四川农业大学本科毕业论文设计

1四川农业大学本科毕业论文（设计）开题报告毕业论文（设计）题目紫色土不同利用方式土壤活性有机碳分布特征选题类型课题来源学院专业指导教师职称姓名年级2008学号开题报告（立题依据、研究的主要内容及预期目标、研究方案、论文进度安排、主要参考文献）1立题依据1.1研究的目的和意义土壤活性有机碳是指在一定时空条件下受植物、微生物影响强烈、具有一定溶解性，且在土壤中移动较快、不稳定、易氧化、易分解、易矿化，其形态对植物和微生物有较高活性的那部分土壤碳素。国内外相关研究中描述这一部分碳素的术语很多，如可矿化碳、微生物量碳、水溶性有机碳、易氧化碳等（沈宏等，1999）。土壤活性有机碳占土壤有机碳含量的比例很小，但它能够在土壤全碳变化之前反映因管理措施等人为活动所引起的土壤的微小变化，又直接参与土壤生物化学转化过程（Blair等，1995），同时，也是土壤微生物活动能源和土壤养分的驱动力.土壤活性有机碳能显著影响土壤化学物质的溶解、吸附、解吸、吸收、迁移乃至生物毒性等行为，对营养元素的地球生物化学循环过程、土壤中污染物的迁移过程等有着重要的作用（柳敏等，2006）。因此，它对土壤肥力保持、养分供应、土壤碳收支以及全球变化具有重要意义。紫色土是我国重要土壤类型之一，四川盆地低山丘陵区是紫色土集中分布区,同时又是我国人口和耕地矛盾最突出的地区之一。紫色土具有风化成土作用快、矿物组成复杂、矿质养分丰富、耕性和生产性好、自然肥力高等特点,是一种宝贵的农业土壤资源。由于紫色土多分布在山地丘陵区、下渗及抗蚀性差、人类活动强度大等原因,使紫色分布的低山丘陵区成为我国严重水土流失区之一。据资料显示,我国紫色土的侵蚀面积已占紫色土总面积的48.8%。其侵蚀面积之广和侵蚀强度之大，仅次于我国北方的黄土(何毓蓉等，2003)。有关紫色土研究大多集中在紫色土侵蚀机理、侵蚀过程、土壤抗蚀性、不同土地利用方式的产流产沙、土壤养分流失特征及预测预报模型等方面，而对紫色土不同利用方式下土壤活性有机碳的分布研究较少。本文对不同利用方式下土壤活性有机碳分布特征研究，希望探明不同土地利用方式对紫色土区土壤活性有机碳的分布影响，对进一步揭示土壤活性有机碳流失与生态过程的联系,并提出相应的调控措施提高水土保持功能，降低土壤碳排放，对科学地利用和保护有限2的土壤资源,提高土地生产力,减缓温室气体排放提供科学依据。1.2国内外研究现状土地利用方式变化可以影响植被凋落物和残余量（王清奎等2005），影响土壤微生物的活动，这些都会引起养分在土壤系统中的再分配。合理的土地利用方式可以改善土壤结构，增强土壤对外界环境变化的抵抗力，相反，不合理的土地利用方式导致土壤质量下降。不同的土地经营和管理措施，不仅会直接导致自然植被发生相应的变化，同时还深刻地影响着生态系统的物质循环。土壤有机碳主要集中分布在0-30cm的土层，所以容易受到土壤侵蚀和人为干扰的影响。土地退化尤其侵蚀会加剧土壤碳的损耗。然而退耕还林还草、恢复退化地会增加土壤碳含量，提高农业的生产力和持续性。Blair等（1995）认为土壤碳库容量是很重要的因子，其变化主要发生在易氧化碳库里。Biederbeck等（1995）通过动力学研究指出，土壤有机质的短暂波动主要发生在易氧化、分解部分，并选择易氧化碳、可矿化碳及微生物量碳作为土壤活性有机碳的指示因子。Yeates（1998）和Saggar（1999）认为土壤有机碳是土壤质量评价和监测的核心，其质量和数量影响着土壤的物理、化学和生物特征及其过程，影响和控制着植物初级生产量，是土壤质量评价和土地可持续利用管理中必须考虑的重要指标。Chapman等（2001）在植被覆盖对灰土中可溶性有机碳(DOC)和氮(DON)影响试验结果发现，有植被覆盖的土柱淋洗产生的DOC是无植被土柱的2.5-4倍。另外，植被的种类不同，有机质的输入量及质量不同，也会影响土壤DOC含量。FredWorrall等（1995）发现土地管理的改变会导致DOC浓度的上升，排水的泥炭地水位降低，使氧气进入土壤中，促进DOC的产生。近几年，我国对土壤活性有机碳的研究逐渐增多，主要集中在其各组分的相互关系、不同土地利用方式及不同植被下土壤中活性有机碳的差异等。耿玉清等（2009）研究结果表明:随土层深度增加,土壤总有机碳含量、土壤易氧化碳含量和土壤颗粒有机碳含量逐渐递减。徐侠等（2008）对武夷山不同海拔土壤活性有机碳的研究也得出同样结论。吴建国等（2004）应用KMNO4氧化法对六盘山林区几种土地利用方式下土壤活性有机碳的测定结果表明:农田和草地土壤活性有机碳含量比天然次生林分别低60%和36%，差异主要在O-70cm土层;人工林比农田和草地分别高129%和29%，差异主要在O-50cm土层，且土壤活性有机碳含量和分配比例随土层加深而递减。王清奎等（2006）发现杉木纯林土壤微生物量碳、可溶性有机碳、自由态和闭锁态轻组有机碳含量均显著低于阔叶林土壤(P＜0.05)。李月梅等（2007）对农田和一年生人工草地作为研究对象，研究了高寒草甸不同土地利用方式下植物-土壤系统固定的有机碳量的变化，结果表明随着高寒草甸土地利用方式改变，植物群落碳素固定量也随之减小，其序列由高到低依次为:高寒草甸人工草地农田。姜培坤（2005）采样分析常绿阔叶林、马尾松林和人工杉木林不同层次土壤的活性有机碳含量。结果表明:常绿阔叶林土壤微生物量碳和易氧化态碳含量高于马尾松与杉木林土壤,杉木林土壤水溶性碳含量相对较低。从不同层次3看,土壤微生物量碳、易氧化态碳含量均随着土层深度加深而递减。不同土壤水溶性有机碳占总有机碳比率随剖面从上到下均表明出上升趋势,而易氧化态碳占总有机碳比率随剖面加深有规律地下降。徐秋芳等（2004）研究发现,土壤水溶性有机碳含量毛竹林显著高于杉木林,极显著高于马尾松林,阔叶林和杉木林也显著高于马尾松林。也有不少对土地利用转变对土壤活性有机碳的影响。姜培坤等（2003）研究得出,雷竹林地增温覆盖措施增加了土壤活性有机碳的量,其连续覆盖5年的比覆盖1年的土壤活性碳含量增加了1倍。毛艳玲等（2008）对福建省建瓯市山地红壤的园地(茶园、桔园)、林地(杉木、木荷、封育)不同土层(0-10cm、10-20cm)土壤活性有机碳(轻组有机碳、可溶性有机碳、微生物量碳)含量进行研究。结果表明：亚热带山地红壤内林地转变为园地会导致土壤活性有机碳含量大幅度下降,活性有机碳比土壤总有机碳对土地利用变化更为敏感。张剑等（2009）通过对湖南省会同县地区不同季节地带性常绿阔叶林、杉木纯林、火力楠纯林以及杉木火力楠混交林土壤各活性有机碳的含量测定,分析了森林植被对土壤活性碳库及其季节变化的影响。结果表明,常绿阔叶林转变为人工林后,土壤活性有机碳含量明显降低;与杉木纯林相比,火力楠与杉木混交可提高土壤活性有机碳含量,但只有土壤水溶性有机碳含量显著提高。目前有关紫色土不同利用方式土壤活性有机碳分布特征研究还很少，主要集中在土地利用方式对土壤碳库的影响方面。郑杰炳等(2008)研究了紫色土丘陵区林地、撂荒地、水田、旱地土壤剖面(0～40cm)有机碳变化特征，结果表明，有机碳随土层深度增加而逐渐减小，且林地、撂荒地有机碳递减幅度高于水田、旱地。黄雪夏等(2007)分析了不同的耕作、轮作和施肥处理的14年28茬的紫色土有机碳与颗粒态有机碳含量在土壤及不同深度分布特点，表明长期垄作免耕并实行水稻油菜轮作的利用方式下，0～10cm土层土壤有机碳与颗粒态有机碳含量明显高于其他利用方式下，而稻油水旱轮作平作利用方式下最低。于占源等(2004)采用时空代换法,研究了福建宁化严重退化紫色土人工林土壤碳库与碳吸存能力,结果表明,随着恢复程度的提高,生态系统的碳吸存能力逐渐增加。赵晓莅(2008)以四川遂宁水土保持试验站内的解家湾小流域17年的降雨、被覆率、径流泥沙观测资料为基础，分析发现在水力侵蚀条件下，紫色土土壤有机碳的流失随着坡度的增加而逐渐增加；横坡等高加档沟垄对土壤有机碳流失的贡献比斜坡耕作要小，比传统的习惯性顺坡沟垄耕作更小，而土地深翻后休闲裸露则最易引发土壤有机碳的流失；植被覆盖度对紫色土区土壤有机碳流失呈负向影响，即随着植被覆盖度的逐渐增大，土壤有机碳的流失量减少、流失程度减轻。而对紫色土不同利用方式下土壤活性有机碳的分布研究较少，开展不同利用方式下土壤活性有机碳分布特征研究具有重要意义。2研究的主要内容及预期目标2.1研究区概况4试验区位于四川农业大学林学院教学实习林场，海拔高度为620-700m，该区云雾多，日照时数少，雨量充沛，空气相对湿度大。平均气温25.3℃，七月平均温度为25.3℃，一月平均气温为6.1℃，极端最高温为37.7℃，极端最低温为-1℃，年降雨量为1774.3mm，年蒸发量为1011.2mm,年均相对湿度为79%，年均日照数为1039.6h，年均无霜期为304d，多年平均大于10℃积温为5231.0℃，为亚热带湿润气候。土壤为中壤质和重壤质酸性、微酸性紫色土和黄壤。2.2研究的主要内容（1）紫色土不同利用方式土壤活性有机碳分布特征（2）紫色土不用利用方式土壤活性有机碳相关性分析2.3研究方案2.3.1样地的选择及样品采集在每个实验样地选取5m×5m的样地，在样地内采用S形布点挖土壤剖面5个,0-10cm,10-20cm,20-30cm分层取样,并做好标记。2.3.2样品处理及分析土壤样品带回实验室后自然状态下风干、去杂,过2mm筛供土壤易氧化有机碳分析。Blair等指出活性有机碳是土壤中易氧化分解的有机碳,因此,将将易氧化碳作为土壤活性有机碳的指示因子，活性有机碳等同于易氧化有机碳。采用高锰酸钾氧化法。具体过程是称取含15一30mgC土壤样品在塑料离心管中，加入333mmol/L浓度KMNO425ml，然后将离心管放入振荡床，以12rpm振荡1小时后，以4000rpm的速度离心5分钟。吸取1mL上清液，以1:250的稀释倍数加入去离子水，然后在分光光度计上以565nm的波长测定。高锰酸钾浓度每减少1mmol代表碳减少量为9mg，然后计算易氧化碳含量，即土壤活性有机碳的含量。2.3.3数据处理用EXCEL图表处理软件和SPSS统计分析软件进行数据处理分析。2.4研究的预期目标通过对华西雨屏区七种不同土地利用方式（香樟林、混交林（香樟和柳杉）、竹林、果园、水杉、柳杉、农耕）下0-30cm土层活性有机碳的垂直分布特征研究，及土壤活性有机碳相关性分析，希望探明不同土地利用方式对紫色土区土壤活性有机碳的分布影响，对进一步揭示土壤活性有机碳流失与生态过程的联系,特别是人类干扰生态系统内土壤活性有机碳流失对生态系统的影响；并提出相应的调控措施提高水土保持功能，降低土壤碳排放，对科学地利用和保护有限的土壤资源,提高土地生产力,减缓温室气体排放提供科学依据。3设计项目（论文）进度安排2011年3月～2011年4月毕业设计（论文）题目的确定及相关资料查询2011年4月～2011年4月毕业设计（论文）开题报告的撰写及开题52011年5月～2011年8月毕业设计（论文）实验2011年8月～2011年10月毕业设计（论文）数据处理2011年10月～2011年12月毕业设计（论文）撰写2011年12月～2012年1月毕业设计（论文）答辩参考文献[1]沈宏，曹志洪，胡正义.土壤活性有机碳的表征及其生态效应[J].生态学杂志，1999，18(3):32一38.[2]BlairGJ，LefroyRD.SoilCarbonFractionBasdedonTheirDegreeofOxidation，andtheDevelopmentsofACarthonManagementIndexforAgriculturalSystems[J].AustralianJournalofAghculturalReseareh，1995，46(7):1459-1466.[3]柳敏，宇万太，姜子绍，马强.土壤活性有机碳[J].生态学杂志，2006，25(ll):1412-1417.[4]