黄土高原油松人工林土壤碳氮对氮素富集的响应动态及机制

论文摘要

氮沉降已经成为全球气候变化的热点问题之一,已经对森林生态系统产生了重要影响。评价和预测氮沉降对森林生态系统土壤碳氮循环过程的影响对分析全球气候变化背景下土壤碳氮及其储量的变化具有重要的意义。为了更好地理解土壤碳氮及其储量对氮富集的响应,本研究以黄土高原子午岭人工油松（Pinus tabulaeformis）林为研究对象,于2015-2017年设置4个氮添加水平,分别为对照(0 kg N ha yr-1,N0)、低氮(50 kg N ha yr-1,N50)、中氮(100 kg N ha yr-1,N100)和高氮(200 kg N ha yr-1,N200),研究了森林土壤-凋落物-细根的碳氮含量及其储量的变化规律,探讨了影响土壤碳氮及其储量的主要因子,为科学评价氮富集对该地区森林碳氮循环提供基础数据,同时为预测该地区森林土壤碳氮的变化趋势以及制定森林利用政策提供科学依据。取得主要研究进展如下:（1）氮富集提高了土壤碳氮含量及其储量,土壤微生物碳和土壤可溶性碳较其它碳氮组分对短期氮富集更为敏感短期氮富集通过改变土壤中不同碳氮组分进而影响了土壤碳氮及其储量的变化。氮富集时间长短是影响土壤碳氮及其储量的主要因素之一;第一年,表层和中层土壤低氮和高氮水平下土壤全氮显著高于对照水平,而第二年氮富集处理与对照无显著差异,而氮富集处理两年,上、中、下土层中氮处理均显著低于其他处理水平;氮富集处理第一年,高氮水平土壤氮储量显著高于对照、低氮和中氮水平,而氮富集处理第二年,中氮和高氮水平仅表层土壤碳储量显著高于低氮和对照水平;土壤微生物碳和土壤可溶性碳的变化对短期氮富集处理较其它组分更加敏感。（2）氮富集通过提高凋落物氮含量可以增加土壤碳氮及其储量氮富集处理下凋落物量显著高于对照水平,氮富集第一年,氮富集处理下凋落物氮显著高于对照水平,而第二年,低氮和高氮水平凋落物氮显著高于对照水平,对照水平下凋落物碳氮比显著高于氮富集处理水平;冗余分析和主成分分析结果表明,短期氮富集处理下,凋落物氮含量是影响土壤碳氮及其储量的主要因素,但其对土壤碳氮的影响低于细根氮。（3）氮富集主要通过改变细根氮含量来增加土壤碳氮及其储量氮富集第一年,表层土壤细根生物量在高氮和低氮水平下显著高于对照水平,细根碳在氮富集处理下显著高于对照水平,且氮富集处理降低了细根碳氮比;第二年,低氮处理增加了表层土壤细根生物量,但降低了土壤细根碳氮比。氮富集处理降低了细根碳含量,但是增加了下层土壤细根氮含量;冗余分析和主成分分析结果表明,短期氮富集处理下,细根氮是影响土壤碳氮及其储量的主要因素。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 主要符号对照表
• 第一章 文献综述
•   1.1 研究背景及意义
•   1.2 国内外研究进展
•   1.3 研究中存在的主要问题
• 第二章 研究内容与方法
•   2.1 研究目标
•   2.2 研究内容
•   2.3 技术路线
•   2.4 研究区域概述
•   2.5 研究方法
• 第三章 油松人工林土壤碳氮对氮富集的响应
•   3.1 结果分析
•     3.1.1 氮富集对土壤有机碳含量的影响
•     3.1.2 氮富集对土壤有机碳储量的影响
•     3.1.3 氮富集对土壤氮含量的影响
•     3.1.4 氮富集对土壤氮储量的影响
•     3.1.5 氮富集对土壤碳氮比的影响
•     3.1.6 土壤碳氮含量及其储量与土壤理化性质的RDA分析
•   3.2 讨论
•   3.3 小结
• 第四章 油松人工林凋落物碳氮对氮富集的响应
•   4.1 结果分析
•     4.1.1 氮富集对凋落物量的影响
•     4.1.2 氮富集对凋落物碳的影响
•     4.1.3 氮富集对凋落物氮的影响
•     4.1.4 氮富集对凋落物碳氮比的影响
•     4.1.5 氮富集对凋落物碳储量的影响
•     4.1.6 氮富集对凋落物氮储量的影响
•     4.1.7 凋落物碳氮含量及储量对土壤碳氮及储量的RDA分析
•   4.2 讨论
•   4.3 小结
• 第五章 油松人工林细根碳氮对氮富集的响应
•   5.1 结果分析
•     5.1.1 氮富集对细根生物量的影响
•     5.1.2 氮富集对细根碳的影响
•     5.1.3 氮富集对细根氮的影响
•     5.1.4 氮富集对细根碳氮比的影响
•     5.1.5 氮富集对细根碳储量的影响
•     5.1.6 氮富集对细根氮储量的影响
•   5.2 讨论
•   5.3 结论
• 第六章 氮富集下凋落物和细根对土壤碳氮的响应关系
•   6.1 结果分析
•     6.1.1 凋落物碳氮含量及其储量与土壤碳氮含量及其储量的相关性
•     6.1.2 细根碳氮含量及其储量与土壤碳氮含量及其储量的相关性
•     6.1.3 细根碳氮含量及其储量与细根碳氮含量及其储量的相关性
•   6.2 讨论
•   6.3 小结
• 第七章 结论与展望
•   7.1 主要结论
•   7.2 主要创新点
•   7.3 研究展望
• 参考文献
• 致谢
• 个人简历

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 陈磊

导师: 上官周平,邓蕾

关键词: 凋落物,细根,碳氮储量,人工油松林,氮富集

来源: 西北农林科技大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 西北农林科技大学

基金: 国家自然科学基金(编号:41877538)

分类号: S714.2

总页数: 96

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