岷江上游土壤有机氮组分空间分布特征及影响因素研究

发布时间：2020-08-15 17:45

【摘要】：岷江上游地处横断山区北端,四川盆周丘陵山地向青藏高原的过渡地带,是全球气候变化敏感区和生态环境脆弱区。土壤中90%左右的氮素以有机氮的形态存在,是土壤氮素营养循环的重要部分。因此,研究该区域土壤有机氮组分含量分布、影响因素以及对全球气候变化的响应和反馈有十分重要的意义。本文结合野外调查、室内化验分析等资料,研究了岷江上游0-40 cm 土层土壤有机氮组分含量及空间分布特征,并利用多元回归分析、主成分分析等多元统计方法综合分析了土壤有机氮组分与多环境因素之间的关系,获得土壤有机氮组分对环境变化的调控和响应机理。主要结论如下:(1)岷江上游土壤总有机氮含量为0.82-4.05 g kg-1。其中,土壤中酸解氮含量为0.56-2.61 g kg-1,占总有机氮的58.57-78.92%;土壤中非酸解氮含量为0.26-1.44 g kg-1,占总有机氮的21.00-41.53%。土壤有机氮组分中以氨基酸态氮、未知态氮为主,分别为 0.22-1.03 g kg1 和 0.19-0.94g kg-1,氨基糖态氮含量最低,为 0.03-0.14 g kg-1。(2)除氨基糖氮外,8种土壤下各有机氮组分含量呈显著差异(P0.05),均随土层深度的增加而降低。其中高山草甸土有机氮组分含量显著高于其他土壤类型(P0.01)。在剖面分布上,酸解氮占总有机氮比例呈随土层深度增加而降低的趋势,而非酸解氮则与之相反。随土壤由黄棕壤依次变化到高山草甸土,非酸解氮占总有机氮比例逐渐增加。5种酸解组分氮分配比例以氨基酸氮占总有机氮比例最大,以氨基糖氮所占比例最小。除氨基糖氮外,土壤有机氮组分含量均自东南到西北逐渐增加。易变有机氮组分与纬度呈极显著线性或指数正相关(P0.01),而与与经度呈极显著线性负相关(P0.01)。(3)除氨基糖氮外,土壤有机氮组分含量与pH、有机质、粉粒、全磷呈极显著正相关(P0.01),与砂粒、粘粒、全钾呈极显著负相关(P0.01)。有机质与有机氮组分间的相关系数大于其它组分,氨基酸氮与各土壤性质之间的相关系数大于其它组分。(4)母质、地形、植物群落、土地利用和道路等环境因素均显著或极显著影响了土壤有机氮组分含量(P0.05)。除氨基糖氮外,不同母质下土壤有机氮组分含量均呈极显著差异(P0.01);土壤有机氮组分与海拔极显著相关(P0.01),并均呈现随海拔的增加而增加的趋势;除氨基糖氮外,西坡和北坡下土壤有机氮组分含量显著大于南坡和东坡;不同植物群落间土壤有机氮组分含量差异显著(P0.05),其变化趋势表现为从干旱河谷灌丛群落最低,群落结构变化到常绿落叶阔叶林和落叶阔叶林群落,土壤有机氮组分含量呈逐渐增加的趋势;其次,在针叶林群落有机氮组分含量有所下降,而后过渡到高山灌丛草甸以及高山草甸群落,土壤有机氮组分含量又呈现出逐渐增加的趋势;不同土地利用方式下土壤有机氮组分含量差异显著(P0.01),灌丛地下的土壤有机氮组分含量显著低于其余各土地利用方式(P0.05),草甸下各土壤有机氮组分含量最高;除氨基糖氮外,其余各土壤有机氮组分含量均随着距离的增加而增加。(5)随着温度的上升,氨基酸氮含量呈线性降低趋势,其余各有机氮组分含量呈现明显的指数降低趋势(P0.01)。随降水的增加,除20-40cm的氨基糖氮外,其余各有机氮组分含量呈对数降低的趋势(P0.01)。变异系数的差异表明温度对于土壤有机氮组分含量的影响大于降水。温度从-3 ℃升高到-2 ℃,以非酸解氮含量降低最为明显,为0.203 g kg-1,从14 ℃升高到15 ℃,以氨基酸氮含量降低最为明显,为0.050 g kg-1。升温1 ℃造成土壤有机氮含量的下降,下降幅度较大出现在研究区西北部的高海拔高寒草甸地区(-3--2 ℃),而下降幅度较小的出现在研究区东南部的低海拔干旱河谷地带(14-15℃),说明各有机氮组分在海拔较高区域对温度的敏感程度高于海拔较低的区域。降水从400 mm上升到500 mm以及从900 mm上升到1000 mm,均以非酸解氮的含量降低最为明显,分别为0.279 g kg-1和0.132 g kg-1。(6)主成分分析表明,母质、海拔、气温、降水、土地利用方式、植物群落这6个因素是影响SONFs含量的主要因素。多元逐步回归分析表明,0-20cm模型的解释方差介于0.228-0.938之间,其中母质、海拔、坡向、土地利用和植物群落是影响各有机氮组分含量的正因子(P0.01);降水则是酸解总氮含量的负因子,而是氨基酸氮的正因子。在20-40 cm模型的解释方差介于0.246-0.877之间,母质、海拔、坡向和植物群落是土壤有机氮组分含量的正因子,气温和土地利用是影响氨态氮的负因子,降水是影响氨基酸氮的正因子。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：S153.6
【图文】：

空间分布,有机氮,土壤有机氮,组分

有机氮是土壤氮素的主要存在形态，也是矿质态氮的源和库，其含量和分布受诸逡逑多因素影响。为了解土壤有机氮的地理分布特征，本研宄采用克里格插值法和多元逐逡逑步回归分析进行了探索。土壤有机氮组分在研宄区域的空间分布如图３．２所示，除逡逑ＡＳＮ外，土壤有机氮组分含量空间分布大致相似，均呈自东南到西北逐渐增加的趋逡逑势，这是由于地理位置所导致的海拔、气候差异的影响。逡逑有机氮组分含量低值区主要分布在东南部的千旱河谷，高值区主要分布在西北部逡逑２１逡逑

土壤有机氮,有机氮组分,海拔,组分含量

母质逦母质逡逑图５．１不同母质下土壤有机氮组分含量特征逡逑Ｆｉｇ邋５．１邋ＳＯＮＦ邋ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ邋ｏｆ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐａｒｅｎｔ邋ｍａｔｅｒｉａｌ逡逑注：不同小写字母表示同一土层不同母质之间差异显著（户＜邋０．０５）．邋Ｎｏｔｅ：邋Ｍｅａｎｓ邋ｗｉｔｈ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｌｏｗｗｅｒ邋ｌｅｔｔｅｒｓ逡逑ａｒｅ邋ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔａｍｏｎｇ邋ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ邋ｐａｒｅｎｔ邋ｍａｔｅｒｉａｌ邋（Ｐ邋＜邋０．０５）邋ａｃｃｏｒｄｉｎｇ邋ｔｏ邋ｔｈｅ邋ＬＳＤ邋ｔｅｓｔ．逡逑５．１．２地形逡逑（１）海拔逡逑海拔通过影响水热条件，进而影响植被组成，导致土壤养分含量、有机质分解转逡逑化速度及生物活动等。调查显示，本研宄区海拔变化范围为１４７１ｍ到４２００邋ｍ，相对逡逑高差达到１０００邋ｍ以上。对研究区６８个样点的回归分析表明，土壤有机氮各组分含量逡逑均与海拔极显著相关（Ｐ邋＜邋０．０１），均呈随海拔增加而增加的趋势（图５．２）。随着海拔高逡逑度的上升

土壤有机氮,组分含量,有机氮组分,单因素方差分析

１０－２０邋ｋｍ、＞２０邋ｋｍ。将各样点与道路距离和各有机氮组分进行单因素方差分析，结逡逑果表明，在０－２０邋ｃｍ邋土层中，除ＡＳＮ外，在不同距离远近下其余各有机氮组分含量逡逑呈显著差异，均随着距离的增加而增加（图５．６）。逡逑４！逡逑

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