增温和氮沉降对武功山修复草甸土壤碳氮过程的影响研究

发布时间：2017-07-31 20:00

  本文关键词：增温和氮沉降对武功山修复草甸土壤碳氮过程的影响研究

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【摘要】：江西武功山山地草甸,具有面积广和分布基准海拔低的特点,是气候变化的重要指示植被,但是过度的旅游开发和人为干扰,使得武功山山地草甸出现严重退化现象。由于山地草甸土壤是巨大的C、N库,所以选择不同物种进行退化生态系统修复会影响土壤C、N过程,特别是温室气体CO_2和N_2O的排放。此外,由于武功山山地草甸对气候变化具有极端敏感性的特性,所以气候变暖和N沉降同样会影响土壤C、N过程。因此,气候变暖和N沉降可能会影响退化草甸植被修复所在土壤的C、N过程。本文收集了退化草甸(裸地)和三种用于退化草甸修复的不同植物物种(芒、飘拂草、中华薹草)的土壤,在不同温度(15°C、25°C、35°C)和N添加(对照VS.4gN.m~(-2))条件下进行培养试验,用来模拟气候变暖和N沉降;通过测定土壤CO_2和N_2O排放速率以及N矿化速率,用来解释退化草甸植被修复所在土壤的C、N过程对气候变暖以及N沉降的响应。分析结果表明,裸地较之植被修复小区(芒、飘拂草、中华薹草)的土壤具有较低的DOC,较高的AN含量。土壤CO_2排放速率因植被修复而增加,因N沉降(芒)而减少,因气候变暖而增加。三个植被修复物种在15℃和25℃具有相似的土壤CO_2排放速率,但在35℃时,优势物种芒较之其它植被修复物种具有最低的土壤CO_2排放速率。N沉降增加了飘拂草土壤的CO_2排放温度敏感性。非优势物种飘拂草和中华薹草较之裸地或者优势物种芒具有较高的土壤N_2O排放速率,特别是在25°C。优势物种芒土壤的N_2O排放温度敏感性因N沉降而显著高于非优势物种中华薹草和飘拂草。优势物种芒,不仅具有最低的土壤N矿化速率(无论是在15℃,还是25℃,甚至35℃),而且还不受N沉降的影响。综上所述:生态系统修复对土壤温室气体排放的影响取决于修复的植物物种。此外,随气候变暖和N沉降的差异表明:当选择植物进行修复并预测土壤CO_2和N_2O排放以及全球变暖潜力时,应该考虑未来的气候变化以及优势物种的选择。
【关键词】：二氧化碳 草甸退化 氮沉降 一氧化二氮 植被修复 气候变暖
【学位授予单位】：江西农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：S812.2
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-9
• 第一章 前言9-20
• 1.1 选题依据9-10
• 1.1.1 全球气候变暖9
• 1.1.2 N沉降加剧9
• 1.1.3 温室气体排放增加9-10
• 1.1.4 草甸退化10
• 1.2 微生物介导的温室气体排放机制10-14
• 1.2.1 微生物介导的CO_2排放机制10-12
• 1.2.2 微生物介导的CH_4排放机制12-13
• 1.2.3 微生物介导的N_2O排放机制13-14
• 1.3 温室气体研究进展14-17
• 1.3.1 退化以及植被修复类型对温室气体排放的影响14
• 1.3.2 增温对温室气体排放的影响14-15
• 1.3.3 N添加对温室气体排放的影响15-17
• 1.4 科学问题及研究意义17-19
• 1.5 技术路线19-20
• 第二章 材料和方法20-25
• 2.1 研究区概况20
• 2.2 样品采集和处理20-21
• 2.3 试验方法21-22
• 2.4 土壤培养试验22-23
• 2.5 温度敏感系数（Q10）23
• 2.6 土壤N矿化速率23-24
• 2.7 统计分析24-25
• 第三章 结果与分析25-39
• 3.1 土壤C、N含量25-27
• 3.2 土壤CO_2和N_2O排放速率27-36
• 3.2.1 增温和N添加对退化草甸修复土壤CO_2速率排放的影响28-30
• 3.2.2 增温和N添加对退化草甸修复土壤累积CO_2速率的影响30-31
• 3.2.3 N添加对退化草甸修复土壤CO_2排放温度敏感性的影响31-32
• 3.2.4 增温和N添加对退化草甸修复土壤N_2O排放速率的影响32-34
• 3.2.5 增温和N添加对退化草甸修复土壤累积N_2O排放的影响34-35
• 3.2.6 N添加对退化草甸修复土壤N_2O排放温度敏感性的影响35-36
• 3.3 增温和N添加对退化草甸修复土壤N矿化的影响36-39
• 第四章 讨论与结论39-42
• 4.1 植被修复对土壤CO_2和N_2O排放的影响39-40
• 4.2 土壤CO_2和N_2O对气候变暖和N沉降的响应40
• 4.3 植被修复对土壤N矿化的影响40-41
• 4.4 土壤N矿化对气候变暖和N沉降的响应41
• 4.5 结论41-42
• 参考文献42-50
• 致谢50-51
• 攻读硕士期间发表的论文51

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本文编号：600842