煤礦區(qū)重構(gòu)土壤有機(jī)碳變化及土壤呼吸特征

目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 煤礦區(qū)重構(gòu)土壤 1
1.1.1 重構(gòu)土壤 1
1.1.2 煤矸石充填重構(gòu)土壤 4
1.2 土壤有機(jī)碳庫 7
1.2.1 土壤有機(jī)碳 7
1.2.2 土壤腐殖質(zhì) 11
1.2.3 區(qū)域碳足跡和碳承載力 15
1.3 土壤呼吸 20
1.3.1 土壤呼吸的概念 20
1.3.2 土壤呼吸的環(huán)境影響因子 21
1.3.3 土壤呼吸的動(dòng)態(tài)變化 23
1.3.4 根系呼吸及其關(guān)鍵影響因子 24
第2章 土壤重構(gòu)基質(zhì)（煤矸石）特征 28
2.1 煤矸石理化性質(zhì) 28
2.1.1 外觀特征描述 28
2.1.2 顆粒與巖性 29
2.1.3 煤矸石礦物成分特征 32
2.1.4 主要化學(xué)成分特征 34
2.2 煤矸石水力學(xué)特征 36
2.2.1 煤矸石水分特征參數(shù) 36
2.2.2 煤矸石層水分豎直上移特征 39
2.3 煤矸石導(dǎo)氣率性質(zhì) 43
2.3.1 煤矸石導(dǎo)氣率 43
2.3.2 煤矸石組分對(duì)其導(dǎo)氣率的影響 44
2.4 煤矸石熱擴(kuò)散系數(shù) 47
2.5 本章小結(jié) 48
第3章 重構(gòu)土壤含水量、溫度與CO2氣體濃度剖面變化 49
3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 49
3.1.1 重構(gòu)土壤水氣熱耦合運(yùn)移室內(nèi)模擬系統(tǒng) 49
3.1.2 現(xiàn)場(chǎng)重構(gòu)土壤剖面溫度變化 50
3.2 重構(gòu)土壤剖面含水量及水分再分布 52
3.2.1 重構(gòu)土壤剖面含水量分布 52
3.2.2 重構(gòu)土壤剖面水分再分布過程 52
3.3 重構(gòu)土壤熱傳遞 54
3.3.1 室內(nèi)重構(gòu)土壤剖面溫度日變化 54
3.3.2 現(xiàn)場(chǎng)重構(gòu)土壤剖面溫度變化 55
3.3.3 煤矸石層對(duì)重構(gòu)土壤溫度的影響及覆土厚度的估算 57
3.4 重構(gòu)土壤剖面氣體運(yùn)動(dòng)規(guī)律 59
3.4.1 表土質(zhì)地及充填基質(zhì)對(duì)重構(gòu)土壤導(dǎo)氣率的影響 59
3.4.2 重構(gòu)土壤導(dǎo)氣率的估算 61
3.4.3 重構(gòu)土壤剖面CO2濃度日變化 62
3.4.4 通氣對(duì)重構(gòu)土壤剖面CO2濃度的影響 63
3.5 重構(gòu)土壤水氣運(yùn)移模擬 65
3.5.1 非飽和土壤水分運(yùn)動(dòng)方程 65
3.5.2 模型參數(shù) 65
3.5.3 重構(gòu)土壤剖面含水量模擬 66
3.5.4 重構(gòu)土壤剖面水分再分布過程模擬 66
3.6 底部供熱對(duì)重構(gòu)土壤水氣熱運(yùn)移的影響 67
3.6.1 底部供熱對(duì)重構(gòu)土壤剖面溫度的影響 67
3.6.2 溫度梯度對(duì)重構(gòu)土壤水分運(yùn)動(dòng)的影響 69
3.6.3 溫度梯度對(duì)重構(gòu)土壤氣體運(yùn)動(dòng)的影響 70
3.7 本章小結(jié) 71
第4章 重構(gòu)土壤有機(jī)碳及其活性組分分布與變化 73
4.1 有機(jī)碳及其活性組分的空間分布特征 73
4.1.1 研究區(qū)概況與實(shí)驗(yàn)方法 73
4.1.2 重構(gòu)土壤主要理化性質(zhì) 74
4.1.3 土壤有機(jī)碳分布特征 75
4.1.4 土壤微生物生物量碳分布特征 76
4.1.5 土壤可溶性有機(jī)碳分布特征 76
4.1.6 土壤活性有機(jī)碳與土壤理化性質(zhì)的關(guān)系 77
4.1.7 土壤活性有機(jī)碳組分及其影響因素 78
4.1.8 土壤活性有機(jī)碳組分的分布特征 78
4.2 覆土厚度和植被對(duì)有機(jī)碳分布的影響 79
4.2.1 研究區(qū)概況與實(shí)驗(yàn)方法 79
4.2.2 土壤有機(jī)碳、微生物生物量碳測(cè)定與計(jì)算方法 84
4.2.3 覆土厚度和植被對(duì)土壤有機(jī)碳分布的影響 85
4.2.4 生態(tài)修復(fù)區(qū)復(fù)墾土壤有機(jī)碳活性組分含量與分布 89
4.3 有機(jī)碳礦化的速率 94
4.3.1 研究區(qū)概況 94
4.3.2 采樣與實(shí)驗(yàn) 95
4.3.3 有機(jī)碳礦化的動(dòng)態(tài)特征 96
4.4 本章小結(jié) 102
第5章 腐殖質(zhì)含量變化對(duì)土壤剖面溫度與CO2濃度的響應(yīng) 104
5.1 研究區(qū)概況與研究方法 104
5.1.1 研究區(qū)概況 104
5.1.2 研究方法 105
5.1.3 測(cè)定方法 108
5.2 煤矸石充填復(fù)墾土壤理化性質(zhì)空間分布 110
5.2.1 復(fù)墾土壤理化性質(zhì) 110
5.2.2 腐殖質(zhì)空間分布規(guī)律 114
5.2.3 土壤腐殖質(zhì)的影響因素分析 118
5.3 復(fù)墾土壤腐殖質(zhì)氧化對(duì)CO2氣體的響應(yīng) 121
5.3.1 土壤剖面CO2分布 121
5.3.2 供氣處理對(duì)土壤腐殖質(zhì)組分的影響 123
5.3.3 土壤微生物生物量碳變化對(duì)腐殖質(zhì)氧化分解的影響 129
5.4 復(fù)墾土壤腐殖質(zhì)氧化對(duì)溫度的響應(yīng) 131
5.4.1 實(shí)驗(yàn)水氣熱變化 131
5.4.2 不同底部供熱條件下腐殖質(zhì)組分變化 134
5.4.3 土壤有機(jī)碳變化 141
5.5 本章小結(jié) 142
第6章 重構(gòu)土壤呼吸變化及其環(huán)境影響因子 144
6.1 土壤呼吸日變化和季節(jié)變化 144
6.1.1 土壤呼吸監(jiān)測(cè)區(qū)域及測(cè)量方法 144
6.1.2 根系呼吸測(cè)定方法 146
6.2 土壤呼吸日變化和季節(jié)變化 146
6.2.1 土壤呼吸速率的日變化 146
6.2.2 重構(gòu)土壤呼吸速率與對(duì)照區(qū)的對(duì)比 150
6.2.3 不同時(shí)刻土壤呼吸速率與日均值的比較 153
6.2.4 土壤呼吸速率的月變化 154
6.2.5 土壤呼吸速率的月均值 156
6.3 土壤溫度和濕度的變化特征 157
6.3.1 土壤溫度的變化特征 157
6.3.2 土壤濕度的變化特征 163
6.4 環(huán)境因子對(duì)土壤呼吸的影響 165
6.4.1 土壤溫度對(duì)土壤呼吸的影響 165
6.4.2 土壤濕度對(duì)土壤呼吸的影響 166
6.4.3 土壤溫度和濕度對(duì)土壤呼吸的綜合影響 168
6.5 非生長季的根系呼吸變化特征 169
6.5.1 不同覆土厚度條件下根系呼吸速率和土壤溫度日變化特征 169
6.5.2 根系呼吸速率和土壤溫度與濕度非生長季動(dòng)態(tài)變化特征 171
6.5.3 根系呼吸速率動(dòng)態(tài)變化對(duì)溫度與濕度的響應(yīng) 173
6.5.4 根系呼吸對(duì)土壤呼吸總量的貢獻(xiàn) 175
6.6 本章小結(jié) 176
參考文獻(xiàn) 178