环境因子与叶片矿质元素对植物或土壤氮同位素值的影响
发布时间：2021-06-05 07:10
氮循环是重要的生物地球化学循环过程。人类活动加速了全球变暖、降水量重新分配、营养元素失衡以及大气氮沉降增加等全球变化的进程,这将严重影响自然生态系统氮循环过程。因此,研究全球变化对陆地生态系统氮循环的影响,揭示氮循环对全球变化的响应机理,能够为预测未来情景下的氮循环模式提供依据。植物及土壤氮同位素值作为陆地氮循环的指示器,能够反映陆地生态系统氮循环对全球变化的响应。所以,为了更好地揭示陆地生态系统氮循环对全球变化的响应,本论文探索了温度、降水、土壤属性、叶片矿质元素以及大气氮沉降等因素对植物或土壤氮同位素值的影响。主要结果如下:（1）天山南坡的植物氮同位素值、土壤氮同位素值以及富集系数高于北坡,表明天山南坡的土壤氮素有效性以及氮素转换效率比北坡高;天山南坡与北坡显著的气候环境条件差异对生态系统氮循环造成了强烈的影响。天山北坡植物氮同位素值的影响因子有温度、降雨、叶片氮含量、叶片碳氮比、土壤水分、土壤粉粘比;而南坡的影响因子只有叶片碳氮比。天山北坡土壤氮同位素值的影响因子包括温度、降雨、土壤水分、土壤粉粘比;而南坡的影响因子只包括降雨和土壤水分。而且,降雨和土壤水分对北坡与南坡土壤氮同位...
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３．森林生态系统氮同位素的概念模型（Ｈｏｕｌｔｏｎ?ｅｔａｌ．，２００６）??－，５１４
及Ｈｏｂｂｉｅ等（２０００）的研宄结果表明，植物在获取氮素营养时对真菌的依赖越强，即菌根传递??给植物的含氮化合物越多，植物氮同位素值越偏负。如图丨－４所示，Ｈｏｂｂｉｅ?ａｎｄ?Ｃｏｌｐａｅｒｔ?（２００３）??以及Ｈｏｂｂｉｅ?ｅｔａｌ＿?（２０００）提出了植物－真菌－土壤系统中氮运移以及同位素分馏的模式，从图１－４??可以看出，如果菌根真菌将其吸收的氮素营养全部传递给寄主植物，即Ｔｒ＝ｌ吋，植物的氮同位??素值等于土壤可利用氮的氮同位素值。而实际情况中，由于菌根真菌本身也需要一定量的含氮化??合物来维持自身的结构与功能，所以这种情况是不存在的。也就是说，在植物利用菌根真菌提供??的含氮化合物后，植物的氮同位素值将比不依赖菌根真菌提供营养的植物（或不被菌根真菌侵染??的植物）的氮同位素值偏负；而且，植物通过该途径获取的含氮化合物越多，植物的氮同位素值??将更偏负。??ｔ?菌根??｜?■土壤ｍ?—植物??＾?＼（ｂ）??图１－５．菌根真菌对植物氛同位素值的影响（Ｅｖａｎｓ，?２００１）??Ｆｉｇ?１－５．?Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ?ｏｆ?ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｃ?ｏｎ?ｐｌａｎｔ?５Ｉ５Ｎ?（Ｅｖａｎｓ，?２００１）??与上述研究结果不同
图２－１．采样区域概况??注：采样的位置用点表示。北坡上共１７个釆样点（蓝色），南坡上共１６个釆样点（红色）。??Ｆｉｇ?２－１．?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??Ｎｏｔｅ：?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅｓ?ａｒｅ?ｉｎｄｉｃａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ｐｏｉｎｔｓ．?Ａ?ｔｏｔａｌ?ｏｆ?１７?ｓｉｔｅｓ?（ｂｌｕｅ?ｄｏｔｓ）?ｗｅｒｅ?ｓｅｌｅｃｔｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｎｏｒｔｈ??ｓｌｏｐｅ，?ａｎｄ?１６?ｓｉｔｅｓ?（ｒｅｄ?ｄｏｔｓ）?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｏｕｔｈ?ｓｌｏｐｅ．??表２－１．研究区域内气象观测站的气候数据??Ｔａｂｌｅ?２－１．?Ｃｌｉｍａｔｅ?ｄａｔａ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ?ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ａｒｅａ??气象观测站?地点?年平均温度?年平均降雨?海拔??Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ?ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｉｅｓ?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ＭＡＴ／°Ｃ?ＭＡＰ／ｍｍ?Ａｌｔ．／ｍ??乌鲁木齐观测站ＷＬＭＱ?北坡?６．９?２６９．４?９１８．７??中科院天山冰川观测站ＭＯＳ?北坡?－?５．２?４５３．４?３５３９．０??巴伦台观测站ＢＬＴ?南坡?６．６?２０８．４?１７３８．３??焉耆观测站?ＹＱ?＾?８＾?７３３?１０５５．８???
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响研究进展[J]. 罗维,邢亚娟,王庆贵. 中国农学通报. 2018(12)
[2]土壤增温和氮沉降对杉木幼树细根生物量的影响[J]. 蔡瑛莹,熊德成,李茵茵,郑欣,陈廷廷,陈望远,郭润泉,宋涛涛,陈光水,杨玉盛. 亚热带资源与环境学报. 2018(01)
[3]整合分析氮磷添加对土壤酶活性的影响[J]. 范珍珍,王鑫,王超,白娥. 应用生态学报. 2018(04)
[4]增雨和氮添加对内蒙古草原土壤氮矿化潜力的影响[J]. 杨浩,胡中民,郭群,李胜功,李凌浩,白文明. 自然资源学报. 2017(12)
[5]氮添加对3个油松种源幼苗生物量及其分配的影响[J]. 宋沼鹏,梁冬,侯继华. 北京林业大学学报. 2017(08)
[6]北京市内到郊区氮沉降时空变化特征[J]. 杨文琴,刘思慧,苗淼,高晓栋,陈锡云. 环境科学学报. 2016(05)
[7]植物氮同位素组成与其影响因子的关系研究进展[J]. 周咏春,程希雷,樊江文. 草地学报. 2012(06)
[8]Nitrogen isotope composition characteristics of modern plants and their variations along an altitudinal gradient in Dongling Mountain in Beijing[J]. LIU XianZhao 1,WANG GuoAn 2,LI JiaZhu 1 & WANG Qing 1 1 College of Geography and Planning,Ludong University,Yantai 264025,China;2 Key Laboratory of Plant-Soil Interactions,Ministry of Education,College of Resources and Environmental Sciences,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2010(01)
[9]Nitrogen isotopic composition of plant-soil in the Loess Plateau and its responding to environmental change[J]. LIU WeiGuo1,2 & WANG Zheng1,3 1 State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710075, China; 2 Xi’an Jiaotong University, School of Human Settlement and Civil Engineering, Xi’an 710049, China; 3 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China. Chinese Science Bulletin. 2009(02)
[10]Foliar δ13C and δ15N values of C3 plants in the Ethiopia Rift Valley and their environmental controls[J]. GASAW Menassie. Chinese Science Bulletin. 2007(09)
硕士论文
[1]苔藓和维管束植物叶氮含量和氮同位素组成对大气氮沉降的响应[D]. 罗笠.南昌大学 2012
本文编号：3211697
【文章来源】：中国农业大学北京市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：137 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
图１－３．森林生态系统氮同位素的概念模型（Ｈｏｕｌｔｏｎ?ｅｔａｌ．，２００６）??－，５１４
及Ｈｏｂｂｉｅ等（２０００）的研宄结果表明，植物在获取氮素营养时对真菌的依赖越强，即菌根传递??给植物的含氮化合物越多，植物氮同位素值越偏负。如图丨－４所示，Ｈｏｂｂｉｅ?ａｎｄ?Ｃｏｌｐａｅｒｔ?（２００３）??以及Ｈｏｂｂｉｅ?ｅｔａｌ＿?（２０００）提出了植物－真菌－土壤系统中氮运移以及同位素分馏的模式，从图１－４??可以看出，如果菌根真菌将其吸收的氮素营养全部传递给寄主植物，即Ｔｒ＝ｌ吋，植物的氮同位??素值等于土壤可利用氮的氮同位素值。而实际情况中，由于菌根真菌本身也需要一定量的含氮化??合物来维持自身的结构与功能，所以这种情况是不存在的。也就是说，在植物利用菌根真菌提供??的含氮化合物后，植物的氮同位素值将比不依赖菌根真菌提供营养的植物（或不被菌根真菌侵染??的植物）的氮同位素值偏负；而且，植物通过该途径获取的含氮化合物越多，植物的氮同位素值??将更偏负。??ｔ?菌根??｜?■土壤ｍ?—植物??＾?＼（ｂ）??图１－５．菌根真菌对植物氛同位素值的影响（Ｅｖａｎｓ，?２００１）??Ｆｉｇ?１－５．?Ｐｏｔｅｎｔｉａｌ?ｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓ?ｏｆ?ｍｙｃｏｒｒｈｉｚａｃ?ｏｎ?ｐｌａｎｔ?５Ｉ５Ｎ?（Ｅｖａｎｓ，?２００１）??与上述研究结果不同
图２－１．采样区域概况??注：采样的位置用点表示。北坡上共１７个釆样点（蓝色），南坡上共１６个釆样点（红色）。??Ｆｉｇ?２－１．?Ｓｋｅｔｃｈ?ｏｆ?ｓｔｕｄｙ?ａｒｅａ??Ｎｏｔｅ：?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｓａｍｐｌｉｎｇ?ｓｉｔｅｓ?ａｒｅ?ｉｎｄｉｃａｔｅｄ?ｗｉｔｈ?ｐｏｉｎｔｓ．?Ａ?ｔｏｔａｌ?ｏｆ?１７?ｓｉｔｅｓ?（ｂｌｕｅ?ｄｏｔｓ）?ｗｅｒｅ?ｓｅｌｅｃｔｅｄ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｎｏｒｔｈ??ｓｌｏｐｅ，?ａｎｄ?１６?ｓｉｔｅｓ?（ｒｅｄ?ｄｏｔｓ）?ｏｎ?ｔｈｅ?ｓｏｕｔｈ?ｓｌｏｐｅ．??表２－１．研究区域内气象观测站的气候数据??Ｔａｂｌｅ?２－１．?Ｃｌｉｍａｔｅ?ｄａｔａ?ｆｒｏｍ?ｔｈｅ?ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ?ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｉｅｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｒｅｓｅａｒｃｈ?ａｒｅａ??气象观测站?地点?年平均温度?年平均降雨?海拔??Ｍｅｔｅｏｒｏｌｏｇｉｃａｌ?ｏｂｓｅｒｖａｔｏｒｉｅｓ?Ｌｏｃａｔｉｏｎｓ?ＭＡＴ／°Ｃ?ＭＡＰ／ｍｍ?Ａｌｔ．／ｍ??乌鲁木齐观测站ＷＬＭＱ?北坡?６．９?２６９．４?９１８．７??中科院天山冰川观测站ＭＯＳ?北坡?－?５．２?４５３．４?３５３９．０??巴伦台观测站ＢＬＴ?南坡?６．６?２０８．４?１７３８．３??焉耆观测站?ＹＱ?＾?８＾?７３３?１０５５．８???
【参考文献】：
期刊论文
[1]氮沉降对北方森林土壤氮收支的影响研究进展[J]. 罗维,邢亚娟,王庆贵. 中国农学通报. 2018(12)
[2]土壤增温和氮沉降对杉木幼树细根生物量的影响[J]. 蔡瑛莹,熊德成,李茵茵,郑欣,陈廷廷,陈望远,郭润泉,宋涛涛,陈光水,杨玉盛. 亚热带资源与环境学报. 2018(01)
[3]整合分析氮磷添加对土壤酶活性的影响[J]. 范珍珍,王鑫,王超,白娥. 应用生态学报. 2018(04)
[4]增雨和氮添加对内蒙古草原土壤氮矿化潜力的影响[J]. 杨浩,胡中民,郭群,李胜功,李凌浩,白文明. 自然资源学报. 2017(12)
[5]氮添加对3个油松种源幼苗生物量及其分配的影响[J]. 宋沼鹏,梁冬,侯继华. 北京林业大学学报. 2017(08)
[6]北京市内到郊区氮沉降时空变化特征[J]. 杨文琴,刘思慧,苗淼,高晓栋,陈锡云. 环境科学学报. 2016(05)
[7]植物氮同位素组成与其影响因子的关系研究进展[J]. 周咏春,程希雷,樊江文. 草地学报. 2012(06)
[8]Nitrogen isotope composition characteristics of modern plants and their variations along an altitudinal gradient in Dongling Mountain in Beijing[J]. LIU XianZhao 1,WANG GuoAn 2,LI JiaZhu 1 & WANG Qing 1 1 College of Geography and Planning,Ludong University,Yantai 264025,China;2 Key Laboratory of Plant-Soil Interactions,Ministry of Education,College of Resources and Environmental Sciences,China Agricultural University,Beijing 100193,China. Science in China（Series D:Earth Sciences）. 2010(01)
[9]Nitrogen isotopic composition of plant-soil in the Loess Plateau and its responding to environmental change[J]. LIU WeiGuo1,2 & WANG Zheng1,3 1 State Key Laboratory of Loess and Quaternary Geology, Institute of Earth Environment, Chinese Academy of Sciences, Xi’an 710075, China; 2 Xi’an Jiaotong University, School of Human Settlement and Civil Engineering, Xi’an 710049, China; 3 Graduate University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China. Chinese Science Bulletin. 2009(02)
[10]Foliar δ13C and δ15N values of C3 plants in the Ethiopia Rift Valley and their environmental controls[J]. GASAW Menassie. Chinese Science Bulletin. 2007(09)
硕士论文
[1]苔藓和维管束植物叶氮含量和氮同位素组成对大气氮沉降的响应[D]. 罗笠.南昌大学 2012
本文编号：3211697
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