中国西南喀斯特关键带土壤有机碳分布特征及其控制机理

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1、分类号密级中国地质大学（北京）硕士学位论文中国西南喀斯特关键带土壤有机碳分布特征及其控制机理学号：2005150041研究生：柳满专业：水文地质学研究方向：水文地球化学指导教师：韩贵琳教授二〇一八年五月ADissertationSubmittedtoChinaUniversityofGeosciencesforMasterDegreeTheDistributionandControlFactorsofSoilOrganicCarbonintheKarstCriticalZoneofSouthwestChinaMasterCandidate:ManLiuMajor:Hydr

2、ogeologyStudyOrientation:HydrogeochemistryDissertationSupervisor:Prof.GuilinHanChinaUniversityofGeosciences(Beijing)2声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得中国地质大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权

3、的说明本人完全了解中国地质大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。□公开□保密（____年）(保密的论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：3摘要土壤有机碳库是全球碳循环的关键碳库，土壤有机碳（SOC）的固定是减少土壤碳排放、缓解全球变暖的关键途径。土壤碳、氮营养元素循环影响土壤的理化性质和土壤生产力，是中国西南喀斯特生态恢复的重要限制因素。本论文选择贵州省普定县的陈旗小流域作为喀斯特关键带的研究对象，研究土地利用方式和坡位因素对土壤结构和

4、土壤有机碳、氮固定的影响，构建土壤结构和土壤有机碳固定之间的量化关系，寻找喀斯特生态恢复阶段的指示因子，辨析土壤团聚体固定碳的稳定碳同位素在指示C3和C4植物组成和土壤有机质分解速率中的作用。取得的主要认识和结论为：（1）土壤大团聚体比例、SOC含量、土壤有机氮含量和土壤有机质的C/N值呈现按次生林、灌木丛、废弃果园、草地、耕地依次降低的变化规律，弃耕地在土壤团聚体分布、SOC含量和土壤有机氮含量方面表现出与自然地块相同的物理和地球化学特征，说明喀斯特土壤得到一定程度的恢复。（2）推测耕地恢复按照耕地、弃耕地、草地、灌木丛、次生林的梯度演变，并且耕地恢复过程中土壤大团聚体

5、比例、SOC含量，土壤有机氮含量以及土壤有机质的C/N值呈现升高的趋势。土壤大团聚体比例和SOC含量有可能被当作喀斯特生态恢复阶段的指示因子。（3）土壤结构和土壤有机碳固定之间的量化关系表明，土壤大团聚体的固碳能力极有可能对土壤有机碳的固定起主导作用。13C（4）植被组成的变化对土壤微团聚体δSOC值影响更大；在主要C3植物覆盖下不同13C粒级土壤团聚体SOC含量的自然对数值与其δSOC值呈现反比的关系，且拟合直线的斜角在不同粒级团聚体中呈现：大团聚体>微团聚体>粘粉粒级，指示出各粒级土壤团聚体固定碳的分解速率依次降低。关键词：喀斯特关键带，陈旗小流域，土壤有机碳固定，稳

6、定碳同位素，土壤团聚体4TheDistributionandControlFactorsofSoilOrganicCarbonintheKarstCriticalZoneofSouthwestChinaAbstractSoilorganiccarbonpoolisacriticalpartoftheglobalcarboncycle.Soilorganiccarbon(SOC)sequestrationisakeywaytoreducesoilcarbonemissionandmitigateglobalwarming.Soilcarbonandnitrogennutri

7、entcyclingaffectthephysicochemicalpropertiesandproductivityofsoil,asanimportantfactorlimitingtheecologicalrestorationinthekarstregionofSouthwestChina.TheChenqicatchmentinPudingcountyofGuizhouprovincewasselectedasthestudyareaofthekarstcriticalzone.Theeffectsoflanduse