模拟氮沉降和灌草去除对杉木人工林N、P养分动态的影响

发布时间：2020-11-04 11:53

　　 20世纪60年代以来,随着全球经济发展和人口增长,以及大气氮沉降等全球变化现象突出,对森林生态系统产生了诸多影响。本文以杉木人工林为研究对象,通过模拟林冠层氮沉降(25 kg N·hm~(-2)·a~(-1)),嵌套去除林下灌草措施,研究杉木人工林针叶养分转移、凋落物分解、土壤氮矿化和土壤微生物群落结构(磷脂脂肪酸法:PLFAs)等动态变化特征,旨在通过对“植物—土壤—微生物”之间的系统研究,探讨人工林生态系统在应对氮沉降(N)和灌草去除(UR)措施的养分循环及周转情况,以期为杉木人工林应对环境变化及可持续经营提供理论依据。主要研究结果如下:(1)杉木针叶氮内吸收率的平均范围为19.04~35.00%,磷内吸收率为37.81~63.96%。相对于对照处理(CK),N和UR处理提高了针叶氮、磷内吸收率,而N×UR处理则抑制了针叶氮、磷养分的转移,降低了其内吸收率。同时,针叶氮、磷内吸收率呈现一定变化趋势:雨季干季;(2)凋落叶分解1年后,CK、N、UR和N×UR处理下针叶的年平均分解系数分别为0.399、0.459、0.639和0.524,对应的周转期分别为7.51 a、6.53 a、4.69 a和5.71 a。在凋落叶分解过程中,碳、氮元素表现为释放(淋溶)—富集—释放迁移模式。凋落叶C/N值与干物质残留率呈显著负相关,此时,凋落叶C/N值越高其分解速率就越慢。总之,氮沉降和灌草去除能促进凋落叶的分解和养分释放;(3)N处理显著降低了土壤有机碳和全磷含量,对全氮含量影响不显著。土壤C/N值较为稳定,平均值为19.01。土壤C/P和N/P值表现为雨季干季。(4)UR处理促进土壤净氮矿化、净硝化和净氨化速率,同时,氮素的淋溶作用增强。净氮矿化速率表现为:雨季干季。N和N×UR处理增加了夏季和秋季土壤硝态氮和铵态氮含量,净氮矿化和净氨化速率为负值,表现出土壤氮的固持。(5)UR处理提高了土壤各类群微生物PLFAs量,虽然N和N×UR处理在一定程度上降低了土壤总微生物PLFAs量,却提高了细菌和真菌PLFAs在微生物总PLFAs中的比例。雨季土壤各类群微生物PLFAs显著低于干季。对土壤环境因子和微生物群落结构的冗余分析表明,土壤硝态氮与PLFAs i14:0、15:0、i15:0、a15:0、16:1ω7c、18:1ω9c和18:2ω6c呈显著正相关关系。速效磷与PLFAs i14:0、i15:0、a15:0、16:1ω7c和18:3ω6c呈显著正相关关系。表明氮沉降和灌草去除可能通过土壤可利用性养分的变化而影响土壤微生物群落。
【学位单位】：南昌工程学院
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：S791.27
【部分图文】：

第二章 材料与方法72 材料与方法2.1 试验地概况试验样地位于福建省三明市沙县官庄国有林场（E 117 43′29″,N 26 30′47″）（图2.1）。属于中亚热带季风气候，气候温和，日照充足，年平均气温 18.8-19.6℃，年平均降水量 1628 mm，无霜期 271 d。有明显的雨季（4 月—9 月）和干季（10 月—翌年 3 月）之分，其中雨季为占全年降水量的 66.8 %。试验地位于该林场的罗溪工区，平均海拔 100 m 左右，土壤为山地红壤。试验林为 2008 年营造的杉木人工林，面积为 4 hm2

模拟氮沉降和灌草去除对杉 人工林 N、P 养分动态的影响4 次，共 4 个区组（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ），总计 16 个样方（图 2.2）。表 2.1 各处理样地林分特征本底值Tab 2.1 Background value of the stand characteristic in different treatments处理 林龄 密度 平均胸径 平均树高编号 氮沉降 灌草去除 （a） （n / 100 m2） （cm） （m）CK 9 37.7 7.05 5.03UR 9 36.0 7.62 4.89N 9 35.0 7.04 5.23N×UR 9 33.5 7.63 5.28表 2.2 各处理样地立地特征本底值Tab 2.2 Background value of the site characteristic in different treatments处理 pH有机碳 全氮 全磷 硝态氮 铵态氮 速效磷/ g·kg-1/ g·kg-1/ g·kg-1/ mg·kg-1/ mg·kg-1/ mg·kg-1CK 4.52 33.84 1.98 0.38 1.00 4.04 6.08UR 4.53 34.08 1.90 0.33 1.00 5.08 4.70N 4.37 32.98 1.89 0.19 0.98 5.26 4.95N×UR 4.35 32.58 1.88 0.22 0.99 4.45 5.88

第六章 氮沉降和灌草去除对土壤氮矿化的影响 相关性分析在热带和亚热带森林中，土壤温湿度和无机氮含量是影响土壤氮矿化速率的[71]。因此，土壤含水量和无机氮含量也用来指示土壤氮矿化速率。如图 6.4 所含水量与净氮矿化速率之间有显著相关关系，表明随着土壤含水量增加其净发生升高，但超过一定含水量时反而发生降低。通常认为土壤氮素淋溶与土机氮含量存在一定的相关性。由图 6.5 可知，土壤净氮淋溶速率与淋溶前（即氮含量呈显著线性关系。
【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 雷学明;吴建平;冯岩;童浩;涂龙平;刘文飞;樊后保;;火烧对福建三明杉木人工林迹地土壤养分的影响[J];中国水土保持科学;2017年03期

2 肖好燕;刘宝;余再鹏;万晓华;桑昌鹏;周富伟;黄志群;;亚热带不同林分土壤矿质氮库及氮矿化速率的季节动态[J];应用生态学报;2017年03期

3 江大龙;徐侠;阮宏华;;植物养分重吸收及其影响研究进展[J];南京林业大学学报(自然科学版);2017年01期

4 林宝平;何宗明;林思祖;胡欢甜;邱岭军;刘桌明;;不同林龄杉木针叶大量元素转移特征[J];森林与环境学报;2017年01期

5 葛艺早;刘文飞;吴建平;李凤;许鲁平;孟庆银;;不同施肥处理对杉木种子园种子品质的影响[J];森林与环境学报;2016年04期

6 蔡乾坤;段洪浪;刘文飞;吴建平;袁颖红;樊后保;;氮沉降对杉木林土壤有效氮和磷含量的影响[J];森林与环境学报;2016年03期

7 黄幸然;郭萍萍;吴旺旺;胡宝叶;易志刚;;模拟氮沉降增加对不同树种土壤微生物群落结构的影响[J];生态学杂志;2016年06期

8 洪丕征;刘世荣;于浩龙;郝建;;模拟氮沉降对红椎人工幼龄林土壤微生物生物量和微生物群落结构的影响[J];山东大学学报(理学版);2016年05期

9 贺同鑫;李艳鹏;张方月;王清奎;;林下植被剔除对杉木林土壤呼吸和微生物群落结构的影响[J];植物生态学报;2015年08期

10 曾昭霞;王克林;刘孝利;曾馥平;宋同清;彭晚霞;张浩;杜虎;;桂西北喀斯特森林植物-凋落物-土壤生态化学计量特征[J];植物生态学报;2015年07期

相关硕士学位论文 前2条

1 张浩;施加氮肥与去除灌草措施对杉木人工林水分利用效率的影响[D];南昌工程学院;2017年

2 徐雷;氮沉降对杉木人工林土壤理化性质和酶活性的影响[D];福建农林大学;2007年

本文编号：2870065