河南省森林土壤及微生物碳、氮、磷的生态化学计量特征

发布时间：2020-07-31 17:01

【摘要】：Redfield比率是在浮游生物和海水中存在较为一致的碳(C)、氮(N)、磷(P)元素的比率关系。陆地森林生态系统中的生物体与土壤环境之间也可能存在类似的比率关系,这种比率关系可能影响土壤有机碳的积累。本文以河南省太行山、伏牛山、大别山等三个典型林区为研究对象,对典型林区90块样地进行调查与土壤样品采集,测定样品土壤碳、氮、磷和微生物量碳、氮、磷含量,计算碳、氮、磷元素化学计量比;同时设置氮、磷养分添加的森林凋落物-土壤有机碳转化的控制实验。研究河南省典型森林土壤及微生物的生态化学计量特征,探索外源养分添加对凋落物分解转化有机碳含量的影响。主要结论如下:(1)河南省典型林区土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量差异显著(P0.05)。太行山林区C含量显著高于伏牛山和大别山林区,而伏牛山和大别山之间差异不显著(P0.05);太行山林区N含量显著高于伏牛山和大别山林区,伏牛山和大别山林区差异不显著(P0.05);三林区P含量差异不显著(P0.05)。不同林区土壤C:N、C:P、N:P比值均无显著差异(P0.05),研究区C:N:P比值平均为64:5:1,变化幅度较小,具有较强的限定性。(2)河南省典型森林土壤微生物量碳、氮、磷含量差异显著(P0.05)。太行山林区微生物量碳含量显著高于伏牛山和大别山林区,伏牛山和大别山之间无显著差异(P0.05);太行山林区微生物量氮含量最高,伏牛山和大别山林区较低,太行山与伏牛山之间差异不显著(P0.05),与大别山差异显著(P0.05);微生物量磷含量变化与上述不同,伏牛山含量最高,三林区之间差异不显著(P0.05)。研究区土壤微生物量碳、氮、磷化学计量比值平均为29:3:1,变化幅度较小,具有较强的限制性,土壤微生物具有弱的内稳态机制。(3)研究区土壤有机碳含量均随外源氮、磷养分量的添加而增加,不同林区土壤碳增量差异显著,碳、氮含量的相关性高于碳、磷含量的相关性;土壤有机碳增幅与营养液浓度差异极显著,2倍养分浓度处理时,土壤有机碳含量增加了4.1倍。(4)外源氮、磷养分添加对土壤微生物量碳含量影响显著。无营养液添加时,微生物量碳为418 mg·kg~(-1),1倍养分添加后含量增加至883 mg·kg~(-1),2倍养分添加后增加至1360 mg·kg~(-1)。
【学位授予单位】：河南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S714
【图文】：

路线图,研究技术,路线

研究技术路线

含量变化图,土壤有机碳,含量变化,培育周期

(c)DB 林区土壤有机碳图 3-1 土壤有机碳含量变化Fig. 3-1 Change of SOC content由图 3-2 可知，在 N0土壤中，前 3 个培育周期内，N 含量都呈降低的趋势，在第 4 个培育周期， N 含量开始缓慢增加，并在第 7 到第 8 周期增幅变快。对 TH、FN、DB 土壤间 N 含量变化进行方差分析，差异显著(P<0.05)。在N1土壤中， N 含量整体是增加的趋势，但是在 TH 土壤的第 2 个培养周期， N含量变低，并在之后快速升高，恢复到平均值，TH、FN、DB 土壤之间 N 含量变化方差分析显示为差异显著(P<0.05)。在 N2土壤中， N 含量持续增加，在前4 个周期增幅缓慢，到第 5 周期增幅变大，方差分析显示 TH、FN、DB 土壤 N含量变化为差异显著(P<0.05)。

P含量,培育期,含量变化,土壤

26(c)DB 林区土壤氮图 3-2 土壤氮含量变化Fig. 3-2 Change of N content由图 3-3 可知，土壤中 P 含量变化。在 N0土壤中，TH 和 DB 林区土壤 P含量在前 6 个培育期内，均呈缓慢降低趋势，在第 7 到第 8 培育期间，开始回升，FN 林区则在第 3 个培育期内开始快速上升，到最后两周期，升幅变缓，方差分析显示 TH、FN、DB 土壤 P 含量变化为差异显著(P<0.05)。在 N1土壤中，TH 和 DB 土壤 P 含量缓慢增加，而在 FN 土壤中， P 含量波动较为剧烈，在前6 周期快速增高，在第 7 周期含量开始下降，对 TH、FN、DB 土壤 P 含量变化进行方差分析，显示为差异显著(P<0.05)。在 N2土壤中，三组土壤 P 含量都呈稳定增高的趋势，TH 土壤增幅较慢，FN 和 DB 增幅快，方差分析显示 TH、

【参考文献】