模擬氮硫沉降對太岳山華北落葉松林土壤呼吸的短期影響
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【摘要】:本文以太岳山華北落葉松人工林為研究對象,設(shè)置模擬沉降的強度和頻度:氮沉降三種濃度:低氮(50 kg N·hm-2·a-1)、中氮(100 kg N·hm-2·a-1)、高氮(150 kg N·hm-2·a-1);硫沉降三種濃度:低硫(50 kg S·hm-2·a-1)、中硫(100kg S·hm-2·a-1)、局硫(150kg S·hm-2·a-1)。同時研究不同水平氮沉降、硫沉降和氮硫復(fù)合沉降對華北落葉松人工林土壤呼吸和土壤呼吸溫度敏感性的短期影響,旨在預(yù)測山西省長期氮沉降和硫沉降增加的背景下,為華北落葉松人工林生態(tài)系統(tǒng)土壤碳通量的變化提供數(shù)據(jù)支持和依據(jù)。研究氮硫沉降土壤呼吸各組分的影響,對于了解土壤呼吸在氣候變化中的作用有重要意義。結(jié)果表明:1)土壤呼吸速率的季節(jié)變異主要受土壤溫度和含水量影響,模擬氮沉降沒有改變土壤呼吸速率的生長季變化規(guī)律,且不同水平氮沉降并未改變土壤溫度和土壤含水量的生長季節(jié)變化趨勢。整個觀測期內(nèi),高氮處理顯著促進土壤總呼吸速率(P0.05);低氮和中氮抑制凋落物層呼吸速率;氮沉降促進了根系呼吸速率;礦質(zhì)土壤呼吸速率隨氮沉降水平的升高而升高。除根系呼吸速率與5cm土壤溫度擬合關(guān)系不顯著(P0.05)外,其它各呼吸組分均與5cm土壤溫度擬合關(guān)系極顯著(P0.01)。相比于單因子模型,土壤溫度與含水量雙因子復(fù)合模型(Rs=aebTWc)能更好地解釋土壤呼吸季節(jié)變異。2)整個生長季內(nèi),硫沉降并沒有改變土壤呼吸速率的生長季節(jié)單峰變化規(guī)律。土壤總呼吸速率隨硫沉降水平的升高而升高,不同硫沉降水平下土壤總呼吸速率均與對照之間差異顯著(P0.05);低硫和中硫處理降低了凋落物層呼吸速率;硫沉降促進根系呼吸速率,低硫和高硫處理顯著促進根系呼吸速率(P0.05);硫沉降顯著促進礦質(zhì)土壤呼吸速率(P0.05)。除根系呼吸速率與5cm土壤溫度擬合關(guān)系不顯著(P0.05)外,其它各呼吸組分均與土壤溫度產(chǎn)生極顯著差異(P0.01)。土壤溫度、濕度和土壤呼吸各組分下的復(fù)合關(guān)系模型R2均高于土壤溫度單因子模型,表明土壤溫度和濕度等水熱因子對土壤呼吸具有協(xié)同作用。3)在生長季內(nèi),不同氮硫復(fù)合沉降水平月平均土壤呼吸均有明顯的生長季季節(jié)變化特征,即7月或8月土壤呼吸速率高,而10月土壤呼吸速率較低。模擬氮硫復(fù)合沉降對華北落葉松林土壤呼吸產(chǎn)生顯著影響(P0.05)。氮硫復(fù)合沉降促進了土壤總呼吸速率,高氮高硫與對照土壤呼吸速率之間產(chǎn)生顯著差異(P0.05),而中氮中硫水平抑制土壤呼吸速率,但并未達到顯著水平(P0.05)。中氮和中硫處理對土壤呼吸速率的影響大于二者的共同作用,產(chǎn)生拮抗作用,而高氮和高硫處理產(chǎn)生了協(xié)同作用;在去凋處理下,各氮硫復(fù)合沉降土壤呼吸速率均高于對照,中氮高硫和高氮低硫顯著促進去除凋落物后的土壤呼吸速率(P0.05):在去根+去凋處理下,低氮低硫、低氮中硫、低氮高硫、中氮中硫、中氮高硫、高氮中硫和高氮高硫顯著促進土壤呼吸速率(P0.05)。
【關(guān)鍵詞】:土壤呼吸 氮沉降 硫沉降 華北落葉松林
【學(xué)位授予單位】:北京林業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】:碩士
【學(xué)位授予年份】:2016
【分類號】:S714.3
【目錄】:
- 摘要4-6
- ABSTRACT6-10
- 1. 引言10-18
- 1.1 酸沉降研究背景10-13
- 1.1.1 氮沉降研究背景11-12
- 1.1.2 硫沉降研究背景12
- 1.1.3 氮硫復(fù)合沉降研究背景12-13
- 1.2 土壤呼吸國內(nèi)外研究進展13-18
- 1.2.1 土壤呼吸組分區(qū)分方法13-15
- 1.2.2 水熱因子等環(huán)境因子對土壤呼吸的影響15-18
- 2 研究內(nèi)容和方法18-24
- 2.1 研究地概況18
- 2.2 研究內(nèi)容與方法18-24
- 2.2.1 主要研究內(nèi)容18
- 2.2.2 研究方法18-20
- 2.2.3 數(shù)據(jù)處理與分析20-22
- 2.2.4 技術(shù)路線22-24
- 3 結(jié)果與分析24-50
- 3.1 模擬氮沉降對土壤呼吸的影響24-35
- 3.1.1 模擬氮沉降對土壤總呼吸速率的影響24-27
- 3.1.1.1 氮沉降下土壤總呼吸速率變化24-25
- 3.1.1.2 土壤總呼吸速率與土壤溫濕度的關(guān)系25-27
- 3.1.2 模擬氮沉降對凋落物層呼吸速率的影響27-30
- 3.1.2.1 氮沉降下凋落物層呼吸速率變化27-28
- 3.1.2.2 凋落物層呼吸速率與凋落物層溫濕度的關(guān)系28-30
- 3.1.3 模擬氮沉降對根系呼吸速率的影響30-32
- 3.1.3.1 氮沉降下根系呼吸速率變化30
- 3.1.3.2 根系呼吸速率與根系溫濕度的關(guān)系30-32
- 3.1.4 模擬氮沉降對礦質(zhì)土壤呼吸速率的影響32-35
- 3.1.4.1 氮沉降下礦質(zhì)土壤呼吸速率變化32-33
- 3.1.4.2 礦質(zhì)土壤呼吸速率與溫濕度的關(guān)系33-35
- 3.2 模擬硫沉降對土壤呼吸的影響35-44
- 3.2.1 模擬硫沉降對土壤總呼吸速率的影響35-37
- 3.2.1.1 硫沉降下土壤總呼吸速率變化35-36
- 3.2.1.2 土壤總呼吸速率與土壤溫濕度的關(guān)系36-37
- 3.2.2 模擬硫沉降對凋落物層呼吸速率的影響37-39
- 3.2.2.1 硫沉降下生長季凋落物層呼吸速率變化37-38
- 3.2.2.2 凋落物層呼吸速率與凋落物層溫濕度的關(guān)系38-39
- 3.2.3 模擬硫沉降對根系呼吸速率的影響39-42
- 3.2.3.1 硫沉降下生長季根系呼吸速率變化39-40
- 3.2.3.2 根系呼吸速率與溫濕度的關(guān)系40-42
- 3.2.4 模擬硫沉降對礦質(zhì)土壤呼吸速率的影響42-44
- 3.2.4.1 硫沉降下生長季礦質(zhì)土壤呼吸速率變化42
- 3.2.4.2 礦質(zhì)土壤呼吸速率與溫濕度的關(guān)系42-44
- 3.3 模擬氮硫復(fù)合沉降下不同凋落物處理對土壤呼吸速率的影響44-50
- 3.3.1 模擬氮硫復(fù)合沉降對土壤總呼吸速率的影響44-47
- 3.3.2 模擬氮硫復(fù)合沉降下凋落物處理對土壤呼吸速率的影響47-48
- 3.3.3 土壤呼吸速率與土壤溫度、土壤濕度的關(guān)系48-50
- 4 結(jié)論與討論50-58
- 4.1 討論50-54
- 4.1.1 模擬氮沉降對土壤總呼吸速率及其各組分呼吸速率的影響50-51
- 4.1.2 模擬硫沉降對土壤總呼吸速率及各組分呼吸速率的影響51-53
- 4.1.3 不同凋落物處理下模擬氮硫沉降對土壤呼吸速率的影響53-54
- 4.2 結(jié)論54-58
- 參考文獻58-66
- 個人簡介66-68
- 導(dǎo)師簡介68-70
- 致謝70
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