氮添加对红松人工林土壤氮迁移转化的影响
发布时间：2020-08-10 14:26
【摘要】：氮是构成生物必不可少的大量元素,也是生物生存的重要养分来源。陆地生态系统,尤其是温带森林多数是氮限制的。随着人口的增长和工业化的加深,活性氮排放增加,大气氮沉降量不断提高,适量的氮沉降能够缓解生态系统的氮限制,但过量的氮沉降会导致富营养化、酸化、生物多样性丧失等不利影响。本研究观测黑龙江凉水国家级自然保护区的干湿氮沉降状况,并在保护区的红松(Pius koraiensis)人工林内进行氮添加实验,设置对照((CK:无氮添加)、低氮(L:20 kg ha-1 yr-1)、中氮(M:40kg ha-1 yr-1)和高氮(H:80 kg haa1 yr-1)四组处理,探究氮添加对红松人工林土壤氮转化、氧化亚氮排放、氮淋溶损失等的影响。研究结果表明:(1)保护区一年的氮沉降量(不包括含氮气体)为12.93 kg ha-1,其中无机氮沉降量和有机氮沉降量分别为8.27 kg ha-1和4.66 kg ha-1,分别占全氮比例的64%和36%,且铵态氮沉降量与硝态氮沉降量比率为1.3;生长季氮沉降量为11.42 kg ha-1,占全年氮沉降的88.3%,非生长季氮沉降量为1.51 kg ha-1,占全年的11.7%;生长季湿沉降量为9.28 kg ha-1,与降水量存在正相关关系(R2=0.87,P0.001),而生长季颗粒物干沉降为2.14 kg ha-1,湿沉降和干沉降在生长季氮沉降中所占比例分别为81.3%和18.7%。(2)红松人工林土壤初级氮矿化速率为2.8 mg kg-1 d-1且以易分解有机氮的矿化为主,初级硝化速率为5.7 mg kg-1 d-1,且以自养硝化为主;NH4+、NO3-的同化速率以及NO3-异化还原为NH4+速率较低,均不高于0.5 mg kg-1 d-1。施氮组矿化和硝化速率降低,而NH4+、NO3-的同化速率在不同氮处理组变化不同。(3)氮添加显著增加了 N2O的排放,四年平均的N2O通量从对照的0.009 mg m-2 h-1提高到施氮组的0.039 mg m-2 h-1,生长季平均的N2O累积排放量从对照的0.36 kg·ha-1增加到施氮组的1.57 kg.ha-。地表径流、土壤溶液中全氮、NH4+、NO3-和溶解性有机氮的浓度随氮添加的增加显著提高。土壤气态的和液态的氮损失对氮添加的响应敏感,施氮后增加的氮损失和被抑制的硝化、矿化速率表明土壤对施加的氮的直接损失是施肥后增加的无机氮损失的重要来源。
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714.2
【图文】：
验运用Ｍｉｉｌｌｅｒ等改进的１５Ｎ示踪模型（图２＿１）计算氮的初级转化速率，分解有机氮库和易分解有机氮库，且包含了未吸附ＮＨ４＋和吸附态ＮＨ４该模型同时计算了邋１０项初级氮转化速率，包括氮的矿化－同化周转：化和ＮＨ４＋同化为易分解有机氮以及难分解有机氮的矿化和ＮＨ４＋同化ＮＯｆ相关的循环：自养硝化和■ＣＶｗ以及异养硝化和ＮＯｆ同化为难分＋的吸附和释放过程。该模型通过最优化测得的ＮＨ／、Ｎ0ｒ的浓度及其与其模拟值的差异得出初级转化速率。该模型用ＭＣＭＣ邋（Ｍａｒｋｏｖ邋ｃｈａｉｎ法同时地逼近模型中参数的概率密度函数，用零级动力学、一级动力学一系列动力学原理计算初级转化速率，用ＡＩＣ邋（Ａｉｋａｉｋｅ邋ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｃｒｉｔｅ模型。三个平行的序列保证了分析过程中适当的迭代，参数的平均值后的概率密度函数计算，整个培养期间的平均氮转化速率根据各转化原理和最终的参数计算［４１＇９７］。按照９９％和１％的比例将土壤全氮分为难解态氮，分别除以其各自的矿化速率，所得值分别为难分解态氮和易分率；以土壤全氮除以土壤初级氮矿化速率的值作为土壤有机氮的周转速
日期（月－日）逡逑Ｄａｔｅ邋（Ｍｏｎｔｈ－ｄａｙ）逡逑图３－１降水量以及生长季降雨和非生长季冰雪融水中各形态氮素浓度（ａ）和生长季各形态逡逑氮素湿沉降量（ｂ）逡逑Ｆｉｇ．邋３－１邋Ｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎ邋ａｎｄ邋Ｎ邋ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｓ邋ｆｏｒ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｎ邋ｆｏｒｍｓ邋ｉｎ邋ｒａｉｎｆａｌｌ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｇｒｏｗｉｎｇ逡逑ｓｅａｓｏｎ邋ａｎｄ邋ｉｎ邋ｓｎｏｗ－ｉｃｅ邋ｍｅｌｔｉｎｇ邋ｗａｔｅｒ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｎｏｎ－ｇｒｏｗｉｎｇ邋ｓｅａｓｏｎ邋（ａ）？邋ａｎｄ邋ｗｅｔ邋Ｎ邋ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ邋ｆｏｒ逡逑ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋Ｎ邋ｆｏｒｍｓ邋ｄｕｒｉｎｇ邋ｇｒｏｗｉｎｇ邋ｓｅａｓｏｎ邋（ｂ）逡逑３．０邋逦逡逑ｖ邋＝邋１．０４１ｎ（．ｒ邋＋邋２８．７１）邋－邋３．６９逡逑＿逦／Ｔ邋＝０．８７，邋？＜０．００１逡逑５邋２．０邋－逡逑ｂＯ逡逑＿邋ｅ逡逑ｓｔ１－５－邋－ｘ逡逑Ｉｉ0－逦Ｘ逡逑ｉ：ｍ逡逑０．０邋ＬＳ逦１逦１逦１逦１逦？逦１逦
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本文编号：2788199
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S714.2
【图文】：
验运用Ｍｉｉｌｌｅｒ等改进的１５Ｎ示踪模型（图２＿１）计算氮的初级转化速率，分解有机氮库和易分解有机氮库，且包含了未吸附ＮＨ４＋和吸附态ＮＨ４该模型同时计算了邋１０项初级氮转化速率，包括氮的矿化－同化周转：化和ＮＨ４＋同化为易分解有机氮以及难分解有机氮的矿化和ＮＨ４＋同化ＮＯｆ相关的循环：自养硝化和■ＣＶｗ以及异养硝化和ＮＯｆ同化为难分＋的吸附和释放过程。该模型通过最优化测得的ＮＨ／、Ｎ0ｒ的浓度及其与其模拟值的差异得出初级转化速率。该模型用ＭＣＭＣ邋（Ｍａｒｋｏｖ邋ｃｈａｉｎ法同时地逼近模型中参数的概率密度函数，用零级动力学、一级动力学一系列动力学原理计算初级转化速率，用ＡＩＣ邋（Ａｉｋａｉｋｅ邋ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ邋ｃｒｉｔｅ模型。三个平行的序列保证了分析过程中适当的迭代，参数的平均值后的概率密度函数计算，整个培养期间的平均氮转化速率根据各转化原理和最终的参数计算［４１＇９７］。按照９９％和１％的比例将土壤全氮分为难解态氮，分别除以其各自的矿化速率，所得值分别为难分解态氮和易分率；以土壤全氮除以土壤初级氮矿化速率的值作为土壤有机氮的周转速
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【参考文献】
相关期刊论文 前1条
1 贺伟;布仁仓;熊在平;胡远满;;1961—2005年东北地区气温和降水变化趋势[J];生态学报;2013年02期
本文编号：2788199
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