基于Metaanalysis和Century模型的中国旱地SOC变化速率估算研究

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1、密级：中国科学院大学UniversityofChineseAcademyofSciences硕士学位论文二。一三年五月By【KangTian】ADissertation／ThesisSubmittedtoTheUniversityofChineseAcademyofSciencesInpartialfulfillmentoftherequirementForthedegreeofMasterofAgronomyDirectedbyAssociateProf．Dr．YongcunZhaoInstituteofSoilScience，ChineseAcademyofSciencesMa

2、y,2013Ⅲ7帅4㈣9¨¨¨n■■●Ⅲ3㈣4㈣Z洲Y关于学位论文使用权声明任何收存和保管本论文各种版本的单位和个人，未经著作权人授权，不得将本论文转借他人并复印、抄录、拍照、或以任何方式传播。否则，引起有碍著作权人著作权益之问题，将可能承担法律责任。关于学位论文使用授权的说明本人完全了解中国科学院南京土壤研究所有关保存、使用学位论文的规定，即：中国科学院南京土壤研究所有权保留学位论文的副本，允许该论文被查阅；中国科学院南京土壤研究所可以公布该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该论文。(涉密的学位论文在解密后应遵守此规定)签名：导师签名：日期：关于学位论文原

3、创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师指导下，独立进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人享有著作权的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均己在文中以明确方式标明。签名：导师签名：日期：本研究受：中国科学院战略性先导科技专项一应对气候变化的碳收支认证及相关问题(XDA05050509)和中国科学院知识创新工程重要方向项目(KZCX2一EW-QN404)Acknowledgement：资助!Wegratefullyacknowledgedjointsupportforthisresearchfr

4、omtheStrategicPriorityResearchProgramofChineseAcademyofSciences--ClimateChange：CarbonBudgetandRelevantIssues(XDA05050509)andKnowledgeInnovationProgramofChineseAcademyofSciences(KZCX2-EW-QN404)．摘要农田土壤拥有相当可观的固碳能力而在全球碳循环中具有难以取代的地位。与自然土壤相比，农田土壤碳库尤其是表层碳库在全球碳库中最活跃、最易受人类活动的影响，同时又可以在较短的时间尺度上进行人为调节，因此，

5、明确农田土壤碳库的时空变化特征及不同农业管理措施对碳库变化的潜在影响对于稳定和提高土壤肥力及作物产量、实现农田土壤固碳具有重要的意义。针对目前农田土壤有机碳(SOC)变化研究大多集中在单个试验点尺度且研究方法相对单一等问题，本研究通过系统搜集我国旱地农田长期试验点文献数据、SOC区域变化文献数据及全国二次土壤普查数据，采用Meta．analysis方法定量分析了我国旱地农田不同农业管理措施下SOC变化速率及近30年SOC的变化规律和区域特征。同时，基于SOC区域变化文献数据所覆盖县的土壤、气象、作物、轮作及逐年施肥统计年鉴等数据，采用Century模型模拟方法估算了我国旱地SOC近

6、30年的平均变化速率，并与Meta．analysis估算的结果进行了对比分析，主要研究结论如下：1、与传统耕作(CT)相比，传统耕作+秸秆还田(CTS)、免耕(NT)和免耕+秸秆还田(NTS)三种保护性耕作均能显著提高SOC含量，SOC增速分别为NTS(0．52gkg。1a。1>NT(0．35gkg。1a_1)>CTS(0．22gkg‘1a。1)。三种保护性耕作-FT／(msoc增速约为旱地的1．9倍；一年一熟制下soc增加速率小于一年两熟，并且南方地区增速最高，东北地区增速最小。三种保护性耕作下soc积累与否及其幅度并不完全取决于初始soc含量；短期试验(≤5a)SOC增加速率是

7、长期试验(>5a)的1．75倍，如果仅采用短期试验结果可能高估保护性耕作的固碳潜力。2、不同施肥措施均能显著提高旱地SOC含量，但SOC含量增加的幅度不同；氮磷钾肥配施有机肥处理(NPKM)下SOC增速最快(0．389kg。a’1)，单施磷肥(P)处理最慢(0．0329kg。a。1)；投入有机肥的处理和有秸秆还田(S、NPS和NPKS)的处理下SOC增速远大于仅施无机肥处理；其固碳效果总体表现为有机肥>秸秆还田>无机肥。不同施肥措施下我国旱地的SOC固定效应存在一定的