黑土团聚体有机碳分布对耕作与径流的响应
发布时间:2020-05-21 08:30
【摘要】:以东北典型黑土区未经开垦干扰的天然次生林土壤和长期机械作业的坡耕地不同坡位土壤为研究对象,探究不同粒径土壤团聚体有机碳(AOC)及其内部颗粒有机碳(iPOC)、矿物结合态有机碳(mineral-C)在垂直剖面上的变化规律,并结合耕作侵蚀-沉积速率及水蚀速率判断受侵蚀干扰的土层范围及侵蚀沉积特征。在此基础上,进一步通过模拟不同强度耕作和径流的方法,对比分析土壤团聚体组成及团聚体有机碳的变化,旨为探讨黑土有机碳周转对耕作和径流的响应差异。结果表明:1)未经开垦干扰的天然次生林土壤团聚体有机碳含量随着土层深度的增加呈现出“升高(0-25 cm)-降低(25-35 cm)-稳定(35 cm以下)的趋势;团聚体内部的各粒径颗粒有机碳随土层的变化基本也遵循同样的规律;团聚体有机碳与其内部包裹的各组分有机碳均为极显著正相关关系。2)耕地4个坡位(坡上、坡中、坡下、坡脚)土壤团聚体有机碳的变化规律并不相同:坡上和坡脚土壤团聚体有机碳含量随土层深度逐渐降低,然后稳定不变;坡中位置团聚体有机碳在0-25 cm 土层变化不明显,在25 cm以下显著降低,然后保持不变;坡下随土层深度变化不明显。包裹在不同粒级团聚体内的同粒级颗粒有机碳/矿物结合态有机碳在上层(0-25 cm)差异较大,而在下层差异较小。坡上受干扰深度为20 cm,坡中和坡下为25 cm,坡脚为35 cm。坡上位置主要受耕作侵蚀影响,流失土层厚度为20 cm,坡中与坡下受耕作侵蚀和水蚀共同作用,流失土层厚度为10 cm,坡脚位置沉积特征明显。3)随着模拟耕作强度的增加,大粒级团聚体(2 mm和1-2 mm)有机碳含量降低,粗颗粒有机碳(0.25-2 mm)浓度升高;然而,在模拟径流处理下,大粒级团聚体(2 mm和1-2 mm)团聚体有机碳含量普遍升高,但并不随着径流强度呈现规律性升高。无论在耕作还是径流处理下,1 mm团聚体所包裹的颗粒有机碳都显示出较低的稳定性;且细颗粒有机碳(0.053-0.25 mm)与团聚体有机碳显著相关,可作为指示团聚体有机碳变化的早期指标,尤其是在传统耕作管理下。综上所述,团聚体有机碳及其内部颗粒有机碳的垂直剖面分布规律印证了黑土坡耕地侵蚀-沉积特征是受耕作侵蚀与水蚀的共同影响,研究结果强调了耕作对黑土区土壤有机碳动态变化的负面影响。因此,建议该区应多地关注保护性耕作和/或免耕,因为耕作侵蚀可能是导致黑土有机质流失、土地生产力降低的主要驱动力,其对黑土质量退化的贡献可能超过水蚀。在未来的研究中,需进一步探讨耕作与水蚀交互作用对农田黑土质量的影响。
【图文】:
2研究区概况逡逑2.1气候条件逡逑选取的研宄地为黑龙江省克山县克山农场(图2-1),原为机械兵团大型机械农场。逡逑本研究区地处中高纬度,春季多风,夏季很短,,秋季霜冻早,冬季漫长、寒冷且干燥。逡逑年降水450邋mm左右。本地区气候类型为温带季风气候。降雨集中在夏季,雨量时空分逡逑布不均匀,极易发生水土流失;初霜期在9月中旬,无霜期约为120邋d,土壤在11月初逡逑至翌年6月中旬发生冻融循环,最大结冻深度可达2.5邋m。该区年平均气温0.9邋°C,有逡逑效(210邋°C)积温为2296.2邋°C;年平均风速为3.9nvs'最大风力达8级[7|’63]。逡逑125*20,0,?逦,2530’0卞逦126WTE逡逑1邋■一逡逑^逦r一^邋Study邋area逦\逦逦逡逑?;逦Keshan邋County逦」逦??逦V:③巧逡逑i邋詹邋露邋垂邋i邋?邋i邋i邋i逦、---*■逦-逦?逦i逡逑125'20H逦125'40’0乍逦125#0T0"E逡逑图2-丨研[偳
本文编号:2673997
【图文】:
2研究区概况逡逑2.1气候条件逡逑选取的研宄地为黑龙江省克山县克山农场(图2-1),原为机械兵团大型机械农场。逡逑本研究区地处中高纬度,春季多风,夏季很短,,秋季霜冻早,冬季漫长、寒冷且干燥。逡逑年降水450邋mm左右。本地区气候类型为温带季风气候。降雨集中在夏季,雨量时空分逡逑布不均匀,极易发生水土流失;初霜期在9月中旬,无霜期约为120邋d,土壤在11月初逡逑至翌年6月中旬发生冻融循环,最大结冻深度可达2.5邋m。该区年平均气温0.9邋°C,有逡逑效(210邋°C)积温为2296.2邋°C;年平均风速为3.9nvs'最大风力达8级[7|’63]。逡逑125*20,0,?逦,2530’0卞逦126WTE逡逑1邋■一逡逑^逦r一^邋Study邋area逦\逦逦逡逑?;逦Keshan邋County逦」逦??逦V:③巧逡逑i邋詹邋露邋垂邋i邋?邋i邋i邋i逦、---*■逦-逦?逦i逡逑125'20H逦125'40’0乍逦125#0T0"E逡逑图2-丨研[偳
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