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绪论1

0.1 保护性耕作的产生1

0.2 保护性耕作的作用2

0.2.1 固土防沙，保持水土2

0.2.2 蓄水保墒、培肥地力3

0.2.3 节约成本，提高经济效益3

0.2.4 增加土壤碳汇，减少温室气体排放4

0.3 保护性耕作固碳减排相关研究进展4

0.3.1 土壤有机碳研究4

0.3.2 温室气体排放研究6

0.3.3 保护性耕作农田生态系统固碳潜力研究8

0.4 华北平原保护性耕作发展概况8

0.4.1 华北平原保护性耕作的发展历程8

0.4.2 华北平原麦玉两熟保护性耕作存在的问题10

0.5 华北平原保护性耕作试验研究12

0.5.1 保护性耕作试验12

0.5.2 轮耕试验15

参考文献16

第1章 保护性耕作的土壤结构效应18

1.1 保护性耕作对土壤物理性状的影响18

1.1.1 保护性耕作对冬小麦田土壤容重的影响18

1.1.2 保护性耕作对土壤孔隙的影响22

1.1.3 保护性耕作对原状土饱和导水率的影响29

1.1.4 保护性耕作对土壤水分特征曲线的影响31

1.2 保护性耕作对土壤团聚体的影响32

1.2.1 保护性耕作对土壤团聚体数量的影响32

1.2.2 保护性土壤耕作对土壤团聚体大小的影响33

1.2.3 保护性耕作的土壤团聚体分维特征研究34

1.2.4 耕作前后土壤团聚体变化35

1.3 保护性耕作对土壤微形态结构的影响38

1.3.1 不同土层土壤微形态基本特征39

1.3.2 保护性耕作对土壤微结构影响的分析47

参考文献49

第2章 保护性耕作的农田水分效应50

2.1 保护性耕作对土壤水分的影响50

2.1.1 冬小麦播种—越冬前土壤水分的变化50

2.1.2 冬小麦越冬期土壤水分的变化57

2.1.3 冬小麦返青—拔节期土壤水分的变化64

2.1.4 保护性耕作对冬小麦不同生育时期土壤含水量的影响68

2.1.5 保护性耕作对冬小麦不同生育时期0～180cm土壤贮水的影响71

2.2 保护性耕作的农田水分利用效率72

2.2.1 保护性耕作对冬小麦阶段耗水的影响72

2.2.2 保护性耕作对冬小麦—夏玉米周年耗水和水分利用效率的影响72

参考文献75

第3章 保护性耕作的土壤热效应76

3.1 保护性耕作对土壤导热特性的影响76

3.1.1 保护性耕作对土壤导热特性的影响76

3.1.2 土壤温度对气温的响应77

3.2 保护性耕作对土壤温度的影响81

3.2.1 保护性耕作对土壤温度日变化的影响81

3.2.2 保护性耕作对冬小麦不同生育时期土壤温度的影响85

3.2.3 保护性耕作对冬小麦不同土层温度的影响93

3.2.4 土壤温度影响因素分析98

3.3 保护性耕作对土壤有效积温的影响99

3.3.1 土壤积温与土壤日平均温度间的关系99

3.3.2 冬小麦各生育时期土壤有效积温100

3.3.3 冬小麦越冬期土壤负积温特征101

参考文献102

第4章 保护性耕作的固碳效应104

4.1 保护性耕作对土壤碳库的影响104

4.1.1 保护性耕作对土壤有机碳含量的影响104

4.1.2 保护性耕作对土壤活性有机碳的影响106

4.1.3 保护性耕作对土壤碳库管理指数的影响107

4.1.4 保护性耕作对土壤微生物量碳的影响109

4.1.5 保护性耕作对土壤水溶性有机碳的影响114

4.1.6 保护性耕作对土壤碳密度的影响117

4.2 保护性耕作下土壤团粒碳效应118

4.2.1 保护性耕作对土壤团聚体有机碳的影响118

4.2.2 保护性耕作对水稳性团聚体有机碳含量的影响120

4.3 不同耕作年限对土壤碳库的影响122

4.3.1 不同耕作年限下耕作方式对耕层土壤有机碳含量的影响122

4.3.2 保护性耕作年限对土壤有机碳累积量的影响123

4.3.3 土壤有机碳年际变化特征（2004—2010年）124

4.3.4 土壤有机碳贮量的年际变化特征（2004—2010年）126

4.4 耕作措施对冬小麦田土壤碳库的影响126

4.4.1 土壤有机碳含量127

4.4.2 土壤活性有机碳及碳库管理指数129

4.4.3 土壤碳氮比131

参考文献132

第5章 保护性耕作土壤温室气体减排效应134

5.1 耕作初期农田温室气体排放特征134

5.1.1 CO2134

5.1.2 N2O136

5.1.3 CH4138

5.2 保护性耕作下温室气体排放特征140

5.2.1 冬小麦田温室气体排放特征140

5.2.2 夏玉米田温室气体排放特征143

5.3 耕作措施对农田CO2排放影响因素分析147

5.3.1 耕作措施对农田土壤温度、水分的影响147

5.3.2 农田土壤温度、水分变化对CO2排放的影响149

5.4 不同耕作措施对根系呼吸的影响152

5.4.1 麦田CO2排放动态变化153

5.4.2 玉米田CO2排放动态变化159

参考文献164

第6章 保护性耕作农田固碳减排效应模拟与评价166

6.1 保护性耕作农田系统碳平衡166

6.1.1 冬小麦农田系统碳平衡167

6.1.2 玉米农田系统碳平衡167

6.1.3 麦玉两熟农田系统碳平衡168

6.1.4 麦玉两熟农田系统固碳能力169

6.2 保护性耕作对温室气体减排贡献评估170

6.2.1 保护性耕作下农田温室气体排放量和综合温室效应分析170

6.2.2 保护性耕作下农田系统碳排放量173

6.2.3 河北省麦玉农田保护性耕作对温室气体减排贡献评估175

6.3 DNDC模型对未来华北农田土壤碳库的模拟评价176

6.3.1 模型调整与验证176

6.3.2 麦玉两熟农田土壤有机碳储量现状及固碳潜力180

6.3.3 麦玉两熟农田土壤有机碳储量及温室气体排放未来趋势183

6.3.4 不同耕作措施固碳减排效益评价185

参考文献186

第7章 保护性耕作土壤轮耕效应187

7.1 轮耕对土壤物理性状的影响187

7.1.1 轮耕对土壤容重的影响187

7.1.2 轮耕对土壤孔隙的影响188

7.1.3 轮耕对土壤饱和导水率的影响及其因素分析189

7.2 轮耕对土壤碳库的影响191

7.2.1 轮作对土壤有机碳的影响191

7.2.2 轮作对土壤活性有机碳的影响192

7.2.3 轮作对土壤碳库管理指数的影响193

7.2.4 轮作对土壤微生物生物量碳的影响193

7.3 轮耕对冬小麦生长发育的影响197

7.3.1 轮耕对冬小麦生育进程的影响197

7.3.2 轮耕对冬小麦株高的影响198

7.3.3 轮耕对冬小麦叶面积指数的影响199

7.3.4 轮耕对冬小麦干物质积累的影响200

7.3.5 轮耕对冬小麦产量构成及产量的影响200

参考文献201

第8章 保护性耕作生态效应综合分析与评价203

8.1 运用耕作指数评价不同耕作措施土壤质量203

8.1.1 土壤养分与土壤耕作指数203

8.1.2 土壤结构与土壤耕作指数204

8.1.3 冬小麦产量与土壤耕作指数205

8.2 不同耕作措施土壤生态效应的综合分析207

8.2.1 耕作前208

8.2.2 耕作后212

8.2.3 土壤温度与其他土壤性状215

参考文献215