全球變化下,荒漠生態(tài)系統(tǒng)地表環(huán)境急劇惡化。苔蘚結(jié)皮作為荒漠生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分,在抗土壤水蝕、加速養(yǎng)分循環(huán)等方面發(fā)揮著極其重要的作用。而生物炭作為土壤改良劑可提高土壤持水量以及養(yǎng)分利用效率,因此,將生物炭應(yīng)用到苔蘚結(jié)皮中,對(duì)荒漠生態(tài)系統(tǒng)的修復(fù)具有重要意義。本研究以古爾班通古特沙漠南緣廣泛分布的苔蘚結(jié)皮及其所覆蓋的土壤為研究對(duì)象,通過(guò)兩種添加方式(1-將生物炭均勻撒在結(jié)皮表面、2-將生物炭與結(jié)皮下土壤均勻混合)分別添加CK、T1、T2、T3梯度含量的沙蒿、稻殼生物炭,以期探索苔蘚結(jié)皮對(duì)生物炭添加的響應(yīng),結(jié)果如下:(1)添加稻殼生物炭和沙蒿生物炭,苔蘚結(jié)皮及土壤的含水率均隨添加量的增加而增加,且隨著生長(zhǎng)季均呈現(xiàn)出相同的變化趨勢(shì)。第一種方式添加沙蒿生物炭時(shí)苔蘚結(jié)皮的保水性能較優(yōu)于添加稻殼生物炭。(2)添加生物炭,苔蘚結(jié)皮C、N、P含量與空白差異性顯著,且隨生物炭添加量的增加而增加。第一種添加方式下,添加沙蒿生物炭時(shí)苔蘚結(jié)皮C、N、P含量高于添加稻殼生物炭時(shí)的值;第二種添加方式下,兩者差異不大。添加兩種生物炭苔蘚結(jié)皮C、N、P含量分別在6.4-76.8g/kg、0.04-0.36g/kg和0.23-0.99g/kg間變化,此結(jié)果表明,添加兩種生物炭,苔蘚結(jié)皮C、N、P含量均增加。苔蘚結(jié)皮C:N、C:P、N:P分別為61.9-526.0、22.4-138.5、0.11-0.92,表明添加量升高時(shí)生物炭會(huì)促進(jìn)苔蘚結(jié)皮的生長(zhǎng)。(3)添加稻殼生物炭和沙蒿生物炭,土壤C含量隨添加量的增加而增加,且差異性顯著;第二種方式添加兩種生物炭,均使土壤C含量高于第一種添加方式且差異性顯著。添加生物炭,土壤N含量隨生物炭添加量的增加而增加,隨月份呈現(xiàn)“V”型變化趨勢(shì),在6月和10月份出現(xiàn)最大值。添加不同梯度含量的稻殼生物炭,土壤P含量高于空白,但各添加量間無(wú)顯著性差異。添加稻殼生物炭,土壤C、N、P含量均值在整個(gè)生長(zhǎng)季分別為12.4、0.87和0.37g/kg;添加沙蒿生物炭,土壤C、N、P含量均值在整個(gè)生長(zhǎng)季分別為12.1、0.88和0.39g/kg。(4)添加生物炭,苔蘚結(jié)皮下土壤NH_4~+-N和NO_3~--N含量隨添加量的增加而升高。第一種添加方式下,隨添加量的增加,土壤氨化速率、硝化速率及凈礦化速率均降低。第二種添加方式下,隨添加量的增加,土壤氨化速率、凈礦化速率呈上升變化趨勢(shì);添加稻殼生物炭,土壤硝化速率隨添加量的增加而降低,且均為負(fù)值;添加沙蒿生物炭,土壤硝化速率升高,除了空白為負(fù)值,其余添加量均為正值;土壤凈礦化速率隨添加量的增加而呈先降低后升高的變化趨勢(shì)。第一種添加方式下,添加沙蒿生物炭對(duì)土壤硝化速率的抑制作用較明顯,第二種添加方式下,添加沙蒿生物炭能夠促進(jìn)土壤的硝化作用。添加稻殼生物炭,土壤凈礦化速率與空白無(wú)顯著性差異;添加沙蒿生物炭,其在各添加量下均和空白存在顯著性差異,但三者間差異性不顯著。(5)苔蘚結(jié)皮C、N、P和土壤C、N、P間相關(guān)性極強(qiáng)。添加生物炭后,苔蘚結(jié)皮C和土壤C含量間呈現(xiàn)一元二次非線性關(guān)系,與土壤N含量存在線性關(guān)系以及一元二次函數(shù)的非線性關(guān)系。添加不同量的生物炭使得苔蘚結(jié)皮C含量與土壤P含量的關(guān)系由非線性形式轉(zhuǎn)變?yōu)榫�性關(guān)系。適宜添加生物炭會(huì)使結(jié)皮N含量和土壤N含量關(guān)系更緊密。第一種方式添加稻殼生物炭和沙蒿生物炭,影響苔蘚結(jié)皮C、N、P含量的土壤因子重要性排序分別為銨態(tài)氮含量、含水率、全N、全C、全P、電導(dǎo)率和土壤銨態(tài)氮含量、含水率、C:P、全N、N:P、電導(dǎo)率。第二種方式添加兩種生物炭,影響苔蘚結(jié)皮C、N、P含量的土壤因子重要性排序分別為全C、C:P、全N、N:P、含水率、銨態(tài)氮含量和全N、全C、全P、含水率、N:P。
【學(xué)位單位】：新疆大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2019
【中圖分類(lèi)】：S156
【部分圖文】：

6圖 1-1 技術(shù)路線圖Fig. 1-1 Technology Roadmap1.5 本文創(chuàng)新之處（1）添加本土生物炭與其他種類(lèi)生物炭，研究其對(duì)苔蘚結(jié)皮及其土壤的影響；（2）研究添加不同種類(lèi)生物炭時(shí)，影響苔蘚結(jié)皮的土壤因子驅(qū)動(dòng)力的差異。

圖 3-1 生物炭對(duì)苔蘚結(jié)皮含水率的影響Fig. 3-1 Effect of Biochar on Water Content of Moss Crust3.2 生物炭對(duì)土壤含水率的影響第一種方式添加稻殼、沙蒿生物炭，隨著添加量的增加，土壤含水率均增加，且生長(zhǎng)季變化一致（圖 3-2）。6 月，添加兩種生物炭，土壤含水率在 T2 和 T3 添加量時(shí)均顯著高于空白。7 月，添加不同量稻殼、沙蒿生物炭，土壤含水率無(wú)顯著性差異。8 月，土壤含水率在添加沙蒿生物炭 T2 處最大。9 月，添加稻殼生物炭和沙蒿生物炭時(shí)土壤含水率均呈現(xiàn)出最大值，其在各添加量下均顯著高于空白。10 月，添加不同量的稻殼生物炭和沙蒿生物炭，土壤含水率均顯著高于空白，但三者間無(wú)顯著性差異。第二種方式添加稻殼和沙蒿生物炭，隨添加量的增加，土壤含水率在生長(zhǎng)季周期上呈增長(zhǎng)趨勢(shì)。6 月，添加稻殼生物炭和沙蒿生物炭，土壤含水率在 T2 和 T3 添加量處均顯著高于空白。7 月，添加稻殼、沙蒿生物炭，土壤含水率無(wú)顯著性差異。8 月，添加稻殼生物炭，土壤含水率顯著高于空白，而三者間無(wú)顯著性差異；添加沙蒿生物炭，土

圖 3-2 生物炭對(duì)苔蘚結(jié)皮下土壤含水率的影響Fig. 3-2 Effect of Biochar on Soil Moisture Content3.3 討論水分是荒漠地區(qū)植物生長(zhǎng)發(fā)育所需的必要條件[63]。苔蘚結(jié)皮能夠增強(qiáng)土壤抗水蝕和抗風(fēng)蝕能力。生物炭具有多孔、比表面積大等特性，添加生物炭對(duì)土壤水分及養(yǎng)分具有一定的持留作用[64]。添加生物炭能有效地增加土壤的孔隙度以及通透性，進(jìn)而增加其持水能力，促進(jìn)苔蘚的根系發(fā)育，從而提高苔蘚結(jié)皮的水分利用率。生物炭自身的特性能夠保存進(jìn)入土壤內(nèi)的水溶性養(yǎng)分[65]。魏永霞等[66]研究表明添加生物炭使土壤田間持水量上升，李昌見(jiàn)[65]等研究發(fā)現(xiàn)生物炭使番茄的土壤水分利用效率上升。上述研究結(jié)果均表明生物炭增強(qiáng)土壤保水性，與本研究結(jié)果一致。苔蘚結(jié)皮及其土壤含水率均在 9 月出現(xiàn)最高值且其不同添加量與空白間差異性顯著，說(shuō)明添加生物炭增加了苔蘚結(jié)皮的保水性，使其能夠保持較高的含水量。而苔蘚結(jié)皮及其土壤的含水量在 7 月出現(xiàn)最低值，這與氣候因素密切相關(guān)，高溫天氣使苔蘚結(jié)皮蒸發(fā)量增大，這也就造成了生物炭添加量間

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2808962