;王定勇;

种植不同作物对农田N_2O和CH_4排放的影响及其驱动因子    陈书涛;黄耀;郑循华;陈玉泉;

华东稻麦轮作农田CH_4、N_2O和NO排放特征    周再兴;郑循华;王明星;Klaus Butterbach-Bahl;

大气CO_2浓度升高和秸秆还田对稻麦轮作农田N_2O排放的影响    董海波;郑循华;黄耀;姚志生;梅宝玲;朱建国;

温带森林土壤溶液溶解性N_2O和CO_2含量特征及其影响机制    刘子锐;徐星凯;黄耀;韩琳;罗献宝;韩士杰;

碳循环及对气候变化和人类生存环境的影响    张佳华;卞林根;延晓冬;姚凤梅;

中国稻田甲烷产生和排放研究 Ⅰ.产生和排放机理及其影响因子    任万辉,许黎,王振会

中国稻田甲烷产生和排放研究 Ⅱ.模式研究和减排措施    任万辉,许黎,王振会,M.A.K.Khalil,R.A.Rasmussen

利用畜禽废水中氨氮驯化矿化垃圾填料氧化填埋场CH_4的研究    贾博;张后虎;张毅;王伟;吴睿;张维佳;

县域生态服务价值对生态建设的响应    成六三;李妍均;吴普特;赵西宁;

基于陆地生态系统碳储量的江苏省土地利用结构优化    揣小伟;黄贤金;郑泽庆;王婉晶;

稻田甲烷排放监测技术研究    王秀珍;郑长春;黄敬峰;

江西安福林区毛竹林群落呼吸量测定研究    肖复明;熊彩云;张小军;漆良华;徐海宁;章挺;

基于IPCC的区域森林碳汇潜力评估    张修玉;许振成;胡习邦;赵晓光;

低温室气体排放水稻品种筛选的初步研究    傅志强;黄璜;朱华武;

退耕还林固碳释氧效应初探    燕楠;王冬梅;宁月胜;史常青;

江西安福林区毛竹林群落呼吸量测定研究    肖复明;熊彩云;张小军;漆良华;徐海宁;章挺;

设施园艺土壤质量研究进展    张乃明;史静;褚素贞;

不同土地利用方式对高寒地区水土保持生态服务功能的影响研究    赵锦梅

中国建立碳交易市场的可行性研究及框架设计    刘娜

中国土地利用的碳排放效应研究    赖力

生物质炭输入对土壤氮素流失及温室气体排放特性的影响    刘玉学

中亚热带山区土壤呼吸及其组分对土地利用变化的响应    盛浩

我国典型低温区土壤有机碳变化及土壤呼吸特征    廖艳

大气CO_2、CH_4和CO浓度资料再分析及源汇研究    张芳

南极苔原温室气体通量时空变化规律与产生机理研究    刘雅淑

不同年龄长白落叶松人工林碳储量分布特征    王秀云

思茅松中幼龄人工林生物量和碳储量动态研究    李江

CA-MARKOV模型与GIS、RS在土地利用/土地覆盖变化中的应用研究    郝慧君

耕作方式及其转变对麦玉两熟农田土壤CH_4、N_2O排放和固碳能力的影响    田慎重

集约经营毛竹林土壤温室气体排放特征及其与施肥的关系    叶耿平

安徽省“自然—经济”复合系统碳收支估算及其特征研究    孙秀丽

不同种植模式对北疆农田土壤微生物多态性的影响    刘瑜

闽江河口沼泽湿地土壤甲烷产生潜力及其影响因子    陈重安

闽江口互花米草湿地甲烷与二氧化碳通量研究    鄂焱

万木林常绿阔叶林粗木质残体碳库及其呼吸通量研究    贺旭东

闽江河口咸草湿地甲烷与二氧化碳排放及主要环境因子分析    姚顺

武夷山不同类型土壤有机碳含量及影响因素研究    卢茜

重量分析法测量黄土沉积中碳酸盐含量    陈栋栋;韩军青;

在杉木林和马尾松林中雨水的养分淋溶作用    马雪华

广州市森林土壤水化学和元素收支平衡研究    徐义刚,周光益,骆土寿,吴仲民,何在成

大气氮沉降对阔叶林红壤淋溶水化学模拟研究    孙本华;胡正义;吕家珑;周丽娜;徐成凯;

南亚热带森林土壤微生物量碳对氮沉降的响应    王晖;莫江明;鲁显楷;薛璟花;李炯;方运霆;

氮沉降对森林土壤主要温室气体通量的影响    张炜;莫江明;方运霆;鲁显楷;王晖;

氮沉降对森林生物多样性的影响    鲁显楷;莫江明;董少峰;

古尔班通古特沙漠土壤酶活性和微生物量氮对模拟氮沉降的响应    周晓兵;张元明;陶冶;张丙昌;

有机无机肥配施对菜地土壤氮素径流流失的影响    宁建凤;徐培智;杨少海;邹献中;罗文贱;陈勇;孙丽丽;魏岚;巫金龙;

尿素和KNO_3对水稻土无机氮转化过程和产物的影响Ⅱ.N_2O生成过程    蔡祖聪

大气氮沉降对中国亚热带不同立地森林红壤酸化及其机理的研究    孙本华

黄沙河岸带湿地污染特征及其反硝化活性研究    李文静

厌氧条件下初始NO_3~-含量对土壤反硝化气体（N_2、N_2O和NO）和CO_2排放的影响    冯琪

大气氮沉降对红壤旱地马唐—冬萝卜生态系统氮平衡的贡献    崔键

模拟氮沉降对亚热带人工林土壤微生物的影响    王志勇

广州帽峰山常绿阔叶林和杉木人工林土壤碳氮动态研究    黄姗姗

基于数值模拟的珠江三角洲及周边城市氮沉降特征研究    王水胜

温室气体的源与汇    王明星,张仁健,郑循华

生态建设产业化 产业发展生态化    史培军,刘学敏

广东山区经济建设与生物资源保护问题的探讨    徐颂军

贡嘎山地区山地生态系统与环境特征    钟祥浩;张文敬;罗辑;

鹤山退化生态系统恢复过程中土壤微生物的特性    周丽霞,蚁伟民,易志刚,李志安,丁明懋

华南丘陵地区农林复合生态系统晚稻田甲烷和氧化亚氮排放    刘惠;赵平;林永标;饶兴权;

整地方式对杉木人工林生态系统的影响    马祥庆,刘爱琴,何智英,俞立?,林景露

贡嘎山山地暗针叶林带自然与退化生态系统生态功能特征    钟祥浩,罗辑

全球碳循环与森林关系的研究——问题与进展    聂道平,徐德应,王兵

贡嘎山不同年龄结构峨眉冷杉林粗木质残体的贮存量及其特征    高甲荣,王敏,毕利东,牛健植,张东升

人类活动干扰下草原温室气体地-气交换特征及碳平衡研究    王艳芬