黄土丘陵区典型退耕植被土壤化学计量特征

发布时间：2017-04-05 08:15

  本文关键词：黄土丘陵区典型退耕植被土壤化学计量特征，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：退耕还林(草)工程在防治水土流失、恢复生态环境以及治理土壤退化方面具有极其重要的作用,而退耕植被类型的差异是引起土壤及微生物碳(C)、氮(N)、磷(P)分布发生变化的主要因素。本研究以陕北黄土丘陵区不同退耕年限刺槐45年(RP45a)、刺槐40年(RP40a)、刺槐15年(RP15a)和柠条40年(CK40a)、柠条30年(CK30a)、柠条20年(CK20a)、山桃与柠条混交林(MS)和撂荒地(AF)等典型退耕植被为研究对象,以空间代替时间的方法分析不同退耕植被土壤及微生物C,N,P含量的分布特征和不同退耕植被对土壤及微生物化学计量学特征的影响,揭示影响土壤和微生物C,N,P含量与土壤和微生物C:N,C:P和N:P化学计量学比值的关系。得到以下主要结论:(1)与耕地相比,不同退耕植被土壤C,N,P含量显著增加,且土壤C:N,C:P和N:P化学计量特征受植被类型和土层的影响较大。与耕地相比,不同退耕植被有机碳(SOC)、全氮(TN)、全磷(TP)含量显著增加,表层含量最高,随土层深度的增加呈递减趋势。且随退耕年限增加呈递增趋势。在不同退耕年限下SOC、TN及TP变化分别为:刺槐45年(RP45a)刺槐40年(RP40a)刺槐15年(RP15a)耕地(CL),柠条40年(CK40a)柠条30年(CK30a)柠条20年(CK20a)耕地(CL)。不同退耕植被土壤C:N、C:P和N:P比值变化分别为7.79 14.31、5.49 13.72和0.49 1.42,其平均值分别为10.57、8.67、0.86。且不同退耕植被土壤C:N,C:P和N:P化学计量比值高于耕地。(2)与耕地相比,不同退耕植被土壤微生物C,N,P含量显著提高。且土壤微生物C:N,C:P和N:P化学计量比值均受植被类型和土层影响。与耕地相比,退耕植被土壤微生物碳(MBC)、微生物氮(MBN)、微生物磷(MBP)含量均显著增加,含量在表层土壤最高,随土层深度的增加呈递减趋势。土壤MBC、MBN、MBP含量与植被类型及土壤层次的垂直分布有密切的关系。土壤MBC、MBN、MBP均随着年限增加呈递增趋势,其变化为:刺槐45年(RP45a)刺槐40年(RP40a)刺槐15年(RP15a)耕地(CL),柠条40年(CK40a)柠条30年(CK30a)柠条20年(CK20a)耕地(CL)。土壤MBC:MBN、MBC:MBP和MBN:MBP比值变化分别为5.04 21.21、9.39 31.38和1.00 4.94,其平均值分别为9.01、18.60、2.55。因CK20a微生物氮含量较低,而出现较高的MBC:MBN比值;RP15a因其较低微生物磷含量,而表现出较高的MBC:MBP比值。且不同退耕植被土壤MBC:MBN,MBC:MBP和MBN:MBP化学计量比值高于耕地。(3)土壤和微生物C、N、P含量与土壤和微生物C:N,C:P和N:P化学计量学比值具有显著相关关系。土壤与微生物C,N,P元素之间存在显著的相互约束作用,土壤微生物C,N,P含量与N/P和MBN/MBP显著相关,不同植被类型N/P和MBN/MBP偏低,TP和MBP与前人研究结果相近,而N/P作为陆地生态系统营养限制指标显著低于前人研究结果,但土壤TP主要来自土壤矿质磷酸盐的风化分解,且磷素含量充足,表明黄土丘陵区植被生长存在氮营养限制现象。
【关键词】：土壤微生物量 土壤化学计量特征 退耕还林 黄土丘陵区
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S153
【目录】：

• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 第一章 文献综述11-18
• 1.1 引言11
• 1.2 国内外研究进展11-15
• 1.2.1 土壤微生物生物量C, N, P研究11-13
• 1.2.2 土壤微生物碳、氮、磷与植被类型关系研究13-14
• 1.2.3 土壤C,N,P生态化学计量特征研究14-15
• 1.2.4 不同退耕植被土壤生态化学计量特征与土壤和微生物C, N, P含量关系研究15
• 1.3 研究目的及意义15-16
• 1.4 研究内容16-17
• 1.4.1 不同退耕植被土壤C, N, P含量及生态化学计量特征分布16
• 1.4.2 不同退耕植被土壤微生物C、N、P含量及生态化学计量特征分布16
• 1.4.3 不同退耕植被土壤和微生物C、N、P含量与土壤生态化学计量比值关系16-17
• 1.5 技术路线17-18
• 第二章 材料与方法18-21
• 2.1 研究材料18-19
• 2.1.1 研究区概况18
• 2.1.2 样地选择18-19
• 2.2 研究方法19-20
• 2.2.1 土壤样品采集19-20
• 2.2.2 土壤测定方法20
• 2.3 数据处理20-21
• 第三章 结果与分析21-41
• 3.1 黄土丘陵区不同退耕植被土壤C,N,P含量的变化特征21-27
• 3.1.1 不同退耕植被土壤SOC、TN及TP含量垂直分布特征21-23
• 3.1.2 不同退耕植被土壤SOC、TN及TP储量差异23-26
• 3.1.3 不同退耕植被对土壤C、N、P含量变化的影响26-27
• 3.2 不同退耕植被土壤微生物量C, N,P含量的变化特征27-32
• 3.2.1 不同退耕植被土壤微生物量C,N,P含量变化27-29
• 3.2.2 不同退耕植被土壤微生物C, N, P与土壤C,N,P比值变化29-30
• 3.2.3 不同退耕植被对土壤微生物C、N、P含量变化的影响30-32
• 3.3 不同退耕植被土壤及微生物量C,N,P化学计量特征32-36
• 3.3.1 不同退耕植被土壤C,N,P化学计量特征32-33
• 3.3.2 不同退耕植被土壤微生物C,N,P化学计量特征33-34
• 3.3.3 土壤和土壤微生物C, N, P与土壤化学计量学比值之间的相关分析34-36
• 3.4 不同退耕植被土壤C,N,P化学计量特征对土壤和微生物量C,N,P含量的影响36-41
• 3.4.1 不同退耕植被不同土层土壤碳、氮、磷之间的关系36-37
• 3.4.2 不同植被类型不同土层土壤及微生物化学计量学特征对碳、氮、磷的影响37-39
• 3.4.3 不同退耕植被对土壤化学计量特征的影响39-41
• 第四章 讨论与结论41-47
• 4.1 讨论41-45
• 4.1.1 不同退耕植被土壤SOC、TN及TP分布的影响41-42
• 4.1.2 不同退耕植被对土壤微生物C, N, P的影响42-43
• 4.1.3 不同退耕植被对土壤及微生物C, N, P生态化学计量特征的影响43-44
• 4.1.4 不同退耕植被土壤和微生物C, N, P含量与土壤生态化学计量特征的关系44-45
• 4.2 结论45-47
• 4.2.1 不同退耕植被对土壤 C, N, P 含量显著增加，且土壤 C:N、C:P、N:P 化学计量特征受植被类型和土层影响45
• 4.2.2 不同退耕植被显著提高了土壤微生物 C, N, P 含量，且土壤微生物 C:N、C:P、N:P化学计量特征受植被类型和土层影响45-46
• 4.2.3 不同退耕植被土壤和微生物碳、氮、磷与土壤生态化学计量特征具有显著的相关关系46-47
• 参考文献47-52
• 致谢52-53
• 作者简介53

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