树种差异对土壤碳截获及肥力的影响机制的初步研究

发布时间：2017-06-26 05:06

  本文关键词：树种差异对土壤碳截获及肥力的影响机制的初步研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：尽管普遍认为树种差异能够显著影响土壤碳截获和土壤肥力,但是不同土壤条件下表现是否一致,发生在哪些土壤组分并没有一致结论。因此,研究树种差异对松嫩平原盐碱地土壤理化性质及细根生长的影响,旨在探讨造林对盐碱土壤的改良及盐碱土壤条件下树种差异对土壤碳截获及肥力的影响。对东北地区土壤类型较为典型的不同林分类型的人工林开展不同土壤类型条件下树种差异对土壤碳、肥力和枯枝落叶以及根系化学组分影响的研究,旨在揭示针、阔叶树种差异在造林过程中如何影响土壤碳截获和肥力,在不同土壤条件下是否一致,并找到根系和枯枝落叶化学组成与土壤碳截获和肥力的关系。对东北地区常见造林树种(水曲柳、落叶松、樟子松)及农田开展树种差异对土壤组分碳截获、肥力及特征的影响的研究,旨在探讨树种差异对土壤碳截获、肥力的影响发生在哪个土壤组分,并找到其分子机制。结论如下：1)在松嫩平原地区的重度苏打化盐碱地上,黄檗和水曲柳不适合作为造林树种,榆树、杨树、樟子松和落叶松可以作为盐碱地造林的适宜树种进行推广,且在在造林过程中,应该增加人工浇水的频度和总量。农田、草地、林地之间的全氮,速效磷等土壤肥力指标没有明显差别,且三者的转换并未对土壤碳截获造成影响,但是树种差异对土壤有机碳含量有影响,尤其是杨树、樟子松的土壤有机碳含量分别为12.3g·kg-1、13.2g·kg-含量明显低于其他植被类型p0.05)。对于大多数土壤肥力指标及有机碳,植被间差异可以深达60cm,且除根系密度、土壤pH、速效磷含量、根系含水量外其余指标在0-60cm的植被间差异均一致。2)东北地区针、阔叶树种土壤碳截获及肥力差异显著,阔叶人工林的土壤有机碳含量及肥力均高于针叶人工林。针、阔叶树种差异对枯枝落叶及根系化学组成的影响非常显著,针叶人工林枯枝落叶及根系的有机碳含量均高于阔叶人工林,但同时其化学组成中的耐分解指标如：枯枝落叶的C/P、总酚含量、纤维素含量、木质素含量,根系的总酚含量、纤维素含量、综纤维素含量、木质素含量等均高于阔叶人工林,说明阔叶人工林的枯枝落叶及根系较之于针叶人工林更加易于分解。枯枝落叶及根系的化学组成与土壤的C、N、P及其比值显著相关,但二者分工不同。根系主要影响了土壤的C储量及肥力,而枯枝落叶虽然也对此发挥着作用,但其主要影响的是土壤的养分配比。今后该地区在人工林营造过程中,无论是在暗棕壤、黑士、盐碱土还是沙土上,阔叶树种是首选。管理现有林分时,应适当对针叶人工林施加适量的氮肥,并且在该地区林分评价过程中,应当特别注意针阔叶树种碳汇功能的差异。3)树种差异显著影响了小颗粒团聚体的质量,水曲柳比农田高出83%。树种差异对有机碳含量的影响主要体现在在泥沙黏土组分,水曲柳分别比农田高出49%,而原土及各组分氮含量及C/N的种间差异不大。说明树种差异对质量的影响主要发生在粒径较大的土壤组分,对有机碳含量的影响则主要集中在更为细小的士壤组分,但是对原土及各组分氮肥的影响不大。水曲柳、落叶松、樟子松、农田原土及各组分8个红外官能团的种间差异均不明显。11种元素中,种间差异明显的是原土的金属元素Ca和非金属元素N,各土壤组分元素的种间差异则并不明显。X-射线矿物特征差异主要表现在原土及团聚体,而更为细小的泥沙和黏土组分X-射线矿物则受种间差异影响较小。
【关键词】：树种差异 土壤碳截获 土壤肥力 枯枝落叶 根系
【学位授予单位】：东北林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S714
【目录】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-15
• 1.1 土壤碳截获、肥力研究的重要性10
• 1.2 树种差异对土壤碳截获、肥力的影响10-11
• 1.3 枯枝落叶、根系化学组成与土壤碳氮截获机制11
• 1.4 土壤组分分级与碳氮动态机制11-12
• 1.5 基于红外光谱、X-射线衍射与光电子能谱研究土壤的进展12
• 1.6 本研究的目的和意义12-15
• 2 不同植物种植对盐碱地土壤理化性质与细根生长的影响15-23
• 2.1 研究地概况15
• 2.2 研究方法15-16
• 2.2.1 样方调查15
• 2.2.2 土壤样品采集15-16
• 2.2.3 土壤相关指标测定16
• 2.2.4 数据处理16
• 2.3 结果与分析16-19
• 2.3.1 植被类型、土壤深度以及二者的交互作用对所有土壤相关指标的整体影响16-17
• 2.3.2 植被类型、土壤深度以及二者的交互作用对各个土壤相关指标的具体影响17
• 2.3.3 各个土壤相关指标在植被类型间的差异模式与大小17-18
• 2.3.4 植被类型与土壤深度交互作用结果18-19
• 2.4 讨论19-22
• 2.4.1 不同植物种植对土壤pH、电导率的影响19-20
• 2.4.2 不同植物种植对土壤含水量的影响20-21
• 2.4.3 不同植物种植对土壤肥力的影响21
• 2.4.4 不同植物种植对土壤碳截获的影响21-22
• 2.4.5 植物种类、土壤深度的交互作用22
• 2.5 本章小结22-23
• 3 针、阔叶树种差异对土壤碳截获、肥力的影响及其机制23-47
• 3.1 研究地概况23
• 3.2 研究方法23-26
• 3.2.1 样方调查23-24
• 3.2.2 样品采集24
• 3.2.3 土壤、枯枝落叶、根系指标测定24-25
• 3.2.4 数据处理25-26
• 3.3 结果分析26-44
• 3.3.1 阔叶、针叶人工林土壤指标的差异及其在不同土壤类型的表现26-28
• 3.3.2 不同土壤类型条件下阔叶、针叶人工林枯枝落叶化学组分的差异28-30
• 3.3.3 不同土壤类型条件下阔叶、针叶人工林根系的化学组分的差异30-32
• 3.3.4 土壤C、N、P、C/N、C/P、N/P与枯枝落叶及根系化学组分的相关关系32-44
• 3.4 讨论44-46
• 3.4.1 针阔叶树种差异对土壤碳截获和肥力的影响44
• 3.4.2 针阔叶树种枯枝落叶、根系化学组成的差异44-45
• 3.4.3 针阔叶树种枯枝落叶、根系化学组成对土壤碳截获与肥力的影响45-46
• 3.4.4 针阔叶树种差异对未来造林及现有林分管理、评价的影响46
• 3.5 本章小结46-47
• 4 不同树种和农田土壤组分分级相关碳氮差异47-66
• 4.1 研究地概况47
• 4.2 研究方法47-51
• 4.2.1 样方调查47
• 4.2.2 样品采集47-48
• 4.2.3 土壤组分分级48
• 4.2.4 原土及各土壤组分有机碳、氮的测定48
• 4.2.5 原土及各土壤组分红外官能团的测定48-50
• 4.2.6 X-射线衍射法测定原土及各土壤组分矿物组成及结晶状态指标50
• 4.2.7 X-射线光电子能谱测定原土及各土壤组分表面元素50
• 4.2.8 数据处理50-51
• 4.3 结果分析51-64
• 4.3.1 水曲柳、落叶松、樟子松、农田原土及各组分质量、有机碳、氮、C/N的差异51
• 4.3.2 水曲柳、落叶松、樟子松、农田原土及各组分8个红外官能团的差异51-55
• 4.3.3 水曲柳、落叶松、樟子松、农田原土及各组分11种表面元素的差异55-59
• 4.3.4 水曲柳、落叶松、樟子松、农田原土及各组分X-射线矿物指标的差异59-64
• 4.4 讨论64-65
• 4.4.1 不同树种与农田土壤组分质量、碳、氮差异64
• 4.4.2 不同树种与农田土壤组分特征差异64-65
• 4.5 本章小结65-66
• 结论66-67
• 参考文献67-72
• 攻读学位期间发表的学术论文72-73
• 致谢73-74

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