水稻土有机碳转化模拟系统研究

论文摘要

土壤有机质是影响土地生产力的重要因素。有机质在改善土壤结构、保持水分、防止土壤侵蚀和退化、提供植物养分等方面具有重要作用。水稻土是具有我国特色的土壤,了解人为管理措施条件下水稻土有机质的转化,是调控土壤有机质含量的基础。本研究在了解水稻土的特点和水稻的生长规律基础上,进行长期定位试验（始于1982年）,通过对各个处理22年的土壤有机质、人为管理措施以及气候环境等的系统分析,揭示了旱地改为水田后,在不同的管理措施下水稻土有机质的演变规律及其主要影响因子。在获得上述试验资料的基础上,运用Delphi语言,建立了水稻土有机碳转化的计算机模拟模型,主要结果如下: 1、长期定位试验点不同管理措施条件下水稻土有机碳的演变 旱地红壤改作水田后,不同的处理随时间的变化土壤有机碳含量都有所增加。对于三种不同稻作制（冬泡、冬绿和冬油）,土壤有机质含量以冬泡>冬绿>冬油:对于不同的施肥水平条件下,高量>常量>化肥;由于种植水稻是土壤处于淹水条件下,不同地下水位深度对耕作层土壤水分状况和通气状况影响的差异不明显,因而对耕作层土壤有机质含量的影响差异不大。因此,在水稻种植的管理措施中,采取不同稻作制与不同施肥水平,对耕作层土壤有机碳转化的影响极为重要。 2、水稻土有机碳转化计算机模拟模型以及验证 （1）水稻土有机碳转化模拟模型的转化模拟过程包含三个模块:水稻土的有机碳确定参数模拟模块,水稻土的有机碳不确定参数（固定模式）模拟模块,水稻土的有机碳不确定参数（不固定模式）模拟模块,可针对不同情况分别进行模拟。 （2）所建系统使用了基础信息数据库,建立了5个数据表,主要包括基础气象数据表、区域土壤固定参数表、外源有机碳输入表和土壤植物生长参数表,可以更加具体地得到其模拟的详实自然环境和人为环境,有利于模拟结果的准确。水稻土有机碳转化模拟模型中水分影响函数采用分段函数,4-10月份间用处于淹水条件下的公式,其他月份取湿度校正函数,减少了部分基础气象数据的录入。

论文目录

• 第一章 绪论
• 1 前言
• 2 国内外研究进展
• 2.1 土壤有机碳转化
• 2.2 国外研究进展
• 2.3 国内的有关模型
• 3 研究的目的意义
• 4 研究目标、研究内容和技术路线
• 4.1 研究目标
• 4.2 研究内容
• 4.3 技术路线
• 第二章 旱地红壤改为水稻土后土壤有机碳的变化
• 1 引言
• 2 材料与方法
• 2.1 长期定位试验
• 2.1.1 自然概况
• 2.1.2 试验布置
• 2.1.3 作物栽培与田间管理
• 2.2 分析方法
• 2.2.1 土壤采集和制备
• 2.2.2 土壤有机碳分析测定
• 2.2.3 水分含量测定
• 2.2.4 试验数据处理土统计分析
• 3 试验结果与分析
• 3.1 不同稻作制下土壤有机质的变化
• 3.2 不同施肥水平下土壤有机质的变化
• 3.3 不同地下水位条件下土壤有机质的变化
• 4 小结
• 第三章 水稻土有机碳转化模拟系统的设计和实现
• 1 土壤有机碳模型建模原理
• 2 水稻土有机碳转化模拟模型的建立
• 2.1 模型的基本结构
• 2.2 模型影响因子的基本函数
• 2.2.1 影响因子的确定
• 2.2.2 影响因子的基本函数或系数
• 2.3 水稻土土壤有机碳的各组分比例的确定
• 2.3.1 新鲜有机物料的易分解组分比例的确定
• 2.3.2 水稻土有机碳的易难分解组分以及固定碳含量的确定
• 2.4 模型的核心算法
• 3 模型的计算机开发
• 3.1 计算机开发语言的选择
• 3.2 模型系统组成
• 3.2.1 水稻土有机碳确定参数模拟模块的实现
• 3.2.2 水稻土有机碳不确定参数模拟模块的实现
• 3.2.3 数据库管理信息系统模块的实现
• 3.2.4 水稻土有机碳GIS演示模块的实现
• 3.3 系统的工作环境
• 3.3.1 系统硬件配置
• 3.3.2 系统软件配置
• 3.4 编码
• 4 小结
• 第四章 实证研究
• 1 主要参数估计
• 1.1 土壤外源有机碳的输入量
• 1.2 土壤外源有机物料的易分解比例估算
• 1.3 气候因子
• 1.4 土壤因子
• 1.5 模拟初始值的确定
• 1.6 定量评价模型的方法
• 2 模型模拟结果与分析
• 2.1 不同稻作制下土壤有机质的模拟
• 2.2 不同施肥水平下土壤有机碳的模拟
• 2.3 不同地下水位条件下土壤有机碳的变化模拟
• 3 小结
• 第五章 结论与展望
• 参考文献
• 致谢
• 作者简介