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湿地土壤碳分解能力评价方法

时间:2023-02-21 理论教育 版权反馈
【摘要】:同时将标准棉布插入土壤中,放置一个月取出,从上至下等间距抽出棉线,进行棉线张力测试,利用棉线张力损失量可计算出棉布有机碳的分解速率,同时对各项环境因子的数据进行统计分析,通过不同生境站位的棉线张力损失量对比及统计分析结果可确定影响有机碳分解的主导因子。
湿地土壤碳分解能力评价方法_滨海湿地固碳能力

在研究区选择几种不同生境布设实验站位,采集土壤样品和沉积物间隙水样品,测量Eh、pH、电导率、湿度、营养盐、宏量组分、微量组分等各项环境因子。同时将标准棉布插入土壤中,放置一个月取出,从上至下等间距抽出棉线,进行棉线张力测试,利用棉线张力损失量可计算出棉布有机碳的分解速率,同时对各项环境因子的数据进行统计分析,通过不同生境站位的棉线张力损失量对比及统计分析结果可确定影响有机碳分解的主导因子。

一、计算布条(碳分解标准材料)应该放在地里多长时间

来自于Studsgård(Herning,Denmark)的潜在蒸发速率(PEVAP)是从“植物科学的一套全球标准站位中选择出来的受气候影响的数据”。棉布腐败速率(CRR)根据Ineson计算:CRR=0.20+3.13×PEVAP,在我们的例子中PEVAP是39mm/month,这是10月份的数据。这时CRR为24.414pr.a。

CTSL降到50%时的天数=365/CRR=365/24.414

=14.95(d)

CTSL应该在50%~85%间能有可靠的结果,所以我们建议留布条在野外培养大约3周,在我们认为的降解率较低的地方放的时间可以更长一点。

如果布条放的时间不同,可以通过运用下面来源于Bridgham的等式比较结果:

式中,CR为棉布腐败程度;y0为对照的拉力强度;y为在时间t时样本的拉力强度。

二、野外前准备

(1)用尺子/铅笔在棉纤维上标记尺寸,用刀或剪刀截断。记住在每一条布条两端处需要额外留出大约10cm,所以如果想要测到地下50cm深的土壤,需要的布条长度为50+10+10=70(cm)。

(2)用防水笔(永久性的标记或铅笔)标记布条编号及方向。

三、培养过程

1.埋置碳分解布条

(1)随意选择5个地点进行培养。

(2)用尖刀检查每个已选好的培养点是否有树根、石头等,如果有,移动(如果可能)或者选择另一个地方。

(3)在枯枝落叶层划出一道狭槽,让布条更容易嵌入。

(4)围绕金属板尖端折叠5~10cm的棉布,垂直将它推入土壤。为了嵌入容易,滑动过程中金属板从一个位置移到另一个位置仅一点,不能太多,否则会在布条周围产生缝隙。留5~10cm的棉布在地面上。将土壤按回布条周围。用尖刀或者小刀在土壤表面的棉布上剪一个小切口,来标记土壤开始的位置。插入一个带旗的棍子,例如:由一大片带子做成,就插在埋下的布条旁边来标记位置(也在旗子上写上布条的编号),否则之后发现它就困难了。

(5)将布条留下2~3周(或者另一些适合的时间)。

2.取回布条

(1)测试时间过后,选择5个站位中的3个和在样本棉布条旁边插入对照棉布条(对照棉布条和样本布条相同尺寸的棉布条,用完全相同的方式插入,但是在插入后马上取出)。

(2)确保土壤表面部分在样本布条上和对照布条上可见地标记着,否则用尖刀和小刀来标记。

(3)取回对照布条和样本布条,轻轻地将它们从土壤中拉出。在将它拉出来之前,需要用金属板在棉布条每一边轻轻地产生缝隙,让拉出更容易。在任何情况下都照顾好而不是损坏布条,特别是在很难将它拉出来的时候不要拉得太使劲,如果棉布被拉长和撕坏,这将会严重地影响棉布的拉力强度和结果,测试可能是无用的。

(4)将布条(无论是样本布条还是对照布条)放在吸墨纸两页间(洗碗布也行)和将他们裹进铝箔。记住:每一张包裹一个布条!在每一个包裹上标注一个永久性的标签和将他们放进一个冷却的袋子。

(5)布条能够被储存在冰箱的最冷处。可以储存一周时间,但最好储存尽可能短的时间。

四、培养后的样品处理

(1)轻轻地洗布条:首先用自来水去除污垢,然后用去离子水。不要用力擦洗!那样将会减少棉拉力强度!

(2)泡在70%乙醇中30min(来杀死所有的微生物,停止降解过程)。

(3)在室温下干燥。干燥后的布条能够在干燥条件下储存数周。

五、微拉力测试

(1)将布条水平裁剪成比2cm稍宽的布段。确定合适的线数,可能为16,然后用钳子从布段的每一边扯下线直到够数。所有的布段有完全相同的线数,所有线必须是完整的。用永久性的标记或者铅笔标注每一个布条的站位、位置和深度(根据系统创造更好,因为布条太小,所以尽量在上面少写内容)。

(2)根据棉拉力强度测试机的宽度确定一个合适的缝隙。例如,如果将被测试的布段裁为15cm长,那么10cm就是最合适的缝隙宽度(因为这个机器的钳口需要1~2cm来钳紧每个布段末尾)。在每一个布段末尾间标记一根10cm的线,来确保所有布段将会从同样宽度的缝隙被拉出(正常机器的钳口在拉完后回到开始的位置,但有时候它可能不会回到开始的位置,因此在布段上也有必要有标注线)。

(3)把每一个布段浸泡到去离子水中来确保所有的布段具有同样的湿度。

(4)测试棉拉力强度。

六、计算棉拉力强度损失

计算棉拉力强度损失(CTSL)的公式如下:

CTSL(%)=[1-(N/C)]×100

式中,N为样本布条拉力强度(以N为单位);C为来自特殊位置对照布条的拉力强度平均值(以N为单位)。

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