滇中不同土壤磷素条件下植物群落磷素营养策略与输出特征

论文摘要

磷是生命系统的重要组成成分,其在生态系统中迁移转化是生态系统结构和功能的决定性因素之一。但土壤中磷素含量较少,是地球上生物生产力的限制性养分元素。生态系统内植物与土壤之间存在相互反馈,植物为了适应不同土壤磷素的条件形成不同的磷素营养策略,在磷素丰富的地区,植物和微生物将岩石母质中的磷转化为生物地球化学磷循环（获取策略）。相比之下,在磷素匮乏的地区,则建立紧缩的磷循环来维持植物对磷的需求（回收策略）。不同磷素条件的土壤与植物群落磷素策略之间的联系研究较少,本研究选择滇中不同磷素条件的植物群落,对其获取和回收磷的指标的量化分析,探讨高磷区、中磷区和低磷区植物群落的磷素营养策略,分析群落生态水文过程,研究不同土壤磷素条件下群落地表径流的磷素流失状况,为滇中富磷区面源污染防控提供数据支持。研究结果如下:（1）本研究所选滇中三个项目区土壤全磷含量存在显著差异,土壤全磷含量呈现:高磷区（8268.90 mg·kg-1）>中磷区（3227.78 mg·kg-1）>低磷区（208.62mg·kg-1）。土壤活性磷（H20-P,、NaHCO3-Pi和 NaHCO3-Po）含量占总磷比例4.84%～11.70%之间,高磷区活性磷含量显著高于中磷区和低磷区。中等活性磷含量（NaOH-P）中磷区所占比例较大,非活性的磷（HC1-P+residual-P）低磷区所占比例高于高磷区和中磷区。从高磷区到低磷区,总有机碳与有机磷的比值（C:Porganic）从22增加到178。相应地,有机质、总氮、各种形态磷含量也呈递减变化。（2）在不同的土壤磷素条件下,影响植物群落和多样性的主导因素不同。从低磷区到高磷区,土壤总磷对于群落结构的相关性逐渐减低,高磷区土壤总氮和土壤有机质是影响群落结构和多样性的决定因素。暖性针叶林和半湿润常绿阔叶林群落随着土壤磷素背景值的上升多样性指数增大,荒草坡则在中磷区多样性指数最高。（3）在高磷区,植物叶片中磷的含量随着土壤浓度的上升而上升,凋落物也呈类似的趋势;在低磷区植物从叶片到凋落物磷含量下降程度大于高磷区。虽然不同土壤磷浓度存在很大的差异,但是细根磷浓度随土壤磷素下降的程度并不突出。（4）细根生物量随着土壤磷素含量的下降而增加（除荒草坡外）,根际土壤酸性磷素酶也呈现这样的趋势（除荒草坡）。微生物磷随着土壤磷素含量上升而增加,但最高值在中磷区。低磷区微生物对磷的固定占有效磷来源（磷矿物的溶解和有机磷的矿）的比例79.93%,高于高磷区51.01%和中磷区59.37%,表明微生物在土壤磷素匮乏条件下提高了对磷的固定速率,有利于维持土壤磷素的有效性,也表明磷素营养策略中磷素回收强度随着土壤磷素的下降不断增加。（5）通过对磷素策略指标进行量化分析,除荒草坡外,其他群落磷素回收指标,随土壤磷素含量上升而下降,磷素获取指标则相反,暖性针叶林和半湿润常绿阔叶林群落符合磷素营养策略,但荒草坡不符合。除荒草坡外,其他植物群落随着回收指标的上升植物群落对磷的利用效率上升。（6）高磷区群落结构较低磷区复杂,地表径流量呈现:低磷区>高磷区。在相同地区,群落结构越复杂,地表径流越少,呈现:荒草坡>暖性针叶林>半湿润常绿阔叶林。地表径流中磷素各形态总量或浓度,高磷区都大于低磷区,且在溶解态磷中无机磷占主导地位。

论文目录

• 摘要
• abstract
• 缩略词
• 1 前言
•   1.1 问题的提出
•   1.2 国内外研究动态
•     1.2.1 森林生态系统养分研究进展
•     1.2.2 磷素营养策略和土壤磷状况
•     1.2.3 紧缩磷循环是生态系统的一个突现特征
•     1.2.4 森林磷素营养的层级和结构
•     1.2.5 森林生态系统磷素营养的稳定性
•     1.2.6 森林生态系统营养策略的重要性
•   1.3 研究目标、研究内容及技术路线
•     1.3.1 研究目标及思路
•     1.3.2 研究内容
•     1.3.3 技术路线
• 2 研究区概况及研究方法
•   2.1 研究区概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 植物群落调查
•     2.2.2 样品采集
•     2.2.3 植物样品养分元素测定
•     2.2.4 土壤样品理化性质素测定
•     2.2.5 水样磷素形态测定
•     2.2.6 磷素获取指标和磷素回收指标
•     2.2.7 数据分析
• 3 结果与分析
•   3.1 植物群落的结构特征以及组成
•     3.1.1 植物群落组成
•     3.1.2 植物群落结构特征
•   3.2 不同群落植物与土壤理化性质
•     3.2.1 土壤容重、总孔隙度、含水率、pH特征
•     3.2.2 土壤全氮赋存特征
•     3.2.3 土壤有机质赋存特征
•     3.2.4 土壤全磷赋存特征
•     3.2.5 土壤有效磷赋存特征
•     3.2.6 植物群落土壤磷素的不同形态含量
•     3.2.7 不同植物群落土壤磷库的构成
•     3.2.8 不同植物群落土壤因子与植物群落结构、多样性相关关系
•     3.2.9 不同植物群落叶片、凋落物与细根P特征
•     3.2.10 不同植物群落根生物量含量特征
•   3.3 不同群落土壤微生物与酸性磷酸酶相关指标特征
•     3.3.1 根际土壤酸性磷酸酶特征
•     3.3.2 土壤微生物磷特征
•     3.3.3 磷的转化速率特征
•   3.4 生态系统磷素营养策略
•     3.4.1 回收指标
•     3.4.2 获取指标与回收指标
•     3.4.3 磷素吸收效率
•   3.5 不同群落地表径流磷素输出特征
•     3.5.1 研究区雨季降雨量特征
•     3.5.2 不同群落地表径流磷素流失特征
•   3.6 影响磷素流失的主要因素
•     3.6.1 不同磷素条件植物群落结构指标的主成分分析
•     3.6.2 不同磷素条件下土壤源强各指标的主成分分析
•     3.6.3 不同磷素条件下植物群落结构与径流之间相关性分析
•     3.6.4 不同磷素条件下土壤指标与径流指标之间相关性分析
• 4 讨论与结论
•   4.1 不同土壤磷素条件下群落土壤磷素的赋存特征
•   4.2 土壤特征对植物群落结构的影响
•   4.3 不同土壤磷素条件下植物群落磷素营养策略
•   4.4 不同磷素条件下不同植物群落地表径流磷素流失特征
•   4.5 结论与展望
•     4.5.1 结论
•     4.5.2 问题与展望
• 参考文献
• 致谢

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 成祥

导师: 段昌群

关键词: 磷素营养策略,磷回收策略,磷获取策略,地表径流,磷素形态

来源: 云南大学

年度: 2019

分类: 基础科学

专业: 生物学

单位: 云南大学

分类号: Q948.1

总页数: 94

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