我国南方几种主要土壤有机碳分解特征及模拟研究

【摘要】本文以三库一级动力学模型为理论基础,通过土壤有机碳室内培养实验,研究了中国南方地区几种主要土壤的有机碳库特征及有机碳分解特征规律,在此基础上结合土壤基本理化性质探索建立土壤有机碳分解动态的通用模式。结果表明：南方地区表层土壤有机碳在地区间有显著性差异,心土层土壤有机碳无显著差异。不同类型土壤表层有机碳含量为红壤>潜育水稻土>漂洗水稻土>黄壤>石灰岩土>潴育水稻土>菜园土>淹育水稻土>黄棕壤>壤质潮土；不同土地利用类型下土壤表层有机碳含量为沼泽>森林及林地>水田>灌木丛>草句>旱地。土壤总有机碳库大小决定了各组分碳库大小,但各组分碳库比例因土壤类型、土地利用方式和外界环境的影响而有显著差异。表层土壤活性碳库含量为0.061-1.23g·kg-1,比例为0.55～5.01%；缓效性碳库含量为3.12～23.06g·kg-1,比例为15.88-73.20%;惰性碳库含量为1.08～24.21g·kg-1,比例为25.36～79.11%。心层土壤活性碳库含量为0.033～0.41g·kg-1,比例为0.81～7.35%；缓效性碳库含量为0.86-10.61g·kg-1,比例为20.43-81.68%；惰性碳库含量为0.41～13.02g·kg-1,比例为17.10～77.66%。缓、惰性碳库共同构成95～99%左右的有机碳库容,两种碳库含量此消彼长。活性、惰性碳库比例为表层>心层,缓效性碳库比例为心层>表层。活性碳库含量、缓效性碳库和惰性碳库比例在土壤类型间差异极显著,这三个指标是区分不同土壤类型的重要依据。惰性碳库在自然土壤具有更高的比例。土壤有机碳分解过程分为3个阶段：0-15d是快速分解阶段,15-30d是缓慢分解阶段,30～培养结束是平衡阶段,不同土壤有机碳分解速率的差异主要集中在前30d以内。土壤分解特征曲线峰值和平衡点在土壤类型间都有显著差异,峰值大小决定于土壤碳库含量,尤其是活性碳库含量。平衡点/峰值比范围在7.62-19.90%之间。自然土壤不同植被类型下表层土壤有机碳分解速率为：黄壤灌木林>常绿阔叶林>马尾松林>毛竹林,红壤常绿阔叶针阔混交林>常绿阔叶林>马尾松林>油茶林。不同土壤类型下土壤有机碳分解速率黄壤和红壤相差不大,但显著高于黄棕壤和石灰土。不同林龄下土壤有机碳分解速率随林龄增加而增加。农业土壤不同种植类型下表层有机碳分解速率为荒草>花生>桔树,不同土壤类型下为潴育黄泥田>潜育黄泥田>淹育黄泥田>漂洗黄泥田,不同耕作年限下为未开垦>新旱地>老旱地。土壤有机碳分解产生的C02-C累积释放量为0.262～4.080g-kg-1,占总有机碳的0.96～4.58%。土壤有机碳分解速率曲线可以较好地通过乘幂模型(kc=a×tb)、指数模型和对数模型(kc=axln(-bxln(t)))来刻画。乘幂模型成功实现了根据土壤理化性质模拟得到有机碳分解动态特征,且模拟精度较高。模型参数回归方程为：a=-6.156+7.707×SOC+6.096×Cr-7.918×SON,b=-1.471+0.064xC/N。土壤C02-C累积释放量曲线可用乘幂模型(y=a×tb)和多项式模型(y=ax3+bx2+cx+d)进行拟合,多项式次数越高拟合效果越好,三次多项式已能达到很高精度。
【作者】朱凌宇；
【导师】潘剑君；
【作者基本信息】南京农业大学，土壤学，2013，硕士
【关键词】中国南方；土壤有机碳库；分解动态；模拟模型；

【参考文献】
[1]蔡奎.河北平原区土壤有机碳储量变化控制因素及趋势分析[D].石家庄经济学院,矿产普查与勘探,2012,硕士.
[2]王志强.小麦愈伤组织继代过程中的同工酶谱研究[D].河南农业大学,作物遗传育种,2004,硕士.
[3]魏玲,杨明皓.电力市场中分布式发电孤岛模式对配电公司费用的影响[J].电力系统自动化,2009,02:15-19.
[4]蔡文颖.租船人责任保险条款研究[D].大连海事大学,法学,2013,硕士.
[5]邱凯.我国刑事和解制度研究[D].吉林财经大学,法律,2014,硕士.
[6]吴习宇,余建桥,董辉,秦建.基于粗糙集理论的农业决策支持系统知识发现的研究[J].西南农业大学学报(社会科学版),2005,02:59-61.
[7]杨慧.新中式空间陈设艺术设计研究[D].山东工艺美术学院,设计艺术学,2013,硕士.
[8]陈诚.“AT”“ON”和“IN”的概念隐喻义的研究[D].扬州大学,外国语言学及应用语言学,2012,硕士.
[9]王泽松.基于2×1.7MV串列加速器的材料合成与分析研究[D].武汉大学,2014.
[10]花京华.分布式光伏系统PV阵列功率优化及预测方法研究[D].浙江工业大学,机械电子工程,2012,硕士.
[11]李燕.毛泽东早期思想的转变过程探究[J].经营管理者,2014,20:316.
[12]肖志恒.在华美资IT企业中中国员工文化研究[D].天津商业大学,外国语言学及应用语言学,2013,硕士.
[13]刘星.液压元件性能试验综合数据管理系统研究[D].中北大学,机械电子工程,2014,硕士.
[14]冯苗苗.基于相干体技术的断层识别研究[D].吉林大学,计算机应用技术,2014,硕士.
[15]王寅,傅和青,颜财彬,余荣民,夏建荣.纳米材料改性水性聚氨酯研究进展[J].化工进展,2015,02:463-469.
[16]孟醒.满族服饰元素在叙事漫画角色设计中的运用研究[D].内蒙古大学,美术学,2013,硕士.
[17]耿铭晛.速溶骨汤粉的制备[D].吉林农业大学,食品工程,2012,硕士.
[18]何芬.建筑界面和表皮的材料视觉传达研究[D].湖南大学,建筑设计及其理论,2012,硕士.
[19]闫永.钛颗粒负荷下淫羊藿苷对成骨细胞增殖、分化的影响及其机制的研究[D].苏州大学,骨外科学,2013,硕士.
[20]托娅.通过报刊阅读提高高中生英语写作能力的研究[D].内蒙古师范大学,学科教学（专业学位）,2012,硕士.
[21]李订芳,胡文超,章文.基于小波包的时间序列变点探测算法[J].控制与决策,2005,05:521-524.
[22]孟立.CCK对胃肠感觉传入功能影响的外周及中枢机理研究[D].重庆医科大学,生理学,2004,硕士.
[23]周宋.JA公司新型诊断医用B剂技术改造项目的投资评价[D].南京理工大学,工商管理,2012,硕士.
[24]赵龙.艰难梭菌毒素A对白血病细胞株K562增殖、凋亡以及对Rho GTPases和细胞骨架的影响[D].兰州大学,内科学,2013,硕士.
[25]仟佰.《地震波的特性及相关技术分析》[J].石油地球物理勘探,2009,02:157.
[26]袁诗军.论中学校园文化中的品德教育[D].湖南师范大学,教育,2004,硕士.
[27]谢湖阳.P53、E-cadherin和VEGF-C联合预测膀胱尿路上皮癌根治患者预后[D].复旦大学,肿瘤学,2012,硕士.
[28]刁秀杰.跨搜索引擎的关键字广告预算分配策略研究[D].哈尔滨工业大学,管理科学与工程,2013,硕士.
[29]石燕.声纹识别技术研究[D].南京航空航天大学,计算机软件与理论,2004,硕士.
[30]张青.山东“小三线”工业遗存调查保护研究[D].山东建筑大学,建筑设计及其理论,2013,硕士.
[31]张云鑫.SAR图像特征数据提取与SAR图像分割研究[D].电子科技大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[32]姜博.老工业基地更新中土地配置法律规制问题研究[D].郑州大学,法律,2013,硕士.
[33]邹亚丽.4-芳胺甲酰亚甲基-1,4-苯并噁嗪类化合物的合成及生物活性研究[D].湖南科技大学,化学,2013,硕士.
[34]杨诚.文化铸就建筑灵魂[D].青岛理工大学,设计学,2013,硕士.
[35]曹熙.我国竞技体操专业运动员成长风险因素与规避策略研究[D].湖南师范大学,体育教育训练学,2013,硕士.
[36]任姗.传统民居的可持续性保护与利用[D].上海大学,环境艺术设计,2014,硕士.
[37]赵元秀.漳泽水库汛期模糊划分及汛限水位的确定[D].太原理工大学,水力学及河流动力学,2004,硕士.
[38]闫亮,胡斌祥.同质化时期CRM在汽车营销企业中的应用[J].上海汽车,2005,08:18-21.
[39]陈翔.基于Android平台的CAD标准图形交换文件浏览系统[D].苏州大学,机械工程（专业学位）,2013,硕士.
[40]王钊.中国的东亚经济合作路径分析[D].外交学院,国际关系,2014,硕士.
[41]汪映,周龙保,潘克煜,杨中极.车用直喷二甲醚发动机的排放控制试验[J].农业机械学报.2006(01)
[42]陈然.大型银行风险控制系统的设计与实现[D].山东大学,软件工程（专业学位）,2012,硕士.
[43]梁姗姗,焦祺森.私募股权投资基金对中小企业的影响[J].中外企业家,2014,01:89-90.
[44]张长坤,王学生.有机聚合物整体柱在样品预处理领域的应用[J].广州化工,2015,08:6-9.
[45]张敏,冯献起,李欢军.pH诱导的形状记忆复合物[A].中国化学会.中国化学会第29届学术年会摘要集——第08分会：高分子科学[C].中国化学会:,2014:1.
[46]刘鑫.几种酸性土壤活性锰变化特征及在油菜上的反映[D].华中农业大学,植物营养学,2001,硕士.
[47]徐洁.房地产项目市场调研与定位分析研究[D].天津大学,高级工商管理,2013,硕士.
[48]曹诚.基于同义词替换的隐蔽传输系统的研究与应用[D].西安电子科技大学,计算机系统结构,2011,硕士.
[49]王子寒.IT产品研发与测试项目管理研究[D].北京交通大学,2014.
[50]龙丹丹.中国歌剧女性英雄人物的角色塑造及演唱探究[D].西南大学,音乐学,2014,硕士.