自工业革命以来,随着工农业的不断发展,氨(NH_3)和氮氧化物(NO_x)的排放量显著增加。我国已经成为继欧美之后全球第三大氮沉降区。大气氮沉降会引起一系列的环境生态问题。因此,大气氮沉降的研究引起了国内外学者们的不断重视。凋落物作为生物与土壤间物质循环和营养流动的纽带,森林生态系统中的重要组成部分,其在维持森林水分平衡、群落结构及土壤肥力等方面有着重要的作用。选择安徽省皖南地区亚热带常绿阔叶林,包括池州市石台县大山村的老龄林(约200a)、黄山市祁门县渣湾林场的成熟林(80a)以及石台县矶滩乡的中龄林(50a),开展模拟氮沉降试验,实验设计2个处理和1个对照,2个处理分别为:氮添加处理(100 kg N·hm~(-2)·a~(-1))和氮磷添加处理(100 kg N·hm~(-2)·a~(-1)+50 kg P·hm~(-2)·a~(-1)),在2014年4月至2017年3月的三年间,进行了林分凋落物收集,分析不同林龄林分凋落物量及其养分含量以及凋落物养分归还量对模拟氮沉降的响应。主要结果如下。1、凋落物量以及动态变化养分添加提高了老龄林(200a)年凋落物量,N+P(8.19 t·hm~(-2)·a~(-1))N(7.57t·hm~(-2)·a~(-1))CK(7.05 t·hm~(-2)·a~(-1))。凋落物年动态呈现一定的波动,表现为先下降后上升,整体下降的趋势。凋落物营养器官占凋落物总量的绝大部分(63%-92%),生殖器官占8%-37%。凋落物月动态模式呈现双峰型,峰值分别主要出现在春季的4,5月和秋季的11月,养分添加在一定程度上提高了峰值;而最低值则出现在1,2月份。养分添加没有改变凋落物的月动态模式。成熟林(80a)中,养分添加均提高了凋落物产量,N+P(9.46 t·hm~(-2)·a~(-1))N(8.82 t·hm~(-2)·a~(-1))CK(7.56 t·hm~(-2)·a~(-1))。其年动态呈现先上升后下降,整体上升的趋势。凋落物营养器官占凋落物总量的73%-84%,而生殖器官占16%-27%。凋落物月动态模式在2015年4月至2016年3月呈现出明显的双峰模式,而其余年份除了4月的峰期明显,在7月,8月,9月和11月均有峰值的出现,而最低值则出现在1,2月份。在凋落物量较大的2014年和2015年5月,与对照相比,氮添加使凋落物量降低,表现出一定的抑制作用,而磷添加消除了该抑制作用。养分添加没有改变凋落物的月动态模式。中龄林(50a)中,养分添加同样提高了凋落物产量,N+P(8.11 t·hm~(-2)·a~(-1))N(7.49 t·hm~(-2)·a~(-1))≈CK(7.42 t·hm~(-2)·a~(-1)),氮添加的促进效果不明显。除了氮添加外,其年动态整体表现为上升的趋势。凋落物营养器官占凋落物总量的76%-86%,而生殖器官占14%-24%。凋落物月动态模式呈现出一定的单峰模式,其最明显的峰值出现在12月份,而在4,5月份也有峰值的出现,在峰值下,养分添加均表现为促进作用,最低值主要出现在1,2月份。在养分添加下,成熟林的年凋落物量均高于老龄林和中龄林。在对照林分中,中龄林的凋落物量高于老龄林,但是养分添加林分中,老龄林的凋落物量则高于中龄林的凋落物量。方差分析结果显示,虽然养分添加和林龄对亚热带常绿阔叶林凋落物量会产生一定的影响,但是未达到相关水平,而年份与亚热带常绿阔叶林凋落物量之间存在着极显著相关关系(p0.001)。2、凋落物养分含量在养分添加下三种林分的凋落物养分含量均表现为CNCaKMgP。与对照相比,养分添加提高了老龄林的N,C和P含量,而降低了Ca,K和Mg含量;成熟林中,养分添加提高了N含量,而降低了Ca和Mg含量。氮添加降低P和K含量,而氮磷添加后P和K含量提高了,C含量降低了;中龄林中,氮添加降低了N,P,Ca和Mg含量,而氮磷添加下这些养分含量则提高了,此外养分添加降低C含量。总体而言,三种林龄的对照林分凋落物养分含量表现为老龄林中龄林成熟林;而在氮添加以及氮磷添加处理下,成熟林的养分含量均高于老龄林和中龄林的养分含量。方差分析结果显示,N,P,Ca和Mg含量与处理,年份以及林龄均表现出显著的相关关系,并存在一定的交互作用;K含量与处理没有相关关系,而与年份以及林龄存在显著的相关关系;C含量与处理,年份以及林龄均没有相关关系,说明C含量较为稳定。3、凋落物养分归还量在养分添加下三种林龄林分的凋落物养分归还量均表现为CNCaKMgP。老龄林中,养分添加的林分,其K元素归还量表现为NN+PCK,其他元素的归还量均表现为N+PNCK;成熟林中,养分添加降低了Mg的归还量,N,C,P,Ca和K元素的归还量均表现N+PNCK;中龄林中,养分添加提高了K元素的归还量,氮添加降低了其他养分元素的归还量,而氮磷添加则提高了养分归还量。在养分添加下三种林龄林分的凋落物养分归还量表现为,对照林分中,成熟林养分归还量最高中龄林次之老龄林最低,在养分添加林分中,成熟林养分归还量高于老龄林高于中龄林。
【学位单位】：安徽农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S714
【部分图文】：
亚热带常绿阔叶林凋落物量受到自身生物学特性以及气候因素以及其他因素的影响，其月动态呈有明显规律的变化。通过对亚热带常绿阔叶老龄林（200a）持续三年（2014年4月至2017年3月）的观测（图3-1），我们可以发现如下结果：在 2014 年 4 月至 2015 年 3 月的年周期中，月凋落物总量在年周期内呈现出明显地双峰模型，峰值分别出现在 2014 年 4 月和 2014 年 11 月，最低值出现在 2015年 2 月，在 2014 年 9 月出现了一个月凋落物总量的小高峰。在 2014 年 4 月的峰期值，养分添加下月凋落物总量具体表现为：N+P（1377.90 kg·hm-2）> N（1077.45kg·hm-2）> CK（972.33 kg·hm-2）。由此可见，氮添加提高了峰期值下的凋落物量，而氮磷添加使凋落物量进一步得到了增加；在 2014 年 11 月的峰值期
18图 3-2 不同养分添加处理下亚热带常绿阔叶成熟林凋落物量的月动态Fig. 3-2 The monthly dynamics of litter biomass with different nutrient addition in the Subtropical evergreen broad-leaved mature stand
21图 3-3 不同养分添加处理下亚热带常绿阔叶中龄林凋落物量的月动态Fig. 3-3The monthly dynamics of litter biomass with different nutrient addition in the Subtropical evergreen broad-leaved middle-aged stand
【参考文献】
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本文编号：
2859693
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