热带香蕉园地土壤CO2通量变化特征及其影响因素研究

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1、．＇．参：，学校代码：６５８１１学号：２０１５２０７０５０００２分类号：Ｋ９０３—密级：无＾，ＨＡＩＮＡＮＮＪ〇（？ＭＡｌＵＮｌＶｆＲＳｉＴＹ－－．硕士学位论文热带香蕉园地土壤ＣＯ２通量变化特征及其影响因素研究作者姓名郑庆扬学科专业地理学研究方向自然地理学指导教师赵从举教授申请学位类别理学硕士提交日期２０１８年５月－、＋＼StudyontheCharacteristicsofSoilCO2FluxandItsInfluencingFactorsinTropic

2、alBananaOrchardADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ZhengQingyangSupervisor：Prof.ZhaoCongjuHainanNormalUniversityHaikou,China摘要摘要农田生态系统在自然因素与人类活动的双重作用下，其土壤呼吸的排放规律较自然生态系统更为复杂。作为地球上最重要的生态系统类型之一，农田生态系统土壤呼吸研究对全球的碳循环研究及碳收支准确评估具有非常重要的意义。然而，目前国内针对热带地区土壤呼吸研究较少

3、；海南岛是我国热带主要分布区，香蕉园是海南重要的农业生态系统类型，但香蕉园地土壤呼吸研究鲜有报道。基于此，本研究通过对海南北部澄迈县连片种植的热带香蕉园地进行为期一年的定位监测，分析行间、株间土壤CO2通量的时间变化特征，探讨行间、株间土壤CO2通量与各环境因子之间的关系，阐明农业活动对香蕉园地土壤CO2通量变化的影响，弥补热带农田生态系统土壤呼吸研究之不足，为热带农田态系统的源/汇评估与农业温室气体减排对策制定提供科学依据。主要研究结果如下：（1）香蕉园地行间、株间土壤CO2通量日变化均呈昼高夜低的单峰曲线；同一时间，株间土壤

4、CO2通量始终高于行间，株间的最大值出现时间较行间晚（1.5h）。月尺度上，行间、株间各月土壤CO2通量日均值雨季高于旱季，株间高于行间；其中，行间各月日均值为1.17~2.19μmol·m-2·s-1，最大值约为最小值的2倍，最大值出现在11月，最小值出现在2月；株间各月日均值为2.02~5.96μmol·m-2·s-1，最大值出现在10月，最小值出现在2月，最大值约为最小值的3倍。（2）香蕉园地行间、株间5cm深处土壤温度与大气温度的日变化趋势均呈单峰曲线；白天大气温度较5cm深处土壤温度高，而夜晚低；大气温度日变化幅度大于

5、5cm深处土壤温度。香蕉园地行、株间土壤温度与大气温度的月均温具有相似的变化规律，从11月开始降低，到翌年1月出现最低值，然后从2月开始逐渐升高，在9月出现最大值后开始降低。雨季株间5cm深处土壤温度与大气温度之间存在显著性差异，而行间5cm深处土壤温度与大气温度之间不存在显著差异；旱季行间、株间5cm深处土壤温度与大气温度之间均不存在显著差异。行间土壤水分旱季日变化幅度小于雨季日变化幅度，株间土壤水分旱季日变化幅度与雨季差异不明显。行间、株间土壤水分日均值在月尺度上变化趋势大致相同，行间土壤水分变化为24.6%~47.7%，株

6、间土壤水分变化为14.6%~46%。I海南师范大学硕士学位论文（3）日尺度上，香蕉园地行间土壤CO2通量与土壤温度、大气温度、土壤水分存在极显著正相关关系（p<0.01）；株间土壤CO2通量与土壤温度、大气温度存在极显著正相关关系（p<0.01），与土壤水分相关性不显著（p>0.05）。土壤温度、大气温度和土壤水分三者交互作用对土壤CO2通量的影响最强，其次为土壤温度和土壤水分的交互作用，最小为大气温度和土壤水分的交互作用。月尺度上，行间土壤CO2通量与土壤温度之间呈显著相关（p<0.05），而株间相关性不显著（p>0.05）；

7、行间、株间土壤CO2通量与大气温度、土壤水分之间的相关性均未达到显著水平。（4）施肥可增加土壤CO2通量，而且随着施用量增加，土壤CO2通量增加幅度更大。对照点土壤CO-2-12通量变化较稳定（1.2~1.37μmol·m·s），等量模拟降水、0.5倍标准施肥量、标准施肥量与2倍标准施肥量实验点的土壤CO2通量在实验周期内最大值增幅分别约为：1.5倍、2.5倍、4倍、与7倍。（5）行间、株间土壤有机碳含量分布特征表现为随着土层深度增加而下降；行间、株间0~30cm土层有机碳含量时间变化趋势大致相同，均为4月至8月逐渐降低后，在9

8、月略微回升。行间土壤CO2通量与有机碳含量的相关性不显著（p>0.05），株间土壤CO22通量与有机碳含量呈显著指数负相关（R=0.6567，p<0.05），株间土壤CO2通量随着土壤有机碳含量的降低而不断升高。（6）株间土壤CO2通量与香蕉株高之间存在极显著正