高寒窄叶鲜卑花灌丛土壤碳输入及其对施氮处理的响应

发布时间：2020-09-21 21:52

　　土壤碳库是陆地生态系统中容积大、物质流动活性低的储藏碳库，在移除大气CO2方面具有较大的潜力和较好的效力。凋落物分解和细根周转是土壤碳输入的两个主要途径，对于维持土壤碳库储量具有不可替代的作用和地位。施氮处理或氮沉降通过改变凋落物质量或改变立地环境因子直接或间接影响凋落物和细根分解。本文采用分解袋法，针对高寒窄叶鲜卑花(sibiraea angustata)灌丛的凋落物和细根分解过程，开展控制实验和氮添加实验，定量研究凋落物分解和细根分解途径的土壤碳输入及其对施氮处理的响应，旨在为评估全球变化背景下高寒陆地生态系统土壤碳库的碳吸存现状和潜力提供参考。研究结果如下： 1.试验进行半年后，初始质量为5g的凋落物的残留量为4.25±0.33g，失重率为15.00±6.56%；初始质量为2g的细根的残留量为1.71±0.11g，失重率为14.30±5.40%。试验进行1年后凋落物的残留量为2.33±0.43g，失重率为53.50±8.63%；细根的残留量为1.30±0.09g，失重率为34.98±4.26%。结果表明，试验的前半年，凋落物和细根的分解速率相近；而试验的后半年，凋落物分解比细根分解快。 2.利用指数衰减模型，对凋落物残留率与时间的关系、细根残留率与时间的关系进行拟合，得到试验时段的凋落物和细根的平均分解系数分别为-0.60t-1+1.45、-0.06t-1+0.52，都是一个随时间变化的量。试验第一年的凋落物和细根的平均分解系数分别为0.85、0.46。从（相同分解时间的）分解系数可以看出，凋落物分解比细根分解快。 3.试验进行一年后，N0、N2、N5、N10处理凋落物失重率分别为53.50%、53.83%、63.00%和69.02%，不同处理之间无显著差异；N0、N2、N5、N10处理细根失重率分别为34.98%、35.87%、37.98%和39.02%，不同处理之间也无显著差异。试验第一年，N0、N2、N5、N10处理凋落物分解系数分别为0.85、0.75、0.94和1.08；分解50%初始质量所需的时间分别为326天、346天、308天、291天；分解95%初始质量所需的时间分别为906天、1117天、843天、729天。N0、N2、N5、N10处理细根分解系数分别为0.46、0.41、0.49和0.50；分解50%初始质量所需的时间分别为529天、576天、502天、489天；分解95%初始质量所需的时间分别为2145天、2291天、2059天、1963天。结果表明，N5和N10处理促进凋落物和细根分解，而N2处理对凋落物和细根分解有一定的抑制作用，但不同处理之间的差异不显著。 4.试验进行半年后，N0、N2、N5、N10处理单位质量凋落物的土壤碳输入量分别为0.05±0.02g·g-1、0.07±0.02g·g-1、0.06±0.02g·g-1、0.05±0.02g·g-1；单位质量细根的土壤碳输入量分别为0.08±0.03g·g-1、0.11±0.03g·g-1、0.10±0.05g·g-1、0.08±0.03g·g-1。试验进行一年后，N0、N2、N5、N10处理的单位质量凋落物的土壤碳输入量分别为0.18±0.03g·g-1、0.18±0.03g·g-1、0.21±0.05g·g-1、0.23±0.06g·g-1。单位质量细根的土壤碳输入量分别为0.20±0.02g·g-1、0.21±0.04g·g-1、0.22±0.02g·g-1、0.23±0.04g·g-1。结果表明，试验的前半年，单位质量凋落物土壤碳输入量小于单位质量细根土壤碳输入量；试验期间，单位质量凋落物土壤碳输入量与单位质量细根土壤碳输入量相当。综合分析表明，凋落物分解和细根分解的分解速率在非生长季因受到低温的影响，分解较慢；在生长季，随着温度的上升，分解速率增加。因凋落物含有比细根更多的水溶性物质和易分解的碳水化合物，含有比细根更少的木质素、纤维素等难分解物质，凋落物分解50%初始质量和分解95%初始质量所需的时间短于细根分解50%初始质量和分解95%初始质量所需的时间。N5和N10处理在一定程度上促进凋落物和细根的分解，而N2处理抑制凋落物和细根的分解，但彼此之间差异不显著，故认为施氮处理（模拟氮沉降）对凋落物分解和细根分解无直接影响。
【学位单位】：成都理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2014
【中图分类】：S714

【参考文献】