南昌城乡梯度主要绿地土壤氮磷供应与有机碳稳定性的变异特征

发布时间：2017-08-29 13:18

  本文关键词：南昌城乡梯度主要绿地土壤氮磷供应与有机碳稳定性的变异特征

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【摘要】：城市绿地作为城市生态系统的重要组分,在缓解城市化发展带来的环境问题中发挥重要作用。近年来随着城市化进程的不断加剧,城市生态问题日益突出,城市绿地生态系统的良性循环及与自然共存的可持续发展受到很大挑战。土壤C、N、P元素是决定生态系统结构和功能的关键因子,认识城市化发展背景下城市绿地生态系统C、N、P循环过程及有效性,对于科学管理和调控城市绿地生态系统具有重要理论意义,然而目前关于这方面的研究相对缺乏。本研究在南昌“城区—郊区—乡村”梯度生态界面上选择三种典型绿地类型森林、灌丛和草坪为对象,以室外调查与室内培养相结合的方法,开展城乡梯度不同绿地类型土壤C、N、P有效性变异格局及稳定性的研究,同时开展P添加与C、N循环耦合机制的研究,探讨城市化发展对城市绿地元素循环的影响,为城市绿地的科学管理及可持续发展提供理论指导。主要结果如下：(1)城乡梯度上,土壤有机C、全N、全P、pH、微生物量C、微生物量N、N03--N及有效P均表现为城区郊区乡村,表明城市化发展对土壤干扰较大,对土壤化学性质影响明显。除土壤N03--N和矿质N表现为森林灌丛草坪以外,其他土壤特性在植被类型上均无显著差异,表明土壤理化性质主要受城市化过程的控制。(2)土壤C矿化速率随城乡梯度、绿地类型及培养温度而变化。土壤C矿化速率与土壤pH、全N、全P、速效P、微生物量C和N都呈显著正相关关系。无论是培养早期、中期,还是后期,土壤C矿化速率在城乡梯度上均表现为城市郊区乡村,表明城市化增加了土壤不稳定有机C的含量,同时随着培养温度升高C矿化速率同样加快。说明城乡梯度和温度对土壤C矿化起着正反馈作用。(3)土壤硝化速率、P矿化速率随城乡梯度发生显著变化；土壤硝化速率表现为城区郊区乡村,分别为3.14±1.02 mg N kg-1'soil 30 d-1、-1.05±0.64及0.87±0.55 mg N kg-1soil 30 d-1。土壤P矿化速率同样表现为城市郊区乡村,表明城市化对土壤N、P循环均表现为正反馈作用。不同绿地类型对总N矿化和P矿化速率影响显著,土壤矿质N在绿地类型间表现为草坪(15.99±1.15 mg N kg-1soil 30 d-1)森林(11.48± 1.14 mg N kg-1soil 30 d-1)灌丛(11.41±1.21 mg N kg--soil30 d-1),而土壤P矿化在不同绿地间表现为森林(86.21±20.43 mg P kg-1soil 30 d-1)灌丛(38.43±16.33 mg P kg-1soil 30 d-1)草坪(-13.58±5.21 mg P kg-1soil 30 d-1)。表明相比草坪而言,森林和灌丛土壤更易受到N的限制,而不易受到P的限制。综上所述,城市化改变绿地系统土壤N、P转化和有机C稳定性；三者之间存在显著的耦合效应,但具体的交互机制还有待深入研究。
【关键词】：城市绿地 城市化 土壤氮磷转化 有机碳稳定性 温度敏感性
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S731.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 1 绪论9-18
• 1.1 城市绿地生态功能及其研究进展10
• 1.2 土壤氮矿化及其影响因素10-11
• 1.3 土壤磷有效性及其影响因素11-13
• 1.4 土壤有机碳稳定性及其影响因素13-14
• 1.5 城乡梯度生态研究进展14-16
• 1.5.1 城乡梯度大气氮沉降格局14
• 1.5.2 城乡梯度土壤磷积累格局14
• 1.5.3 城乡梯度CO2浓度的时空变异14-15
• 1.5.4 城市热岛效应与全球变暖15
• 1.5.5 城乡梯度生态因子的效应15-16
• 1.6 本研究意义与目的16
• 1.7 本研究内容16-18
• 2 材料与方法18-23
• 2.1 研究区概况18
• 2.2 试验设计18
• 2.3 样地选取与样品采集18-19
• 2.3.1 样地选取18-19
• 2.3.2 土壤样品的取样方法19
• 2.4 土壤基本理化特性测定19-20
• 2.5 土壤有效氮与氮矿化速率测定20-21
• 2.5.1 土壤铵态氮的测定20
• 2.5.2 土壤硝态氮的测定20
• 2.5.3 土壤氮矿化速率估测20-21
• 2.6 土壤有效磷与磷矿化速率估测21
• 2.6.1 土壤有效磷的测定21
• 2.6.2 磷矿化速率估测21
• 2.7 土壤水溶性有机碳与碳矿化速率21
• 2.8 测定数据处理与分析21-22
• 2.9 技术路线22-23
• 3 结果与分析23-42
• 3.1 土壤基本养分特性的变异格局23-27
• 3.1.1 土壤基本养分特性23-24
• 3.1.2 土壤氮磷有效性24-26
• 3.1.3 土壤微生物量26-27
• 3.1.4 本节小结27
• 3.2 土壤氮矿化速率的变异及对其温度的响应27-32
• 3.2.1 土壤氨化速率及其对温度的响应27-29
• 3.2.2 土壤硝化速率及其对温度的响应29-30
• 3.2.3 土壤氮净矿化速率及其对温度的响应30-31
• 3.2.4 本节小结31-32
• 3.3 土壤磷净矿化速率及其对温度的响应32-33
• 3.4 城乡梯度三种绿地土壤碳稳定性及其温度敏感性33-37
• 3.4.1 土壤有机碳矿化速率33-34
• 3.4.2 土壤有机碳矿化的温度敏感性34-37
• 3.4.3 小结37
• 3.5 外源磷供应对氮矿化和碳稳定性的影响37-40
• 3.5.1 外源磷添加对氮矿化的影响37-39
• 3.5.2 外源磷添加对碳矿化的影响39-40
• 3.6 土壤特性与氮磷矿化及碳稳定性的关联40-42
• 3.6.1 土壤特性与氮磷矿化的相关性40-41
• 3.6.2 土壤特性与碳稳定性的相关性41-42
• 4 讨论42-47
• 4.1 城市化对土壤过程的影响效应42-43
• 4.1.1 城市化过程中对土壤氮供应的影响42
• 4.1.2 城市化对土壤磷有效性的影响42-43
• 4.1.3 城市化对土壤有机碳稳定性的影响43
• 4.2 不同绿地对土壤生态过程的影响43-44
• 4.3 养分供应与碳稳定性的关联性44-45
• 4.4 城市绿地经营与管理的启示45-47
• 4.4.1 城市绿地氮循环与生态管理45-46
• 4.4.2 城市土壤磷污染与生态防治46-47
• 5 结论与展望47-49
• 5.1 主要结论47-48
• 5.2 展望48-49
• 致谢49-50
• 参考文献50-55

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本文编号：753488