本文關鍵詞：不同土地利用類型下河岸帶草本植物葉片與土壤N、P化學計量特征研究

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【摘要】：河岸帶是連接河流生態(tài)系統(tǒng)與陸地生態(tài)系統(tǒng)的重要紐帶,其地處水陸交界區(qū),具有明顯的邊緣效應,并經由水-土壤-植被系統(tǒng),對水陸間的物質流、信息流和生物流發(fā)揮著廊道、過濾器和屏障的功能。隨著農業(yè)與城鎮(zhèn)化發(fā)展,人類活動已經對河岸帶及水體環(huán)境的影響逐漸凸顯。河岸帶通過一系列復雜的物理、生物以及生物化學循環(huán)過程實現(xiàn)對氮素和磷素的截留轉化,而河岸帶土地利用狀況是影響植被和土壤結構功能,改變河岸帶對氮、磷截留轉化過程和效率的重要驅動與約束因素。 氮和磷是植物生命活動中所必需的營養(yǎng)元素,是大多數(shù)生態(tài)系統(tǒng)中最主要的兩種限制性元素,氮和磷彼此獨立而又相互影響,在植物的生長、發(fā)育、群落組成以及生態(tài)系統(tǒng)的結構和功能等方面發(fā)揮著重要的作用。借助于化學計量學手段,我們不僅能了解環(huán)境要素與生物組成元素間的關系,還有助于理解環(huán)境作用對生物生長發(fā)育、群落動態(tài)以及生態(tài)系統(tǒng)過程的影響,因此通過研究不同土地利用格局下河岸帶氮、磷生態(tài)化學計量特征,有助于深入了解受人為活動影響的河岸帶植物與土壤營養(yǎng)元素現(xiàn)狀及變化趨勢,對今后保護流域健康環(huán)境,加強對流域環(huán)境管理及土地利用合理規(guī)劃具有重要意義。 本研究于2011年5月、7月、9月對太湖流域宜興市地區(qū)三種土地利用類型(林地、農田、村鎮(zhèn))相鄰河岸帶草本植物葉片及土壤氮、磷化學計量特征進行了研究,運用生態(tài)化學計量學原理,結合野外施肥實驗對太湖流域河岸帶植物生長限制性因子進行判斷和驗證,同時研究了植物與土壤氮磷含量關系,在此過程中以動態(tài)平衡調節(jié)系數(shù)對不同土地利用類型群落穩(wěn)定性進行了探討,并得出以下結果： 1、三種土地利用類型河岸帶土壤全氮(STN)含量在三個時期均呈先降低后升高趨勢。5月與7月三種土地利用類型STN含量無顯著性差異,9月村鎮(zhèn)土地利用類型河岸帶土壤STN含量最低且與林地農田土地利用類型含量相比差異顯著(p0.05)。農田土地利用類型河岸帶土壤全磷(STP)含量在三個時期中均顯著低于林地與村鎮(zhèn)土地利用類型(p0.05)。 2、比較三個土層之間土壤STN與STP含量發(fā)現(xiàn)各土地利用類型中土壤表層STN與STP含量最高。7月林地土地利用類型表層土壤STN含量顯著高于農田與村鎮(zhèn)類型(p0.05)。三個時期農田土地利用類型表層土壤STP含量顯著低于其他兩種土地利用類型(p0.05)。 3、三種土地利用類型下河岸帶植物葉片全氮(TN)含量隨著植物生長逐漸增加,而植物葉片平均全磷(TP)含量則在7月最高。7月農田土地利用類型河岸帶植物TN、TP含量顯著高于林地與村鎮(zhèn)類型(p0.05),9月村鎮(zhèn)土地利用類型的植物TP含量顯著高于林地土地利用類型(p0.05)。 4、不同土地利用類型間植物和土壤氮磷比顯著性差異結果顯示,9月份村鎮(zhèn)土地利用類型河岸帶植物葉片TN:TP顯著低于林地與農田類型(p0.05),農田土地利用類型在0-30cm土壤中以及三個土層中STN:STP均顯著高于林地與村鎮(zhèn)土地利用類型(p0.05)。 5、依據(jù)本研究中植物TN:TP結果及野外驗證實驗結果,太湖流域河岸帶植物生長受N限制作用。 6、林地土地利用類型中河岸帶植物與土壤氮磷含量相關性不顯著(p0.05),農田土地利用類型植物與土壤氮含量相關性低于村鎮(zhèn)土地類型。植物與土壤磷含量相關性低于氮元素相關性,表明農田與村鎮(zhèn)磷元素較氮元素受環(huán)境中外源營養(yǎng)元素干擾更明顯。 7、根據(jù)7月林地、農田和村鎮(zhèn)土地利用類型植物與土壤N：P得出動態(tài)平衡調節(jié)系數(shù),結果表明三種土地利用類型河岸帶植物群落對環(huán)境中元素變化的調節(jié)能力及群落穩(wěn)定性由大到小為林地土地利用類型村鎮(zhèn)土地利用類型農田土地利用類型。 以上研究結果表明,本地區(qū)土地利用影響下河岸帶植物土壤氮、磷出現(xiàn)某種程度的分異。長期的過量氮磷肥的輸入已經造成農田土地利用類型河岸帶植物對氮磷吸收量高而土壤滯留能力低,植物群落穩(wěn)定性下降。林地土地利用類型群落穩(wěn)定性高,其植物與土壤,特別是表層土壤對氮和磷滯留能力較高,村鎮(zhèn)土地利用類型植物與土壤含磷量高可能與生活污水的輸入以及植物為適應環(huán)境而形成的生存策略有關。同時判定N為本研究區(qū)河岸帶植物限制性元素。
【關鍵詞】：河岸帶 化學計量 土地利用 限制性元素 群落穩(wěn)定性
【學位授予單位】：南京大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2013
【分類號】：S154.4
【目錄】：

• 摘要6-9
• Abstract9-12
• 目錄12-15
• 第一章 緒論15-22
• 1.1 研究背景15-19
• 1.1.1 河岸帶對氮、磷的截留轉化作用15-17
• 1.1.2 氮、磷元素化學計量特征研究進展及應用17-19
• 1.2 研究意義19-20
• 1.3 研究現(xiàn)狀與研究內容20-22
• 第二章 研究地選取及概況22-24
• 2.1 地理位置及地形地貌22
• 2.3 氣候特征22
• 2.4 植被與土壤特征22-23
• 2.5 河流概況23-24
• 第三章 不同土地利用類型河岸帶土壤與植物N、P特征24-38
• 3.1 試驗設計及研究方法24-27
• 3.1.1 研究對象的選取24-25
• 3.1.2 樣點設置與樣品采集25-26
• 3.1.3 樣品處理26-27
• 3.1.4 元素測定27
• 3.2 數(shù)據(jù)處理27
• 3.3 結果27-32
• 3.3.1 不同時期三種土地利用類型土壤N、P平均含量特征27-28
• 3.3.2 不同時期三種土地利用類型各層土壤N、P含量特征28-30
• 3.3.3 不同時期不同土地利用類型下植物葉片N、P含量特征30-31
• 3.3.4 不同土地利用類型下植物與土壤N：P特征31-32
• 3.4 討論32-36
• 3.4.1 不同時期不同土地利用類型下土壤氮、磷的特征分析32-33
• 3.4.2 不同土地利用類型下土壤氮素分層差異特征33-34
• 3.4.3 不同時期不同土地利用類型對植物氮、磷的影響34-35
• 3.4.4 不同土地利用類型下植物與土壤N：P特征分析35-36
• 3.4.5 植物生長的限制性營養(yǎng)元素的判斷36
• 3.5 小結36-38
• 第四章 河岸帶植物生長限制因子的野外施肥驗證38-44
• 4.1 實驗設計與研究方法38-39
• 4.1.1 施肥實驗設計38-39
• 4.1.2 測定方法39
• 4.2 數(shù)據(jù)處理39
• 4.3 實驗結果39-41
• 4.3.1 N、P添加對植物群落葉片N、P含量的影響39-40
• 4.3.2 N、P添加對土壤N、P含量的影響40-41
• 4.3.3 施肥實驗對植物N：P的影響41
• 4.4 討論41-43
• 4.4.1 添加實驗中植物葉片與土壤氮磷含量總體特征41-42
• 4.4.2 N：P及限制性元素42-43
• 4.5 小結43-44
• 第五章 植物與土壤N、P間關系及群落穩(wěn)定性機制的討論.44-49
• 5.1 研究方法44
• 5.2 數(shù)據(jù)處理44
• 5.3 結果與分析44-46
• 5.3.1 植物與土壤NP相關性分析44-45
• 5.3.2 植物與土壤N：P關系方程擬合及其與群落穩(wěn)定性間關系45-46
• 5.4 討論46-48
• 5.4.1 不同土地利用類型間植物與土壤養(yǎng)分含量關系46-47
• 5.4.2 化學計量穩(wěn)態(tài)與群落穩(wěn)定性分析47-48
• 5.5 小結48-49
• 第六章 總結與展望49-52
• 6.1 總結49-50
• 6.2 展望50-52
• 參考文獻52-60
• 致謝60-61

【參考文獻】

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本文編號：1018052