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冻融过程对天山森林土壤氮素动态及氮矿化速率的影响

发布时间:2020-05-25 14:52
【摘要】:季节性冻融过程对北方温带森林土壤氮素的转化与流失具有重要影响。森林土壤氮素转化动态受水热条件、微生物类群等因素变化的影响。在秋冬季逐渐降温雪被覆盖、春季升温冰雪逐渐消融的过程中,北方高纬度、高海拔区域的土壤冻融现象频繁发生。土壤冻融交替导致的土壤团聚体破碎、凋落物分解、微生物死亡及类群变化可促进土壤氮素大量积累与释放,这部分土壤氮素能够被土壤微生物和植物直接利用或随融雪淋溶流失。冻结环境和冻融过程可以影响土壤养分矿化、养分周转等氮素转化动态,进而调控着凋落物分解、根系生长、群落的结构变化和系统功能稳定等生态过程。前人对北方林地,草地以及中纬度地区的农田等生态系统的土壤冻融过程及其生态效应已经有了较多关注,但对冻融过程土壤氮素组分、转化与流失等方面还存在一些未知问题。本文通过在林地、草地、灌丛上设置系列监测样地,采用原位培养的方法,监测分析了冻融期天山林区不同群落表层土壤(0-15cm)的氮素动态及净氮矿化速率间的差异。旨在阐明季节性冻融及雪被如何影响天山林区土壤氮素的有效性,以及不同类型群落的土壤氮素动态对冻融过程的响应是否存在差异。结果表明:(1)不同类型群落土壤的铵态氮(NH4+-N)含量、微生物量氮(MBN)含量基本与土壤(5 cm)温度呈正相关,深冻期林地土壤铵态氮含量低于其他群落类型,而硝态氮含量高于其他群落类型;(2)硝态氮(NO3--N)为天山林区季节性冻融期间土壤矿质氮的主体,占比达 78.4%。(3)灌丛土壤硝态氮流失风险较大,融化末期较融化初期灌丛土壤硝态氮含量下降了 64.6%;(4)在本研究区冻融时期对整体氮素矿化速率影响显著,群落类型对氨化速率影响显著;(5)天山林区土壤氮素在冻结期主要以氮固持为主。
【图文】:

形态图,土壤氮素,矿质氮,形态


逦LTP逦GS逡逑图5季节性冻融期间不同群落类型土壤微生物量氮含量动态逡逑Fig.邋5邋dynamics邋of邋soil邋microbial邋biomass邋N邋content邋in邋different邋vegetation邋types邋during邋seasonal邋freezing邋and邋thawing逡逑在整个冻融时期,不同群落类型的土壤氮矿化量变化趋势一致,,见图5。深逡逑冻期与融化末期都显著低于其他时期。其中灌丛矿质氮含量变化最为显著,且初逡逑冻期矿质氮含量显著高于其他群落类型。草地矿质氮含量分别在融化初期与生长逡逑季矿质氮含量显著低于其他群落类型。在季节性冻融期间天山林区林地、草地、逡逑灌丛铵态氮(NH4+-N)含量的矿质氮占比分别为23.7%、22.2%、18.8%。而冻逡逑融时期的硝态氮(NCV-N)含量的矿质氮占比分别达76.3%、77.8%、81.2%,硝逡逑态氮(NCV-N)是天山北坡森林土壤在冻融环境下矿质氮的主体。逡逑17逡逑

冻融作用,溶性,硝态氮,硝化作用


能隐藏了在实验室测量的冻融过程对硝化作用的正效应。此外,通常在实验室测逡逑量的硝化作用的培养时间与野外观测相比持续时间较短。这可能导致,实验室模逡逑拟无法反映生长季节中的真实条件,因为硝化微生物群落可能无法在短时间内恢逡逑复。逡逑(a)逦NH*逦(b)逦no3-逡逑
【学位授予单位】:新疆大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2018
【分类号】:S714.2

【参考文献】

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本文编号:2680314

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