外源碳氮输入对不同纬度森林土壤有机碳矿化和固持的影响
发布时间：2021-07-25 14:18
土壤是陆地生态系统中最大的碳库,它的微弱变化都会对全球碳平衡造成重大影响。森林生态系统是陆地生态系统的最重要的组成部分,其土壤碳库对全球碳平衡起着关键的作用。外源碳的输入会改变土壤有机碳的矿化,产生激发效应。目前对土壤激发效应的研究很多,涉及不同的森林类型和外源碳种类,但得到的结论并不一致。这主要是因为没有系统的在不同森林类型进行统一的处理研究。不仅如此,激发效应还受到氮有效性的调控,目前还没有得出统一的机理性的解释。外源碳、氮的添加不仅会改变原有土壤有机碳的矿化,还会被微生物利用和转化,形成新的有机碳。对固持的碳的量以及其稳定性还不是很清楚,需要进一步的研究。因此本研究拟对处于不同纬度的不同森林群落类型（根河,东灵山,太白山,八大公山,鼎湖山,尖峰岭）进行野外调查和室内土壤培养实验,探讨其土壤有机碳的矿化特征及对碳氮添加的响应,以期在控制土壤有机碳动态的生态过程及机理方面有所突破。同时以八大公山为例,通过添加标记的葡萄糖以及氮源进行培养实验来追踪葡萄糖碳在土壤中的分布并评估其稳定特征。主要结论如下:（1）表层土壤有机碳具有明显的纬度梯度特征,随着纬度的升高有机碳含量呈升高的趋势,八大...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)湖北省
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
第2章材料与方法23第2章材料与方法2.1样地概况本研究沿纬度梯度选取六个地点，跨度从海南尖峰岭到内蒙古根河，南北相距大约3700km。这六个地点森林生态系统分别位于内蒙古根河，北京东灵山，陕西太白山，湖南八大公山，广东鼎湖山和海南尖峰岭。年均温在-3.6℃到23.2℃之间。年均降水量在437.1到2265mm之间。每个采样点选取具有区域代表性的典型森林生态系统为研究对象。研究区域跨越多个气候带和植被类型。从北到南依次为寒温带针阔混交林，暖温带落叶阔叶林，暖温带落叶阔叶混交林，北亚热带常绿落叶阔叶混交林，南亚热带常绿阔叶林和热带山地雨林，取样点见图1。图2.1取样的空间分布图Figure2.1Thespatialdistributionofselectedforestsalongthelatitude根河采样点位于内蒙古根河市潮查林场（50°56.658′N，121°29.543′E）。海拔800m左右，气候类型是寒温带大陆性季风气候，年均温和年均降雨分别是-3.6℃和437mm，植被类型为针阔混交林，优势种主要是兴安落叶松（Larixgmelinii）和白桦（Betulaplatyphylla）。土壤类型为棕色针叶林土。东灵山位于北京门头沟区清水镇（39°58.668′N，115°25.617′E）。隶属于太行山脉，海拔800m以上。东灵山属于温带大陆季风性气候，并具有山地特点。年均温为6.55℃，年均降雨为568.1mm。取样地点植被类型为温带落叶阔叶林。优势种主要有辽东栎（Quercuswutaishansea）和山榆（Ulmusdavidiana）。土壤
第3章不同纬度森林表层和深层土壤碳含量、组成及其稳定特征393.4.2表层土壤有机碳及各碳组分纬度分布格局3.4.2.1表层土壤有机碳及各碳组分含量八大公山表层土壤的有机碳含量最高（136.84mgg-1），其次是根河（112.27mgg-1）（表3.1）。其有机碳含量的大小顺序是八大公山>根河>东灵山>鼎湖山>太白山>尖峰岭。八大公山和根河表层土壤有机碳含量之间没有显著的差异（p>0.05），却显著的高于其他四个地点森林土壤（p<0.05）。尖峰岭表层土壤有机碳含量最低（19.63mgg-1）。尖峰岭，鼎湖山和太白山表层土壤有机碳含量之间没有显著的差异（p>0.05），但都显著的低于东灵山表层土壤有机碳含量（p<0.05）。图3.1不同纬度表层土壤各组分的碳氮总量，A表示土壤碳组分总量，B表示土壤氮组分总量，数值为平均值±标准误（n=3）Figure3.1Thecarbonandnitrogencontentinbulksoilandsoilfractionsalongthelatitudeintopsoil.ArepresentsthecarboncontentsandBrepresentsthenitrogencontents.Thevaluesarethemeans±SE(n=3).在表层土壤轻组组分中，轻组碳总量最高的是根河（16.92mgg-1），其次是八大公山（15.66mgg-1），尖峰岭轻组碳总量最低（3.05mgg-1），除了八大公山之外，其他五个地点森林表层土壤的轻组碳总量表现出随纬度的升高而下降。尖峰岭以外的五个地点森林表层土壤轻组碳总量之间没有显著的差异（p>0.05）。根河表层土壤轻组碳总量显著的高于尖峰岭（p<0.05）。在表层土壤砂粒组分中，八大公山的砂粒碳总量最高（7.86mgg-1），其次是根河(5.46mgg-1)，但是根河，
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤有机碳矿化激发效应的微生物机制研究进展[J]. 魏圆云,崔丽娟,张曼胤,潘旭. 生态学杂志. 2019(04)
[2]中国东部森林土壤腐殖碳组分纬度格局及其影响因素（英文）[J]. 徐丽,王春燕,朱剑兴,高扬,李美玲,吕瑜良,于贵瑞,何念鹏. Journal of Geographical Sciences. 2018(01)
[3]Soil organic carbon contents, aggregate stability,and humic acid composition in different alpine grasslands in Qinghai-Tibet Plateau[J]. CAO Zhi-yuan,WANG Yong,LI Jie,ZHANG Jin-jing,HE Nian-peng. Journal of Mountain Science. 2016(11)
[4]外源碳输入对中亚热带森林深层土壤碳矿化和微生物决策群落的影响[J]. 廖畅,田秋香,汪东亚,曲来叶,吴宇,刘峰. 应用生态学报. 2016(09)
[5]深层土壤有机碳的来源、特征与稳定性[J]. 周艳翔,吕茂奎,谢锦升,杨智杰,江军,杨玉盛. 亚热带资源与环境学报. 2013(01)
[6]中国森林土壤碳储量与土壤碳过程研究进展[J]. 刘世荣,王晖,栾军伟. 生态学报. 2011(19)
[7]β-多样性的研究:应用多元回归和典范分析研究生态方差的分解[J]. Pierre Legendre. 植物生态学报. 2007(05)
[8]土壤碳库激发效应研究[J]. 黄文昭,赵秀兰,朱建国,谢祖彬,朱春梧. 土壤通报. 2007(01)
[9]土壤有机碳激发效应研究进展[J]. 陈春梅,谢祖彬,朱建国. 土壤. 2006(04)
本文编号：3302186
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院武汉植物园)湖北省
【文章页数】：147 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
技术路线图
第2章材料与方法23第2章材料与方法2.1样地概况本研究沿纬度梯度选取六个地点，跨度从海南尖峰岭到内蒙古根河，南北相距大约3700km。这六个地点森林生态系统分别位于内蒙古根河，北京东灵山，陕西太白山，湖南八大公山，广东鼎湖山和海南尖峰岭。年均温在-3.6℃到23.2℃之间。年均降水量在437.1到2265mm之间。每个采样点选取具有区域代表性的典型森林生态系统为研究对象。研究区域跨越多个气候带和植被类型。从北到南依次为寒温带针阔混交林，暖温带落叶阔叶林，暖温带落叶阔叶混交林，北亚热带常绿落叶阔叶混交林，南亚热带常绿阔叶林和热带山地雨林，取样点见图1。图2.1取样的空间分布图Figure2.1Thespatialdistributionofselectedforestsalongthelatitude根河采样点位于内蒙古根河市潮查林场（50°56.658′N，121°29.543′E）。海拔800m左右，气候类型是寒温带大陆性季风气候，年均温和年均降雨分别是-3.6℃和437mm，植被类型为针阔混交林，优势种主要是兴安落叶松（Larixgmelinii）和白桦（Betulaplatyphylla）。土壤类型为棕色针叶林土。东灵山位于北京门头沟区清水镇（39°58.668′N，115°25.617′E）。隶属于太行山脉，海拔800m以上。东灵山属于温带大陆季风性气候，并具有山地特点。年均温为6.55℃，年均降雨为568.1mm。取样地点植被类型为温带落叶阔叶林。优势种主要有辽东栎（Quercuswutaishansea）和山榆（Ulmusdavidiana）。土壤
第3章不同纬度森林表层和深层土壤碳含量、组成及其稳定特征393.4.2表层土壤有机碳及各碳组分纬度分布格局3.4.2.1表层土壤有机碳及各碳组分含量八大公山表层土壤的有机碳含量最高（136.84mgg-1），其次是根河（112.27mgg-1）（表3.1）。其有机碳含量的大小顺序是八大公山>根河>东灵山>鼎湖山>太白山>尖峰岭。八大公山和根河表层土壤有机碳含量之间没有显著的差异（p>0.05），却显著的高于其他四个地点森林土壤（p<0.05）。尖峰岭表层土壤有机碳含量最低（19.63mgg-1）。尖峰岭，鼎湖山和太白山表层土壤有机碳含量之间没有显著的差异（p>0.05），但都显著的低于东灵山表层土壤有机碳含量（p<0.05）。图3.1不同纬度表层土壤各组分的碳氮总量，A表示土壤碳组分总量，B表示土壤氮组分总量，数值为平均值±标准误（n=3）Figure3.1Thecarbonandnitrogencontentinbulksoilandsoilfractionsalongthelatitudeintopsoil.ArepresentsthecarboncontentsandBrepresentsthenitrogencontents.Thevaluesarethemeans±SE(n=3).在表层土壤轻组组分中，轻组碳总量最高的是根河（16.92mgg-1），其次是八大公山（15.66mgg-1），尖峰岭轻组碳总量最低（3.05mgg-1），除了八大公山之外，其他五个地点森林表层土壤的轻组碳总量表现出随纬度的升高而下降。尖峰岭以外的五个地点森林表层土壤轻组碳总量之间没有显著的差异（p>0.05）。根河表层土壤轻组碳总量显著的高于尖峰岭（p<0.05）。在表层土壤砂粒组分中，八大公山的砂粒碳总量最高（7.86mgg-1），其次是根河(5.46mgg-1)，但是根河，
【参考文献】：
期刊论文
[1]土壤有机碳矿化激发效应的微生物机制研究进展[J]. 魏圆云,崔丽娟,张曼胤,潘旭. 生态学杂志. 2019(04)
[2]中国东部森林土壤腐殖碳组分纬度格局及其影响因素（英文）[J]. 徐丽,王春燕,朱剑兴,高扬,李美玲,吕瑜良,于贵瑞,何念鹏. Journal of Geographical Sciences. 2018(01)
[3]Soil organic carbon contents, aggregate stability,and humic acid composition in different alpine grasslands in Qinghai-Tibet Plateau[J]. CAO Zhi-yuan,WANG Yong,LI Jie,ZHANG Jin-jing,HE Nian-peng. Journal of Mountain Science. 2016(11)
[4]外源碳输入对中亚热带森林深层土壤碳矿化和微生物决策群落的影响[J]. 廖畅,田秋香,汪东亚,曲来叶,吴宇,刘峰. 应用生态学报. 2016(09)
[5]深层土壤有机碳的来源、特征与稳定性[J]. 周艳翔,吕茂奎,谢锦升,杨智杰,江军,杨玉盛. 亚热带资源与环境学报. 2013(01)
[6]中国森林土壤碳储量与土壤碳过程研究进展[J]. 刘世荣,王晖,栾军伟. 生态学报. 2011(19)
[7]β-多样性的研究:应用多元回归和典范分析研究生态方差的分解[J]. Pierre Legendre. 植物生态学报. 2007(05)
[8]土壤碳库激发效应研究[J]. 黄文昭,赵秀兰,朱建国,谢祖彬,朱春梧. 土壤通报. 2007(01)
[9]土壤有机碳激发效应研究进展[J]. 陈春梅,谢祖彬,朱建国. 土壤. 2006(04)
本文编号：3302186
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