模拟氮沉降对图们湿地温室气体排放及植物多样性的影响

论文摘要

氮沉降增加已经成为全球变化的重要现象之一,能够对土壤温室气体排放量与地表植物多样性产生潜在影响,从而导致生态系统功能发生改变。因此,研究大气氮沉降变化条件下,地上植被多样性的变化以及温室气体的负反馈作用,对通过陆地碳氮循环预测未来大气中的CO2和其他温室气体含量,以及预测大气圈与生物圈的相互联系作用等科学问题至关重要,同时有助于认识地球生态系统的养分循环、水循环和生物多样性的逐渐变化。本文以典型的低地湿地区——图们江下游湿地为研究对象,利用静态箱/气象色谱法观测不同氮沉降处理样地从5月底-9月底3种温室气体（CO2、CH4、N2O）排放通量,揭示不同氮沉降对湿地温室气体排放通量变化的影响,并阐明3种温室气体排放通量季节性变化与群落多样性变化特之间的相互关系,分析图们江下游碳汇趋势及其对氮沉降增加的响应。结果表明:（1）随着氮沉降量的增加,土壤pH值和速效磷含量逐渐降低,SOC、TN、硝态氮、铵态氮和TP含量随着氮沉降的增加而增加,土壤TN、硝态氮、铵态氮、速效磷之间存在显著性差异（F=6.82,p<0.05）,土壤pH、SOC和TP之间差异不显著（F=1.31,p>0.05）。（2）图们湿地植物香农维纳指数（Shannon-Wiener指数）随着氮沉降的变化而增加,与对照组相比,低氮和高氮处理均显著高于对照处理。在自然对照样地中,香农维纳指数平均值为4.76,在低施氮样地中,香农维纳指数为5.38±1.09,而高施氮样地中,香农维纳指数为5.76±1.32。方差分析结果表明,氮增加使得图们湿地的Shannon-Wiener指数升高,差异显著（F=16.41,p<0.05）。（3）植物优势度指数比较发现,与对照相比,低氮处理显著高于对照处理,但是高氮处理未显著高于对照处理,低氮和高氮对于植被群落优势度的影响不同。植物均匀度指数则随着氮沉降的变化而增加,与对照相比,低氮和高氮处理均显著高于对照处理。（4）不同氮沉降梯度下,图们湿地温室气体排放通量研究结果表明,CO2排放通量在3个氮沉降处理中差异显著（ONE-WAY ANOVA F=12.37,p<0.05）,氮沉降提高了CO2排放通量（F=8.25,p<0.05）,CO2排放速率随季节变化,其中夏季最高,秋季最低。（5）CH4排放通量在3个氮沉降处理中差异不显著（ONE-WAY ANOVA,F=6.48,p>0.05）,氮沉降并未促进CH4排放通量,夏季和秋季CH4排放速率均较高。（6）N2O排放通量在3个氮沉降处理中差异显著（ONE-WAY ANOVA,F=6.82,p<0.05）,氮沉降提高了N2O排放通量（F=5.48,p<0.05）。N2O排放速率在夏季和秋季最高。（7）皮尔森相关性分析结果表明,3种温室气体均未与多样性指数和生物量呈现出相关关系（p>0.05）;3种温室气体主要受到土壤理化因子的影响,其中土壤温度是影响土壤CO2（R=0.89）和CH4（R=0.83）的主要影响因子。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
•   1.1 湿地的概念、作用以及意义
•   1.2 氮沉降及其相关研究
•   1.3 氮沉降对温室气体排放的影响
•   1.4 模拟氮沉降对植物多样性的影响
•   1.5 植物多样性对温室气体排放的影响
•   1.6 研究目的和意义
• 第二章 材料与方法
•   2.1 研究地点自然概况
•   2.2 研究方法
•     2.2.1 实验地点
•     2.2.2 实验样地设置
•     2.2.3 施氮处理
•     2.2.4 物种多样性的调查
•     2.2.5 气体样品采集与分析
•     2.2.6 土壤实验样品的采集与分析
•   2.3 数据分析
• 第三章 研究结果与分析
•   3.1 不同梯度氮沉降条件下湿地植物生物量
•     3.1.1 湿地地上植物生物量
•     3.1.2 湿地地下植物生物量
•   3.2 不同梯度氮沉降湿地土壤
•     3.2.1 土壤养分含量
•     3.2.2 土壤温度
•   3.3 不同梯度氮沉降湿地植物多样性
•     3.3.1 Shannon-Wiener指数
•     3.3.2 优势度指数
•     3.3.3 均匀度指数
•     3.3.4 植物物种组成成分分析
•   3.4 不同梯度氮沉降图们湿地温室气体排放通量
• 2 排放通量'>    3.4.1 CO₂排放通量
• 4 排放通量'>    3.4.2 CH₄排放通量
• 2O排放通量'>    3.4.3 N₂O排放通量
•   3.5 不同梯度氮沉降植物群落多样性和生物量与温室气体的相关性
•   3.6 不同梯度氮沉降土壤因子与温室气体排放的相关性
•   3.7 不同梯度氮沉降土壤因子与植物群落多样性和生物量的相关性
•   3.8 不同氮沉降条件下生物量对温室气体排放的影响
• 2 排放的影响'>    3.8.1 植物生物量对CO₂排放的影响
• 4 排放的影响'>    3.8.2 植物生物量对CH₄排放的影响
• 2O排放的影响'>    3.8.3 植物生物量对N₂O排放的影响
• 第四章 讨论
•   4.1 不同氮沉降梯度对图们湿地生物量的影响
•   4.2 模拟氮沉降对图们湿地土壤因子的影响
•   4.3 模拟氮沉降对群落多样性的影响
•   4.4 氮沉降对温室气体排放通量的影响
•   4.5 模拟氮沉降下群落多样性以及生物量对温室气体排放的影响
•   4.6 模拟氮沉降下土壤因子对温室气体排放的影响
• 第五章 结论
• 参考文献
• 后记

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 张秀娟

导师: 刘颖

关键词: 图们江下游湿地,模拟氮沉降,群落多样性,温室气体,全球气候变化

来源: 东北师范大学

年度: 2019

分类: 基础科学,工程科技Ⅰ辑

专业: 生物学,环境科学与资源利用

单位: 东北师范大学

分类号: X171;Q948

总页数: 46

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