当前位置:主页 > 医学论文 > 畜牧兽医论文 >

降雨变化对内蒙古半干旱草地土壤活性氮库及净氮矿化的影响

发布时间:2018-08-25 09:36
【摘要】:目前,降雨变化对半干旱草原生态系统的影响机制还不明确。为了研究降雨变化对内蒙古半干旱草原生态系统功能及过程的影响,我们在内蒙古锡林浩特设置了两个不完全相同的降雨格局及降雨量分配改变的人工控制实验,包括锡林浩特市西乌珠穆沁旗挡雨板控制降雨实验平台(处理包括5个降雨梯度:生长季减少降雨60%和30%,对照,增加降雨30%和60%;以及两种改变降雨分布处理,在生长季6月-9月内每个月初将上个月应增加的30%和60%降雨量一次性灌溉到相应样地)和中国科学院内蒙古草原生态定位站防雨棚控雨实验平台(包括8个降雨梯度处理:生长季降雨量100mm、150mm、 200mm、300mm、350mm、400mm、450mm、500mm,在生长季前、中、后期分别以30%、50%、20%的比例分配降雨;4个降雨格局处理:生长季降雨量275mm在生长季前、中期分别以1:1、1:2、1:4和1:8的比例分配降雨;以及4个极端降雨格局处理:极端干旱(100mm)和极端降雨(500mm)在生长季前、中期分别以1:1和1:8的比例分配降雨),探讨了生长季不同降雨量和降雨分布格局对内蒙古半干旱草原生态系统土壤含水量、草地生产力、土壤活性氮库以及土壤净氮矿化速率的影响。两个降雨控制实验得到如下结论:(1)降雨量控制实验①土壤含水量随着降雨量的增加而增加。改变降雨量分布处理对土壤含水量没有显著影响。②地上净初级生产力随着降雨量的增加而增加,地下净初级生产力对降雨量的变化响应不明显;改变降雨量分布处理对地上、地下净初级生产力没有显著影响。地上、地下净初级生产力与土壤含水量间具有显著正相关关系。③增加降雨量处理降低了土壤无机氮的浓度,减少降雨量处理虽然显著增加了铵态氮浓度,但同时也显著降低了硝态氮和无机氮库的浓度:改变降雨分布对无机氮浓度没有显著影响。在降雨量变化处理下,土壤铵态氮的浓度与土壤含水量呈显著负相关关系,硝态氮和无机氮库的浓度与土壤含水量呈显著正相关关系。④降雨量增加和改变降雨分布处理对土壤微生物生物量碳没有影响,降雨量减少降低了土壤微生物生物量碳;降雨量增加对土壤微生物生物量氮没有影响,但是降雨量减少降低了土壤微生物生物量氮。改变降雨分布处理增加了土壤微生物生物量氮;增加降雨量和改变降雨分布处理对土壤微生物生物量碳氮比没有影响,但是减少降雨量显著提高了土壤微生物生物量碳氮比,并且随着降雨量的减少而增加。降雨量变化处理下土壤微生物生物量碳与土壤含水量没有显著相关性,土壤微生物生物量氮与土壤含水量呈显著正相关关系,土壤微生物生物量碳氮比与土壤含水量呈显著负相关关系。说明改变降雨量改变了土壤微生物群落的组成和结构。(2)降雨格局控制实验①土壤含水量随着生长季降雨量的增加而增加;降雨格局和极端降雨格局的改变对土壤含水量没有显著影响。②地上净初级生产力随着生长季降雨量的增加而增加,与土壤含水量具有显著的正相关关系。降雨量和降雨格局的变化对地下净初级生产力没有影响。极端降雨处理的地上、地下净初级生产力都显著高于极端干旱处理。降雨格局处理下除了地下净初级生产力与土壤含水量没有显著相关关系外,降雨量和降雨格局的变化处理下,地上、地下净初级生产力与土壤含水量都呈显著正相关关系。③2014年生长季中后期(7-10月)土壤铵态氮的浓度随降雨量的增加而增加,2014年生长季中后期(7-10月)降雨量变化对土壤硝态氮和无机氮库没有显著影响;2015年生长季降雨量变化对土壤无机氮的浓度没有显著影响。降雨格局和极端降雨格局(极端干旱和极端降雨)处理对土壤的无机氮的浓度没有显著影响。降雨量和降雨格局变化下土壤总无机的浓度与土壤含水量都呈显著的正相关关系。④降雨量变化对土壤微生物生物量没有影响,2015年生长季500mm降雨量处理的土壤微生物生物量碳氮比显著低于其他四个处理。降雨格局和极端降雨格局变化对土壤微生物生物量没有影响。降雨量变化处理下土壤微生物生物量碳、氮,降雨格局变化处理下微生物生物量碳和微生物生物量碳氮比与土壤含水量都显著呈正相关关系。⑤降雨量、降雨格局和极端降雨格局(极端干旱和极端降雨)处理对土壤的净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率都没有影响。降雨量和降雨格局变化处理下净氨化速率、净硝化速率和净氮矿化速率与土壤含水量相关关系不显著。综上,降雨变化背景下草地土壤活性氮库及净氮矿化速率的变化可能是枯落物、植物、土壤环境及其土壤微生物等多因素相互作用的结果。对于生态系统中变化缓慢但将会产生深远影响的过程,在未来降雨变化情况下会发生怎么样的改变还需要长期的实验研究。
[Abstract]:In order to study the effect of rainfall change on the function and process of semi-arid grassland ecosystem in Inner Mongolia, we set up two different artificial control experiments in Xilinhaote, Inner Mongolia. Rainfall control experiment platform of Xiwu Zhumqin Banner in Haot City (treatment includes five rainfall gradients: reducing rainfall by 60% and 30% in growing season, increasing rainfall by 30% and 60% in contrast; and two kinds of treatment of changing rainfall distribution, irrigating 30% and 60% of rainfall which should be increased in last month to corresponding sample plots in June-September of growing season) Rainfall control experiment platform of Inner Mongolia Grassland Ecological Positioning Station, Chinese Academy of Sciences (including 8 rainfall gradient treatments: rainfall in growing season is 100 mm, 150 mm, 200 mm, 300 mm, 350 mm, 400 mm, 450 mm, 500 mm, and rainfall is allocated by 30%, 50% and 20% before, in middle and late growing season respectively; Rainfall was allocated at the ratio of 1:1,1:2,1:4 and 1:8 respectively in the pre-season and middle-season, and four extreme rainfall patterns, extreme drought (100mm) and extreme rainfall (500mm), were allocated at the ratio of 1:1 and 1:8 respectively in the pre-season and middle-season of the growing season. The effects of ecosystem soil water content, grassland productivity, soil active nitrogen pool and soil net nitrogen mineralization rate were studied. Two rainfall control experiments were carried out and the results were as follows: (1) Rainfall control experiment (1) Soil water content increased with the increase of rainfall. The change of rainfall distribution had no significant effect on soil water content. The net primary productivity (NPP) increased with the increase of rainfall, but the response of NPP to the change of rainfall was not obvious. The change of rainfall distribution had no significant effect on the above ground NPP. The concentration of inorganic nitrogen in soil was significantly increased, but the concentration of nitrate nitrogen and inorganic nitrogen pool was also significantly decreased by reducing rainfall. The concentration of inorganic nitrogen was not significantly affected by changing rainfall distribution. The concentrations of nitrate and inorganic nitrogen pools were positively correlated with soil water content. The soil microbial biomass C/N ratio was not affected by increasing rainfall and changing rainfall distribution, but the soil microbial biomass C/N ratio was significantly increased by reducing rainfall, and the rainfall increased with decreasing rainfall. There was no significant correlation between soil microbial biomass carbon and soil water content under different rainfall treatments, and there was a significant positive correlation between soil microbial biomass nitrogen and soil water content. (2) Rainfall pattern control experiment: (1) Soil water content increased with the increase of rainfall in growing season; the change of rainfall pattern and extreme rainfall pattern had no significant effect on soil water content. The net primary productivity (NPP) under extreme rainfall treatment was significantly higher than that under extreme drought treatment. There was no significant correlation between NPP and soil water content under rainfall pattern treatment except that there was no significant correlation between NPP and soil water content. (3) The concentration of soil ammonium nitrogen increased with the increase of rainfall in the middle and late growing season of 2014 (July-October), and the change of rainfall in the middle and late growing season of 2014 (July-October) had no significant effect on soil nitrate nitrogen and inorganic nitrogen pool; Rainfall pattern and extreme rainfall pattern (extreme drought and extreme rainfall) had no significant effect on soil inorganic nitrogen concentration. There was a significant positive correlation between soil total inorganic concentration and soil water content under rainfall and rainfall pattern changes. The C/N ratio of soil microbial biomass under 500 mm rainfall treatment in the growing season of 2015 was significantly lower than that under the other four treatments. _Rainfall, rainfall pattern and extreme rainfall pattern (extreme drought and extreme rainfall) had no effect on soil net ammonification rate, nitrification rate and net nitrogen mineralization rate. In summary, the changes of soil active nitrogen pool and net nitrogen mineralization rate under the background of rainfall change may be the result of interaction of litter, plant, soil environment and soil microorganisms. The processes that will have a far-reaching impact, and what changes will happen in future rainfall changes, will require long-term experimental studies.
【学位授予单位】:山西农业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S812

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 李美婷;武红旗;蒋平安;卢响军;付彦博;;利用土壤的近红外光谱特征测定土壤含水量[J];光谱学与光谱分析;2012年08期

2 朱鹤健;;栽培冬作物时土壤的镇压(摘要)[J];西北农业科学;1958年01期

3 洪重光;硫酸注射法快速测定土壤含水量[J];土壤通报;1960年02期

4 ;怎样测定土壤含水量[J];农田水利;1960年04期

5 孙福廷;电阻值法测土壤含水量[J];吉林水利;2002年07期

6 张成才,吴泽宁,余弘婧;遥感计算土壤含水量方法的比较研究[J];灌溉排水学报;2004年02期

7 左玉萍,贾志宽;土壤含水量对秸秆分解的影响及动态变化[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2004年05期

8 张学礼,胡振琪,初士立;土壤含水量测定方法研究进展[J];土壤通报;2005年01期

9 徐玉英;土壤含水量计算方法[J];东北水利水电;2005年07期

10 谢恒星;张振华;刘继龙;谭春英;李清翠;;苹果园土壤含水量测定取样点数目及插值方法研究[J];莱阳农学院学报;2005年04期

相关会议论文 前10条

1 王二虎;仝文伟;鲁建立;霍继超;王娟;;暴雨过程对不同深度土壤含水量的影响分析[A];第27届中国气象学会年会现代农业气象防灾减灾与粮食安全分会场论文集[C];2010年

2 王春梅;左强;杨鹤松;;应用随机组合方法分析不同尺度表层土壤含水量合理取样数目[A];农业工程科技创新与建设现代农业——2005年中国农业工程学会学术年会论文集第二分册[C];2005年

3 武红旗;李美婷;蒋平安;卢响军;付彦博;;北疆典型盐渍土土壤含水量光谱特征研究[A];面向未来的土壤科学(上册)——中国土壤学会第十二次全国会员代表大会暨第九届海峡两岸土壤肥料学术交流研讨会论文集[C];2012年

4 匡亚红;陆桂华;吴志勇;;中国近60年模拟土壤含水量时空特征分析[A];中国水文科技新发展——2012中国水文学术讨论会论文集[C];2012年

5 纪瑞鹏;班显秀;张淑杰;张玉书;冯锐;陈鹏狮;;基于遥感的农田土壤含水量面预报方法研究[A];中国气象学会2006年年会“卫星遥感技术进展及应用”分会场论文集[C];2006年

6 杨云贵;寇建村;赵昆;;土壤含水量对草坪草出苗和早期生长的影响[A];草坪与地被科学进展论文汇编[C];2006年

7 邹洪涛;黄毅;张玉龙;孙占祥;;东北风沙半干旱区不同栽培模式春播前土壤墒情变化的研究[A];中国农作制度研究进展2008[C];2008年

8 顾静;;西安地区麦地不同降水年份土壤含水量研究[A];中国地理学会2007年学术年会论文摘要集[C];2007年

9 张素芳;马礼;;坝上高原林草地表层土壤含水量对比研究[A];自然地理学与生态安全学术论文摘要集[C];2012年

10 王学军;李怀耿;崔少君;;土壤含水量监测与智能灌溉系统应用研究[A];济宁市技术创新与可持续发展论文选编[C];2005年

相关重要报纸文章 前10条

1 记者 刘凯;挖掘灌溉潜力 打赢抗旱战役[N];运城日报;2009年

2 瞿可;内涝地小麦这样种[N];农民日报;2003年

3 赵永春;农田保墒是关键[N];沈阳日报;2006年

4 府谷县园艺站 郝里子;旱作果园咋保墒[N];陕西科技报;2008年

5 记者 张梅 实习生 颜薇;我省部分地区旱情持续[N];陕西日报;2009年

6 记者 李宁波;一场雨雪润了干渴运城[N];山西日报;2009年

7 周鸿彩;天麻的生殖特性[N];云南科技报;2008年

8 记者 许怡平;全市旱情基本解除[N];安庆日报;2011年

9 杨建辉;华池伏旱加剧 45万亩大秋作物面临威胁[N];甘肃经济日报;2007年

10 正定县农牧局 刘丽云;小麦遇大旱 春季巧施肥[N];河北科技报;2009年

相关博士学位论文 前6条

1 刁万英;基于可见-近红外波段反射率估算表层土壤含水量[D];中国农业大学;2016年

2 朱鹤;面向农业用水管理的土壤含水量多源数据同化方法与应用研究[D];中国水利水电科学研究院;2016年

3 鲁清林;旱地小麦不同种植模式水热效应及对产量形成的影响[D];甘肃农业大学;2014年

4 王立权;雪被—农田土壤复合系统复杂性分析及水热互作效应研究[D];东北农业大学;2014年

5 陈俊英;污灌土壤斥水性的机理研究[D];西北农林科技大学;2010年

6 周萍;高光谱土壤成分信息的量化反演[D];中国地质大学(北京);2006年

相关硕士学位论文 前10条

1 孙艳茹;山东烟区绿肥作物冬牧70黑麦生长的适宜水分温度条件研究[D];中国农业科学院;2015年

2 张正;电容法原位估测植物根系生物量应用研究[D];西北农林科技大学;2015年

3 金梦婷;基于合成孔径雷达卫星数据反演表层土壤含水量的研究[D];杭州师范大学;2016年

4 王健美;基于环境卫星数据的彰武地区干旱反演模型研究[D];沈阳农业大学;2016年

5 贾秋洪;低丘红壤区农田小气候特征及土壤水分动态模拟[D];南京信息工程大学;2016年

6 曾令军;基于SAR图像的输电走廊含水量分布信息提取方法研究[D];电子科技大学;2016年

7 马骥;基于不同植被配置的六盘山区土壤水分及地表径流研究[D];宁夏大学;2016年

8 王志军;非线性分形理论与时间序列分析法在土壤含水量预测中的应用研究[D];长安大学;2016年

9 李萍;黄河三角洲土壤含水量状况的高光谱估测与遥感反演[D];山东农业大学;2016年

10 罗玉坤;降雨变化对内蒙古半干旱草地土壤活性氮库及净氮矿化的影响[D];山西农业大学;2016年



本文编号:2202478

资料下载
论文发表

本文链接:https://www.wllwen.com/yixuelunwen/dongwuyixue/2202478.html


Copyright(c)文论论文网All Rights Reserved | 网站地图 |

版权申明:资料由用户0bb6d***提供,本站仅收录摘要或目录,作者需要删除请E-mail邮箱bigeng88@qq.com