淹水稻田土壤甲烷排放对添加外源有机碳的响应及机制

【摘要】：摘要：论文采用室内培养方法,以外源有机碳直接淹水为参照,研究模拟稻田土壤淹水条件下添加外源有机碳(猪粪、鸡粪和稻草)的CH4排放差异,并利用高锰酸钾氧化法进行易氧化有机碳分组,研究其CH4排放与易氧化有机碳组分之间的动态相关性,旨在明确添加外源有机碳对稻田土壤CH4排放的影响及其机制。主要研究结果如下： (1)外源有机碳加土淹水培养显著增加CH4排放量。其中,土+稻草处理CH4排放总量比土+鸡粪和土+猪粪处理分别增加了60.70%(P0.01)和86.97%(P0.01),各处理CH4排放主要集中在培养的前31天。 (2)单纯3种外源有机碳以CH4形式排放的碳量占其总有机碳量的比例(CH4排放系数)为1.23%-3.75%,土壤单独淹水的CH4排放系数更小,仅为0.09%。 (3)添加外源有机碳后,土壤Eh与CH4排放呈负相关,土壤温度与CH4排放呈极显著的正相关关系,土壤pH值的变化对CH4排放的影响不显著。 (4)稻田土壤氧化态有机碳中,仅AOC3.33和AOC16.7-3.33在大部分监测时间点表现为显著或极显著相关,且分别于CH4排放通量关联性密切。对CH4排放通量和其影响因素之间进行逐步回归表明,土壤温度和易氧化有机碳AOC3.33是影响CH4排放通量的主要因素,其中AOC3.33对CH4排放的直接正向作用最强。 (5)总体结论：外源有机碳显著促进稻田土壤CH4排放,易氧化有机碳中的AOC3.33有机碳在淹水还原条件下的分解转化是影响CH4排放的关键,外源有机碳中AOC3.33含量可作为指示CH4排放的特征指标。图11幅,表14个,参考文献123篇 【关键词】：甲烷 土壤 外源有机碳 易氧化有机碳 淹水培养
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：S154.1
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-7
• 目录7-9
• 1 绪论9-15
• 1.1 研究目的与意义9-10
• 1.1.1 减少温室气体排放、增加碳汇是减缓气候变化的首要途径9
• 1.1.2 寻求有效的、兼顾水稻高产的减排增汇措施具有重要的现实意义9-10
• 1.1.3 研究影响稻田甲烷排放的外源有机碳特征是减排甲烷的需要10
• 1.2 国内外研究进展10-13
• 1.2.1 外源有机碳与甲烷排放10-11
• 1.2.2 外源碳施入土壤后的土壤有机碳转化规律11-12
• 1.2.3 土壤有机碳组分与甲烷排放12-13
• 1.3 研究设想13-15
• 1.3.1 科学问题提出13
• 1.3.2 研究目标13
• 1.3.3 技术路线13-15
• 2 材料与方法15-19
• 2.1 供试材料15
• 2.2 试验设计15-19
• 2.2.1 试验处理15-16
• 2.2.2 气体、土样和有机碳的采集16-17
• 2.2.3 测定指标及方法17-18
• 2.2.4 数据处理与统计分析18-19
• 3 外源有机碳淹水培养的甲烷排放动态规律研究19-26
• 3.1 外源有机碳淹水培养的CH_4排放通量19-20
• 3.1.1 外源有机碳淹水培养的CH_4排放通量动态19-20
• 3.1.2 外源有机碳加土淹水培养的CH_4排放通量动态20
• 3.2 不同培养时间的CH_4累计排放量20-21
• 3.2.1 外源有机碳直接淹水培养20
• 3.2.2 外源有机碳加土淹水培养20-21
• 3.3 外源有机碳的CH_4排放系数21-22
• 3.4 讨论22-25
• 3.4.1 外源有机碳淹水培养的CH_4排放22-23
• 3.4.2 外源有机碳不同培养条件下CH_4集中排放的时间23-24
• 3.4.3 稻田掩水培养下土壤和外源有机碳的CH4排放系数24-25
• 3.5 小结25-26
• 4 外源有机碳淹水培养下易氧化有机碳动态及其与甲烷排放关系研究26-34
• 4.1 外源碳淹水培养下基质中易氧化有机碳动态特征26-29
• 4.1.1 外源有机碳直接淹水培养下易氧化有机碳动态特征26-28
• 4.1.2 外源有机碳加土淹水培养下易氧化有机碳动态特征28-29
• 4.2 淹水培养下易氧化有机碳组分含量之间的关系分析29-30
• 4.3 淹水培养下易氧化有机碳组分与CH_4排放量的关系分析30-31
• 4.3.1 直接淹水培养下易氧化有机碳组分与CH_4排放通量的关系30-31
• 4.3.2 加土淹水培养下土壤易氧化有机碳组分与CH_4排放量的关系31
• 4.4 讨论31-33
• 4.4.1 淹水条件下土壤或培养基质中易氧化有机碳与CH_4排放31-32
• 4.4.2 外源有机碳淹水条件下基质中易氧化有机碳之间相互转化关系32-33
• 4.5 小结33-34
• 5 外源有机碳淹水培养下环境因素对甲烷排放的影响34-40
• 5.1 外源碳直接淹水培养下环境因素与CH_4排放通量的关系34-36
• 5.1.1 pH34-35
• 5.1.2 Eh35-36
• 5.1.3 温度36
• 5.2 外源有机碳加土淹水培养下环境因素与CH_4排放通量的关系36-38
• 5.2.1 pH36-37
• 5.2.2 Eh37
• 5.2.3 温度37-38
• 5.3 讨论38-39
• 5.4 小结39-40
• 6 外源有机碳淹水培养下影响甲烷排放的多因素通径分析40-44
• 6.1 外源碳直接淹水培养下CH_4排放通量与影响因素间的通径分析40-41
• 6.2 外源碳加土淹水培养下CH_4排放通量与影响因素间的通径分析41-43
• 6.2.1 加土淹水培养逐步回归方程的建立41-42
• 6.2.2 高峰期CH_4排放通量及其影响因素间的相关系数和通径系数42-43
• 6.3 小结43-44
• 7 主要结论及研究展望44-46
• 7.1 主要结论44
• 7.2 创新点44
• 7.3 本研究中待解决的问题44-45
• 7.4 研究展望45-46
• 参考文献46-55
• 攻读学位期间的主要研究成果目录55-56
• 致谢56

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