模拟氮沉降对落叶松人工林土壤碳收支过程的影响

发布时间：2017-08-12 07:26

  本文关键词：模拟氮沉降对落叶松人工林土壤碳收支过程的影响

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【摘要】：在东北林业大学帽儿山实验林场26年生落叶松人工林中,连续3年(2013～2015年)施加NH4NO3模拟氮沉降试验((对照(CK,0 g Nm-2·a1)、低氮(N1,5 gN·m-2·a-1)、中氮(N2,10gN·m-2·a-)、高氮(N3,15研究不同氮沉降水平对土壤碳输入(凋落物分解,细根周转)和碳输出(土壤呼吸)过程的影响,从而揭示土壤碳库变化的影响机制。研究结果表明：(1)低氮和中氮处理显著提高落叶松人工林凋落物分解的碳释放率(P0.05),高氮则无显著影响(P0.05)。凋落物叶片氮含量随氮沉降增加呈增加趋势,碳氮比呈降低趋势。(2)模拟氮沉降降低落叶松人工林细根年产量和周转速率,二者均在高氮处理下显著降低(P0.05),在低氮和中氮处理下与对照间差异不显著(P0.05)。通过极差法计算的细根年生产量最低(31.44～62.63g·m-2·a-1),平衡转移法最高(97.25～193.86 g·m-2·a-1),积分法居中间(33.76～86.32g·m-1·a-1)。细根分解的碳释放率变化趋势同凋落物一致,均在低氮和中氮处理下显著提高(P0.05),在高氮处理下无显著变化(P0.05),细根氮含量随氮沉降增加呈升高趋势,碳氮比呈降低趋势。(3)随模拟氮沉降时间增长,落叶松人工林土壤呼吸速率的变化趋势有所改变。起初,氮沉降处理均显著提高土壤呼吸速率(P0.05),而后,低氮处理仍呈促进效应(P0.05),中氮和高氮处理则由促进(P0.05)转为抑制(P0.05)效应；土壤微生物呼吸速率在低氮处理下提高(P0.05),在中氮和高氮处理下显著降低(P0.05)；细根呼吸速率在氮沉降处理下无显著变化(P0.05)。(4)模拟氮沉降显著影响落叶松人工林土壤有机碳含量。低氮和中氮处理显著提高土壤总有机碳(TOC)(P0.05)和可溶性有机碳(DOC)含量(P0.05),高氮处理无显著影响(P0.05)；低氮处理显著提高土壤微生物量碳(MBC)和易氧化碳(LOC)含量(P0.05),中氮和高氮处理对MBC含量无显著影响(P0.05),显著降低LOC含量(P0.05)。土壤pH值随氮沉降增加逐渐降低,各处理间均差异显著(P0.05)。综上所述,落叶松人工林土壤碳排放(土壤呼吸)过程在低氮处理(N1)下受到促进,在中氮和高氮处理下(N2和N3)由促进转为抑制；土壤的碳输入(凋落物和细根分解)过程在低氮和中氮处理下受到促进,在高氮处理下无变化；细根的年产量和周转速率在各氮沉降处理均有所降低。总之,短期的模拟氮沉降中,低水平氮沉降可能加速帽儿山地区落叶松人工林土壤碳的周转,中高水平氮沉降则有促进土壤碳积累的趋势。
【关键词】：落叶松(Larix olgensis) 人工林 氮沉降 凋落物分解 细根周转 土壤呼吸 土壤活性碳库
【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3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 全球氮沉降变化及研究现状8-9
• 1.2 森林土壤碳库的影响因素9-13
• 1.2.1 氮沉降对凋落物分解(土壤碳输入)的影响9-10
• 1.2.2 氮沉降对细根周转(土壤碳输入)的影响10-11
• 1.2.3 氮沉降对森林土壤呼吸(土壤碳输出)的影响11-12
• 1.2.3.1 自养呼吸11
• 1.2.3.2 异养呼吸11-12
• 1.2.4 氮沉降对森林土壤活性碳库的影响12-13
• 1.3 研究的目的意义和主要研究内容13-15
• 2 研究地区概况与研究方法15-20
• 2.1 研究地区概况15
• 2.1.1 研究地区自然概况15
• 2.1.2 研究样地概况15
• 2.2 研究方法15-18
• 2.2.1 样地设置15
• 2.2.2 凋落物分解速率与养分测定15-16
• 2.2.3 细根分解、周转速率与养分测定16-17
• 2.2.4 土壤呼吸与呼吸组分测定17-18
• 2.2.5 土壤碳的测定18
• 2.3 数据处理18-20
• 3 结果与分析20-37
• 3.1 模拟氮沉降对凋落物分解的影响20-22
• 3.1.1 凋落物分解碳释放20
• 3.1.2 凋落物氮含量与碳氮比20-22
• 3.1.3 讨论22
• 3.2 模拟氮沉降对细根分解和周转速率的影响22-26
• 3.2.1 细根分解碳释放22-23
• 3.2.2 细根氮含量与碳氮比23
• 3.2.3 细根生产量与周转速率23-25
• 3.2.4 讨论25-26
• 3.3 模拟氮沉降对土壤呼吸的影响26-33
• 3.3.1 土壤呼吸26
• 3.3.2 细根呼吸和异养呼吸26-31
• 3.3.3 土壤呼吸速率与环境因子的回归分析31
• 3.3.4 讨论31-33
• 3.4 模拟氮沉降对落叶松人工林土壤活性有机碳库的影响33-37
• 3.4.1 氮沉降对土壤碳氮含量与pH值的影响33
• 3.4.2 氮沉降对土壤活性有机碳库的影响33-35
• 3.4.3 讨论35-37
• 结论37-38
• 参考文献38-50
• 攻读学位期间发表的学术论文50-51
• 致谢51-52

【参考文献】

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本文编号：660424