土壤CO2排放規(guī)律及還田秸稈碳釋放特性的研究.pdf

1、土壤CO2排放是全球碳循環(huán)的重要環(huán)節(jié)，是全球氣候變化的關(guān)鍵過(guò)程。秸稈還田對(duì)減少秸稈焚燒產(chǎn)生的環(huán)境污染有重要的作用，同時(shí)秸稈腐解后釋放的營(yíng)養(yǎng)元素對(duì)于培肥地力也有很大的幫助。為了研究不同有機(jī)質(zhì)土壤CO2的排放規(guī)律及秸稈腐解對(duì)土壤有機(jī)質(zhì)的影響，在松嫩平原中部氣候條件下，設(shè)置了6個(gè)不同有機(jī)質(zhì)含量土壤處理，采用靜態(tài)箱法測(cè)定土壤CO2排放規(guī)律，于2013和2014兩年連續(xù)實(shí)施試驗(yàn)，探討土壤CO2排放通量的季節(jié)變化和日變化以及土壤溫度、土壤水分對(duì)土壤

2、CO2排放的影響，同時(shí)設(shè)立4個(gè)秸稈腐解處理研究秸稈腐解當(dāng)年及多年的腐解規(guī)律，分析秸稈腐解對(duì)土壤碳素和有機(jī)質(zhì)含量的影響。結(jié)果表明:
　　供試的不同有機(jī)質(zhì)土壤CO2排放通量呈現(xiàn)明顯的季節(jié)變化規(guī)律，均為春季到夏季上升，夏季維持較高水平，秋季到冬季下降的變化趨勢(shì)。各處理土壤CO2排放最大通量的兩年均值大小順序?yàn)? S5＞S4＞S6＞S2＞S3＞S1;平均通量?jī)赡昃荡笮№樞驗(yàn)? S5＞S3＞S4＞S6＞S2＞S1，高有機(jī)質(zhì)處理CO2排放通

3、量明顯高于低有機(jī)質(zhì)處理。
　　供試的不同有機(jī)質(zhì)土壤CO2排放通量日變化趨勢(shì)相似，都呈單峰曲線變化。除了S1、S6處理峰值出現(xiàn)在10時(shí)，其它處理峰值均出現(xiàn)在12時(shí)，12時(shí)以后土壤CO2排放通量開(kāi)始降低，0時(shí)以后土壤CO2排放通量有所升高。
　　供試的不同有機(jī)質(zhì)土壤CO2排放通量與土壤溫度之間存在明顯的相關(guān)關(guān)系。土壤CO2排放通量與土壤溫度之間的關(guān)系用線性方程、二次方程和指數(shù)方程均可擬合，其中指數(shù)方程的R2值要明顯比線性方程和二

4、次方程的值更優(yōu)，這說(shuō)明了指數(shù)方程相比與線性方程和二次方程可以更好地描述土壤CO2排放通量和土壤溫度之間的關(guān)系。從本試驗(yàn)得到的方程可以看出5cm土層溫度與土壤CO2排放通量相關(guān)性較差，而20cm土層溫度與土壤CO2排放通量之間的相關(guān)性較好。本試驗(yàn)條件下土壤呼吸溫度敏感性系數(shù)Q10值范圍為1.70～3.39，Q10值在不同土層之間的表現(xiàn)為20cm土層＞15cm土層＞10cm土層＞5cm土層。
　　供試的不同有機(jī)質(zhì)含量土壤CO2排放通量

5、和土壤體積含水率之間相關(guān)性較差。應(yīng)用線性方程、二次方程和指數(shù)方程均不能很好地解釋土壤CO2排放通量和土壤體積含水率之間的關(guān)系。
　　供試的不同有機(jī)質(zhì)土壤CO2排放最大通量、平均通量和排放總量隨著土壤有機(jī)質(zhì)含量的提高呈單峰曲線變化，用二次方程擬合效果良好。2013年土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤CO2排放最大通量擬合方程為y=-0.064x2+8.197x+241.464，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤CO2排放平均通量擬合方程為y=-0.026x2+

6、3.212x+93.823，2014年土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤CO2排放最大通量擬合方程為y=-0.039x2+5.219x+242.980，土壤有機(jī)質(zhì)含量與土壤CO2排放最大通量擬合方程為y=-0.023x2+2.773x+100.958。在土壤有機(jī)質(zhì)含量64.04-66.91g·kg-1范圍內(nèi)，土壤CO2排放最大通量出現(xiàn)最大值，在土壤有機(jī)質(zhì)含量60.28-61.77 g·kg-1范圍內(nèi)，土壤CO2排放平均通量出現(xiàn)最大值。土壤有機(jī)質(zhì)含量與

7、土壤CO2排放總量擬合方程為y=-1.348x2+161.192x+5089.924，當(dāng)土壤有機(jī)質(zhì)含量為59.79 g·kg-1時(shí)，土壤CO2排放總量最大。
　　秸稈腐解當(dāng)年，在開(kāi)始的幾個(gè)月碳釋放速度較快，之后速度開(kāi)始減緩，插入壟體處理的秸稈碳素釋放速度比地表覆蓋處理的釋放速度更為迅速。經(jīng)過(guò)1年，大豆秸稈插入壟體和地表覆蓋處理的秸稈碳素釋放速率分別在62.02％-66.43％和51.10％-58.31％范圍內(nèi);玉米秸稈插入壟體和地