三峡库区马尾松细根化学计量特征和周转研究

发布时间：2017-09-29 01:11

  本文关键词：三峡库区马尾松细根化学计量特征和周转研究

  更多相关文章： 三峡库区 马尾松 细根 养分 化学计量特征 生物量 分解 生产量 周转 影响因子

【摘要】：细根通常是指直径‘2mm的根,是植物养分和水分吸收的重要器官,具有无木质部、直径小、寿命短、周期快的特点,不仅是森林生态系统地下C库的重要组成部分,而且是地下生态系统最活跃的组分。细根周转(生长、衰老、死亡和分解过程)和细根内在养分浓度是研究细根对地下生态系统物质循环贡献大小的关键。马尾松(Pinus Massoni ana)是三峡库区主要植被组成成分,在森林资源和生态服务功能中占有重要地位。因此了解和量化马尾松细根周转和其内在养分格局,对预测马尾松对三峡库区地下碳储量的贡献和生态系统养分循环意义重大。本研究于2014年5月-2015年12月期间,采用完整土块法,每两月对0-30cm土层进行马尾松细根采样,共采样5次,研究细根养分化学计量特征;采用连续根钻法在林内固定取样点,各取样点分0-10cm、10-20cm、20-30cm 3个层次,每两月进行马尾松细根取样调查,共调查9次。同时结合分解袋法,进行分解袋回收试验。本研究旨在探索马尾松细根养分的分配格局,揭示细根周转与内外影响因子的关系,主要研究结果如下:(1)三峡库区马尾松细根C含量表现为随直径增大而增加,时间动态表现为先上升再下降的变化趋势;细根N、P、K、Ca和Mg含量表现为随直径增大而减小,时间动态基本表现为先上升在下降再上升的变化趋势,除直径1.5-2mm细根N、P和Ca含量表现为持续上升的变化趋势;细根C:N、C:P和N:P比值表现为随直径增大而增大,时间动态基本表现为先减少再增加再减少的变化趋势,除直径1.5-2mm细根C:N和C:P比值表现为持续下降的变化趋势。(2)马尾松细根在生长过程中,其C、N、P、K、Ca和Mg年变化量表现不同。其中,细根C表现为迁出状态;细根N、K、Mg表现为富集状态;细根P几乎不存在迁出或富集;细根Ca在不同径级细根中表现状态不一致,直径‘1.5mm细根表现为迁出状态,直径1.5-2mm细根表现为富集状态。(3)三峡库区马尾松细根在分解过程中,细根C含量表现为持续下降趋势,细根N、P、Ca含量基本表现为持续上升趋势,细根K和Mg含量表现为先下降再上升再下降的变化趋势;马尾松细根各养分元素的迁移模式不同,其中,细根C、K、Mg养分元素表现为释放,细根Ca养分元素表现为富集,直径‘0.5mm细根N和P养分元素表现为释放,直径0.5-2mm细根N和P养分元素在分解过程中出现富集现象。(4)马尾松细根分解总体表现为初期分解速率较快,后期分解速率则逐渐减慢。利用非线性指数方程求得直径‘0.5mm、直径0.5-1mm和直径1-2mm细根一年内的分解率分别为0.5180、0.3058、0.3058。通过相关分析结果表明,细根分解速率与初始N、P、K、Ca、Mg养分含量呈显著正相关,与C/N和C/P比值呈显著负相关(P‘0.05);通过冗余分析结果表明,在马尾松细根分解过程中,细根Ca含量和土壤温度是影响细根分解的主导因子,同时随着细根直径的增大,细根Ca含量对细根分解的影响力逐渐减弱,而土壤温度对细根分解的影响力则逐渐增强。(5)三峡库区马尾松活、死细根生物量,在林分水平上,具有明显的时间动态变化。活细根中,直径‘0.5mm、直径0.5-1mm、直径1-2mm细根生物量动态变化趋势基本一致,均出现两个峰值,分别在3月和9月。死细根中,直径‘0.5mm、直径0.5-1mm、直径1-2mm细根生物量动态变化趋势也基本相同,最大值出现在12月,最小值在出现9月。通过主成分分析结果表明,直径‘0.5mm细根生物量与细根化学成分、土壤Ca含量之间显著相关,直径0.5-2mm细根生物量与土壤温度、土壤湿度、土壤硝态氮、土壤铵态氮之间显著相关。(6)采用分室通量模型法,计算出马尾松直径‘0.5mm、直径0.5-1mm、直径1-2mm细根年生产量分别为0.13t/(hm~2·a)、0.49t/(hm~2·a)和0.37t/(hm~2·a),直径‘0.5mm、直径0.5-1mm、直径1-2mm细根年周转率分别为1.49/a、1.01/a和0.40/a。细根化学成分、生物量、土壤温度、土壤湿度、土壤Ca含量、土壤硝态氮和铵态氮对各径级细根生产量和周转率的影响程度不同。其中,土壤温度、土壤Ca含量显著影响直径‘0.5mm细根生产量与周转率,且土壤温度分别解释生产量和周转率32.8%和25%的变异,土壤Ca含量分别解释65.6%和73.1%的变异;细根生物量和生产量显著正相关,分别解释直径‘0.5mm、直径0.5-1mm和直径1-2mm细根生产量41.0%、41.1%和54.5%的变异;细根P、K显著影响直径‘0.5mm细根生产量,分别解释直径‘0.5mm细根生产量32.2%、39.2%的变异。
【关键词】：三峡库区 马尾松 细根 养分 化学计量特征 生物量 分解 生产量 周转 影响因子
【学位授予单位】：中国林业科学研究院
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S791.248
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 绪论15-27
• 1.1 研究背景15
• 1.2 生态化学计量学研究进展15-20
• 1.2.1 植被生态化学计量学特征16-17
• 1.2.2 驱动因素17-19
• 1.2.3 生态化学计量学存在的问题及展望19-20
• 1.3 细根研究进展20-25
• 1.3.1 细根概念20-21
• 1.3.2 细根生物量21-22
• 1.3.3 细根生产和周转22-24
• 1.3.4 细根研究存在的问题及展望24-25
• 1.4 研究目的意义和主要研究内容25-26
• 1.4.1 研究目的和意义25
• 1.4.2 主要研究内容25-26
• 1.5 研究技术路线26-27
• 第二章 研究区概况和研究方法27-33
• 2.1 研究区域概况27-29
• 2.2 研究方法29-31
• 2.2.1 细根生物量29
• 2.2.2 细根养分29-30
• 2.2.3 细根分解30
• 2.2.4 环境因子的测定30-31
• 2.3 数据处理31-33
• 2.3.1 细根分解计算31-32
• 2.3.2 细根生产和周转计算32
• 2.3.3 统计分析32-33
• 第三章 三峡库区马尾松细根养分化学计量特征33-38
• 3.1 细根养分重复测量资料的方差分析33
• 3.2 不同径级细根养分的动态变化33-34
• 3.3 不同径级细根C、N、P化学计量比的动态变化34-36
• 3.4 不同径级细根养分年变化36-37
• 3.5 小结37-38
• 第四章 三峡库区马尾松细根分解38-47
• 4.1 不同径级细根分解动态38-40
• 4.2 不同径级细根分解过程中养分浓度的时间动态40-43
• 4.2.1 不同径级细根初始养分40
• 4.2.2 不同径级细根养分浓度在分解过程中的变化40-41
• 4.2.3 不同径级细根养分保持率在分解过程中的变化41-43
• 4.3 细根分解的影响因素43-46
• 4.3.1 细根初始化学成分对细根分解的影响43
• 4.3.2 细根化学成分和土壤化学性质对细根分解的影响43-46
• 4.4 小结46-47
• 第五章 三峡库区马尾松细根周转47-54
• 5.1 细根生物量重复测量资料的方差分析47
• 5.2 不同径级细根生物量时间动态47-49
• 5.3 不同径级细根生产与周转49-50
• 5.3.1 不同径级细根年生产量与年周转率49
• 5.3.2 不同土层各径级细根年生产量与年周转率49-50
• 5.4 细根生产量和周转与相关因子的关系50-53
• 5.5 小结53-54
• 第六章 讨论54-65
• 6.1 马尾松细根化学计量特征54-56
• 6.1.1 马尾松细根养分变化54-56
• 6.1.2 马尾松细根养分化学计量比56
• 6.2 马尾松细根分解56-61
• 6.2.1 马尾松细根分解速率56-58
• 6.2.2 马尾松细根养分释放58-59
• 6.2.3 马尾松细根分解影响因素59-61
• 6.3 马尾松细根周转61-65
• 6.3.1 马尾松细根生物量时间动态61-62
• 6.3.2 马尾松细根生产和周转62-63
• 6.3.3 马尾松细根生产和周转的影响因素63-65
• 第七章 结论与展望65-67
• 7.1 结论65-66
• 7.2 展望66-67
• 参考文献67-78
• 在读期间的学术研究78-79
• 致谢79

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 李吉玫;张毓涛;韩燕梁;李翔;;降水变化对天山云杉细根分解及养分释放的影响[J];生态环境学报;2015年09期

2 许玉庆;项文化;曾叶霖;谢武;;中国森林生态系统细根分解格局及调控因子研究进展[J];广西林业科学;2015年02期

3 李吉玫;张毓涛;李建贵;李翔;芦建江;;模拟氮沉降对天山云杉细根分解及其养分释放的影响[J];西北植物学报;2015年01期

4 高祥;丁贵杰;翟帅帅;陈模芳;杜华东;;不同林分密度马尾松人工林根系生物量及空间分布研究[J];中南林业科技大学学报;2014年06期

5 董晓蕾;王元忠;张金渝;金航;张霁;;植物氮磷化学计量特征及其在药用植物研究中的应用[J];生态学杂志;2014年06期

6 陈亚南;马露莎;张向茹;杨佳佳;安韶山;;陕西黄土高原刺槐枯落叶生态化学计量学特征[J];生态学报;2014年15期

7 王新源;赵学勇;李玉霖;连杰;曲浩;岳祥飞;;环境因素对干旱半干旱区凋落物分解的影响研究进展[J];应用生态学报;2013年11期

8 曾冬萍;蒋利玲;曾从盛;王维奇;王纯;;生态化学计量学特征及其应用研究进展[J];生态学报;2013年18期

9 姚红艳;陈琴;肖冰雪;;植物生态化学计量学综述[J];草业与畜牧;2013年02期

10 朱秋莲;邢肖毅;程曼;薛志婧;安韶山;;宁南山区典型植物根际与非根际土壤碳、氮形态[J];应用生态学报;2013年04期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 梅莉;水曲柳落叶松人工林细根周转与碳分配[D];东北林业大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前3条

1 刘泽民;关帝山落叶松人工林细根动态研究[D];山西农业大学;2014年

2 孙海鹏;内蒙古典型草原不同植被群落及土壤化学计量学特征比较[D];内蒙古大学;2012年

3 黄石竹;水曲柳和落叶松细根养分内循环的研究[D];东北林业大学;2006年

，

本文编号：939106