本文關鍵詞：三峽庫區(qū)馬尾松細根化學計量特征和周轉研究

  更多相關文章： 三峽庫區(qū) 馬尾松 細根 養(yǎng)分 化學計量特征 生物量 分解 生產量 周轉 影響因子

【摘要】：細根通常是指直徑‘2mm的根,是植物養(yǎng)分和水分吸收的重要器官,具有無木質部、直徑小、壽命短、周期快的特點,不僅是森林生態(tài)系統(tǒng)地下C庫的重要組成部分,而且是地下生態(tài)系統(tǒng)最活躍的組分。細根周轉(生長、衰老、死亡和分解過程)和細根內在養(yǎng)分濃度是研究細根對地下生態(tài)系統(tǒng)物質循環(huán)貢獻大小的關鍵。馬尾松(Pinus Massoni ana)是三峽庫區(qū)主要植被組成成分,在森林資源和生態(tài)服務功能中占有重要地位。因此了解和量化馬尾松細根周轉和其內在養(yǎng)分格局,對預測馬尾松對三峽庫區(qū)地下碳儲量的貢獻和生態(tài)系統(tǒng)養(yǎng)分循環(huán)意義重大。本研究于2014年5月-2015年12月期間,采用完整土塊法,每兩月對0-30cm土層進行馬尾松細根采樣,共采樣5次,研究細根養(yǎng)分化學計量特征;采用連續(xù)根鉆法在林內固定取樣點,各取樣點分0-10cm、10-20cm、20-30cm 3個層次,每兩月進行馬尾松細根取樣調查,共調查9次。同時結合分解袋法,進行分解袋回收試驗。本研究旨在探索馬尾松細根養(yǎng)分的分配格局,揭示細根周轉與內外影響因子的關系,主要研究結果如下:(1)三峽庫區(qū)馬尾松細根C含量表現(xiàn)為隨直徑增大而增加,時間動態(tài)表現(xiàn)為先上升再下降的變化趨勢;細根N、P、K、Ca和Mg含量表現(xiàn)為隨直徑增大而減小,時間動態(tài)基本表現(xiàn)為先上升在下降再上升的變化趨勢,除直徑1.5-2mm細根N、P和Ca含量表現(xiàn)為持續(xù)上升的變化趨勢;細根C:N、C:P和N:P比值表現(xiàn)為隨直徑增大而增大,時間動態(tài)基本表現(xiàn)為先減少再增加再減少的變化趨勢,除直徑1.5-2mm細根C:N和C:P比值表現(xiàn)為持續(xù)下降的變化趨勢。(2)馬尾松細根在生長過程中,其C、N、P、K、Ca和Mg年變化量表現(xiàn)不同。其中,細根C表現(xiàn)為遷出狀態(tài);細根N、K、Mg表現(xiàn)為富集狀態(tài);細根P幾乎不存在遷出或富集;細根Ca在不同徑級細根中表現(xiàn)狀態(tài)不一致,直徑‘1.5mm細根表現(xiàn)為遷出狀態(tài),直徑1.5-2mm細根表現(xiàn)為富集狀態(tài)。(3)三峽庫區(qū)馬尾松細根在分解過程中,細根C含量表現(xiàn)為持續(xù)下降趨勢,細根N、P、Ca含量基本表現(xiàn)為持續(xù)上升趨勢,細根K和Mg含量表現(xiàn)為先下降再上升再下降的變化趨勢;馬尾松細根各養(yǎng)分元素的遷移模式不同,其中,細根C、K、Mg養(yǎng)分元素表現(xiàn)為釋放,細根Ca養(yǎng)分元素表現(xiàn)為富集,直徑‘0.5mm細根N和P養(yǎng)分元素表現(xiàn)為釋放,直徑0.5-2mm細根N和P養(yǎng)分元素在分解過程中出現(xiàn)富集現(xiàn)象。(4)馬尾松細根分解總體表現(xiàn)為初期分解速率較快,后期分解速率則逐漸減慢。利用非線性指數方程求得直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm和直徑1-2mm細根一年內的分解率分別為0.5180、0.3058、0.3058。通過相關分析結果表明,細根分解速率與初始N、P、K、Ca、Mg養(yǎng)分含量呈顯著正相關,與C/N和C/P比值呈顯著負相關(P‘0.05);通過冗余分析結果表明,在馬尾松細根分解過程中,細根Ca含量和土壤溫度是影響細根分解的主導因子,同時隨著細根直徑的增大,細根Ca含量對細根分解的影響力逐漸減弱,而土壤溫度對細根分解的影響力則逐漸增強。(5)三峽庫區(qū)馬尾松活、死細根生物量,在林分水平上,具有明顯的時間動態(tài)變化�；罴毟�,直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm、直徑1-2mm細根生物量動態(tài)變化趨勢基本一致,均出現(xiàn)兩個峰值,分別在3月和9月。死細根中,直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm、直徑1-2mm細根生物量動態(tài)變化趨勢也基本相同,最大值出現(xiàn)在12月,最小值在出現(xiàn)9月。通過主成分分析結果表明,直徑‘0.5mm細根生物量與細根化學成分、土壤Ca含量之間顯著相關,直徑0.5-2mm細根生物量與土壤溫度、土壤濕度、土壤硝態(tài)氮、土壤銨態(tài)氮之間顯著相關。(6)采用分室通量模型法,計算出馬尾松直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm、直徑1-2mm細根年生產量分別為0.13t/(hm~2·a)、0.49t/(hm~2·a)和0.37t/(hm~2·a),直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm、直徑1-2mm細根年周轉率分別為1.49/a、1.01/a和0.40/a。細根化學成分、生物量、土壤溫度、土壤濕度、土壤Ca含量、土壤硝態(tài)氮和銨態(tài)氮對各徑級細根生產量和周轉率的影響程度不同。其中,土壤溫度、土壤Ca含量顯著影響直徑‘0.5mm細根生產量與周轉率,且土壤溫度分別解釋生產量和周轉率32.8%和25%的變異,土壤Ca含量分別解釋65.6%和73.1%的變異;細根生物量和生產量顯著正相關,分別解釋直徑‘0.5mm、直徑0.5-1mm和直徑1-2mm細根生產量41.0%、41.1%和54.5%的變異;細根P、K顯著影響直徑‘0.5mm細根生產量,分別解釋直徑‘0.5mm細根生產量32.2%、39.2%的變異。
【關鍵詞】：三峽庫區(qū) 馬尾松 細根 養(yǎng)分 化學計量特征 生物量 分解 生產量 周轉 影響因子
【學位授予單位】：中國林業(yè)科學研究院
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：S791.248
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-15
• 第一章 緒論15-27
• 1.1 研究背景15
• 1.2 生態(tài)化學計量學研究進展15-20
• 1.2.1 植被生態(tài)化學計量學特征16-17
• 1.2.2 驅動因素17-19
• 1.2.3 生態(tài)化學計量學存在的問題及展望19-20
• 1.3 細根研究進展20-25
• 1.3.1 細根概念20-21
• 1.3.2 細根生物量21-22
• 1.3.3 細根生產和周轉22-24
• 1.3.4 細根研究存在的問題及展望24-25
• 1.4 研究目的意義和主要研究內容25-26
• 1.4.1 研究目的和意義25
• 1.4.2 主要研究內容25-26
• 1.5 研究技術路線26-27
• 第二章 研究區(qū)概況和研究方法27-33
• 2.1 研究區(qū)域概況27-29
• 2.2 研究方法29-31
• 2.2.1 細根生物量29
• 2.2.2 細根養(yǎng)分29-30
• 2.2.3 細根分解30
• 2.2.4 環(huán)境因子的測定30-31
• 2.3 數據處理31-33
• 2.3.1 細根分解計算31-32
• 2.3.2 細根生產和周轉計算32
• 2.3.3 統(tǒng)計分析32-33
• 第三章 三峽庫區(qū)馬尾松細根養(yǎng)分化學計量特征33-38
• 3.1 細根養(yǎng)分重復測量資料的方差分析33
• 3.2 不同徑級細根養(yǎng)分的動態(tài)變化33-34
• 3.3 不同徑級細根C、N、P化學計量比的動態(tài)變化34-36
• 3.4 不同徑級細根養(yǎng)分年變化36-37
• 3.5 小結37-38
• 第四章 三峽庫區(qū)馬尾松細根分解38-47
• 4.1 不同徑級細根分解動態(tài)38-40
• 4.2 不同徑級細根分解過程中養(yǎng)分濃度的時間動態(tài)40-43
• 4.2.1 不同徑級細根初始養(yǎng)分40
• 4.2.2 不同徑級細根養(yǎng)分濃度在分解過程中的變化40-41
• 4.2.3 不同徑級細根養(yǎng)分保持率在分解過程中的變化41-43
• 4.3 細根分解的影響因素43-46
• 4.3.1 細根初始化學成分對細根分解的影響43
• 4.3.2 細根化學成分和土壤化學性質對細根分解的影響43-46
• 4.4 小結46-47
• 第五章 三峽庫區(qū)馬尾松細根周轉47-54
• 5.1 細根生物量重復測量資料的方差分析47
• 5.2 不同徑級細根生物量時間動態(tài)47-49
• 5.3 不同徑級細根生產與周轉49-50
• 5.3.1 不同徑級細根年生產量與年周轉率49
• 5.3.2 不同土層各徑級細根年生產量與年周轉率49-50
• 5.4 細根生產量和周轉與相關因子的關系50-53
• 5.5 小結53-54
• 第六章 討論54-65
• 6.1 馬尾松細根化學計量特征54-56
• 6.1.1 馬尾松細根養(yǎng)分變化54-56
• 6.1.2 馬尾松細根養(yǎng)分化學計量比56
• 6.2 馬尾松細根分解56-61
• 6.2.1 馬尾松細根分解速率56-58
• 6.2.2 馬尾松細根養(yǎng)分釋放58-59
• 6.2.3 馬尾松細根分解影響因素59-61
• 6.3 馬尾松細根周轉61-65
• 6.3.1 馬尾松細根生物量時間動態(tài)61-62
• 6.3.2 馬尾松細根生產和周轉62-63
• 6.3.3 馬尾松細根生產和周轉的影響因素63-65
• 第七章 結論與展望65-67
• 7.1 結論65-66
• 7.2 展望66-67
• 參考文獻67-78
• 在讀期間的學術研究78-79
• 致謝79

【參考文獻】

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