發(fā)布時(shí)間：2017-08-13 22:19

  本文關(guān)鍵詞：岷江流域土壤氮磷礦化隨海拔梯度的變化特征

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【摘要】：土壤礦化是土壤活性氮磷養(yǎng)分最重要和最直接的源,土壤氮磷礦化率和礦化速率易受溫度、水分、土壤自身理化性質(zhì)和土壤生物活性等生態(tài)因子的影響,但海拔就是這些生物和非生物因子的綜合體現(xiàn)。岷江流域作為連接四川盆地和青藏高原的紐帶,隨著海拔的抬升,依次形成了囊括亞熱帶常綠闊葉林(El和E2)、干旱河谷(E3)、干旱河谷-山地森林交錯(cuò)帶(E4)、亞高山森林(E5)、高山森林(E6)和高山草甸(E7)等垂直多種地帶性生態(tài)系統(tǒng)類型,是研究土壤氮磷礦化隨海拔變化的理想場(chǎng)所。因此,為理解不同關(guān)鍵時(shí)期土壤氮磷礦化過程隨海拔的變化特征,本研究于2013年9月至2015年12月在岷江流域選取了馬尾松林人工林、楨楠-麻櫟人工林、干旱河谷草坡、j子櫟林、岷江冷杉-紅樺林、岷江冷杉林和高山草甸這7個(gè)典型生態(tài)系統(tǒng),采用PVC土柱原位培養(yǎng)法,研究了岷江流域不同關(guān)鍵時(shí)期土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層的氮磷礦化隨海拔的變化特征。主要結(jié)果如下：經(jīng)過兩年的監(jiān)測(cè),岷江流域從El(85.32 kg/hm~2·a)至E3(19.43 kg/hm~2·a)大氣氮年均輸入量隨海拔升高而顯著降低,E4至E7的大氣氮輸入量差異不顯著。El、E2、E5和E6的大氣氮輸入總量中N03"-N占的46%-48%,E6和E7的NH4+-N輸入量顯著高于其余5個(gè)生態(tài)系統(tǒng),分別為10%和9%。E1[6.57 kg/(hm~2.a)]、E2[8.02 kg/(hm~2·a)]、E6[4.66kg/(hm~2.a)]和E7[3.40 kg/(hm~2·a)]的生態(tài)系統(tǒng)的大氣磷輸入量顯著高于其余3個(gè)生態(tài)系統(tǒng)[平均2.10 kg/(hm~2·a)],但各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)的大氣DRP輸入僅占0.1%-0.2%。此外,各生態(tài)系統(tǒng)超過50%的大氣氮和超過85%的磷輸入都集中于旱季末期和雨季初期,且大氣N03"-N的輸入更集中于旱季末期,E6該時(shí)期的輸入量達(dá)到了82%。從El至E3,大氣磷輸入隨海拔升高逐漸降低,E3至E7的TN、N03"-N、NH4+-N、DRP和DTP的輸入均與海拔正相關(guān)。岷江流域各個(gè)生態(tài)系統(tǒng)礦質(zhì)土壤層年均氮淋溶量為El[61.50 kg/(hm~2·a)]至E3[23.26kg/(hm~2·a)]和E5[39.02 kg/hm~2.a)]至E7[14.05 kg/(hm~2·a)]的礦質(zhì)土壤層的氮淋溶與海拔負(fù)相關(guān),E3至E5礦質(zhì)土壤層年均氮淋溶量與海拔正相關(guān)。E1至E7礦質(zhì)土壤層NO3--N淋溶量較輸入量?jī)H占2%-4%,E1和E2礦質(zhì)土壤層NH4+-N含量分別占50%和53%。E1至E7礦質(zhì)土壤層的磷淋溶量依次為4.70 kg/(hm~2·a)、1.60 kg/hm~2·a)、2.43 kg/(hma2·a)、1.10 kg/(hm~2·a)、2.16 kg/(hm~2·a)、1.17 kg/(hma·a)、0.31 kg/(hm~2·a),其中E7礦質(zhì)土壤層的無機(jī)磷淋溶量占總磷的15%。土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層在旱季末期的淋溶量最高,雨季中期的氮組分淋溶顯著高于雨季初期。從旱季末期至次年旱季初期各氮、磷組分的淋溶輸出總體表現(xiàn)為隨礦化過程呈降低趨勢(shì)。兩年的監(jiān)測(cè)過程中,各生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層全氮、全磷和無機(jī)磷含量第二年顯著增加,而第二年的N03"-N、NH4+-N、N02--N含量顯著降低。從E1至E4土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層的全氮含量與海拔呈降低趨勢(shì),E4至E7的全氮N03"-N和NH4+-N含量則隨著海拔呈增加趨勢(shì)。E1至E3土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層的全磷、無機(jī)磷、NO2-N與礦質(zhì)土壤層的NO3-N、NH4-N含量與海拔顯著正相關(guān),E3至E7的含量則呈降低趨勢(shì),且各氮磷組分含量差異越來越小。不同關(guān)鍵時(shí)期,土壤氮、磷組分差異顯著,其中各生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)及礦質(zhì)土壤層全氮、全磷和無機(jī)磷在雨季末期達(dá)到最大值,而土壤N03--N、NH4+-N、N02--N含量則分別在旱季末期、雨季中期和旱季初期達(dá)到峰值。其中,各生態(tài)系統(tǒng)不同時(shí)期的土壤全氮、全磷和無機(jī)磷含量的差異不顯著。NO3--N、NH4+-N、N02--N含量則表現(xiàn)為峰值期后隨時(shí)期進(jìn)行呈降低趨勢(shì)。岷江流域E1[-1.83g/(m~2·a)]至E5[4.18 g/(m~2-a)]土壤有機(jī)層的累積氮礦化量隨海拔升高呈遞增趨勢(shì),E5至E7[0.12 g/(m-a)]的累積礦化量則顯著降低。E2礦質(zhì)土壤層的累積礦化量最高[1.60g/(m~2·a)],E4礦化量最低[-0.31 g/(m~2.a)]。E2礦質(zhì)土壤層的累積硝化量和銨化量都為正值,分別為1.13g/m~2·a)和0.01g/(m~2·a)。E5有反硝化和磷礦化的最大值,分別為-0.02 g/(m~2.a)和0.02g/(m~2·a)。E3礦質(zhì)土壤層的硝化[-3.11 g/(m~2·a)]、銨化[-1.71 g/(m~2-a)]、反硝化[-0.43g/(m~2·a)]作用都較其余生態(tài)系統(tǒng)弱,但該地區(qū)的磷礦化[0.05 g/(m~2-a)]能力卻為其余地區(qū)的3-10倍。岷江流域不同海拔的生態(tài)系統(tǒng)土壤氮礦化主要發(fā)生于雨季末期和雨季初期,其中土壤硝化作用在旱季末期最強(qiáng)烈,土壤銨化作用和反硝化作用則在雨季中期最強(qiáng)烈,土壤磷礦化則主要集中于旱季末期和雨季初期。綜上所述,岷江流域各生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)層和礦質(zhì)土壤層氮、磷礦化的海拔分異顯著,其中亞高山森林土壤有機(jī)層氮礦化率最高,E2礦質(zhì)土壤層氮礦化能力顯著高于其余6個(gè)生態(tài)系統(tǒng)。土壤有機(jī)層硝化、銨化和反硝化作用在E6比E5更為強(qiáng)烈,E3為礦質(zhì)土壤層的銨化和反硝化作用的低谷,而土壤磷礦化卻最為強(qiáng)烈。土壤pH、氮組分含量與土壤氮組分礦化正相關(guān),且土壤C/N對(duì)土壤銨化過程具有極顯著的促進(jìn)作用,土壤溫度是礦質(zhì)土壤層氮組分礦化的關(guān)鍵影響因子,岷江流域的生態(tài)系統(tǒng)土壤氮礦化過程整體表現(xiàn)為土壤底物含量水平起主導(dǎo)作用。岷江流域7類典型生態(tài)系統(tǒng)有機(jī)層和礦質(zhì)層土壤氮、磷礦化具有顯著的季節(jié)動(dòng)態(tài)。雨季末期是土壤氮礦化高峰期,土壤銨化作用高峰期則在雨季中期,土壤硝化高峰期在旱季末期,土壤磷礦化的高峰期而是雨季初期。
【關(guān)鍵詞】：氮礦化 銨化 硝化 反硝化 磷礦化 海拔梯度 岷江流域
【學(xué)位授予單位】：四川農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：S153
【目錄】：

• 摘要5-7
• Abstract7-10
• 縮寫說明10-13
• 引言13-14
• 1 文獻(xiàn)綜述14-19
• 1.1 土壤氮磷礦化的影響因素14-16
• 1.1.1 溫度、土壤含水量14-15
• 1.1.2 地表植被結(jié)構(gòu)15
• 1.1.3 土壤動(dòng)物和微生物活性15
• 1.1.4 土壤酶活性15-16
• 1.1.5 時(shí)空格局16
• 1.1.6 其他因子16
• 1.2 海拔因子16-17
• 1.3 研究目的和意義17-18
• 1.4 研究目標(biāo)18
• 1.5 研究?jī)?nèi)容18-19
• 2 研究材料與方法19-29
• 2.1 研究區(qū)域概況19-22
• 2.2 樣地設(shè)置22-23
• 2.3 樣品采集及處理23-25
• 2.4 野外環(huán)境監(jiān)測(cè)25
• 2.5 室內(nèi)指理化分析25-28
• 2.5.1 土壤背景值25-26
• 2.5.2 土壤礦化組分測(cè)定26-27
• 2.5.3 大氣氮磷輸入及土壤氮磷淋溶組分指標(biāo)27-28
• 2.6 數(shù)據(jù)分析與制圖28-29
• 2.6.1 土壤氮磷礦化計(jì)算28
• 2.6.2 統(tǒng)計(jì)分析28-29
• 3 結(jié)果與分析29-62
• 3.1 環(huán)境背景動(dòng)態(tài)29-34
• 3.1.1 溫度動(dòng)態(tài)29-31
• 3.1.2 土壤水分輸入輸出動(dòng)態(tài)31-33
• 3.1.3 土壤碳動(dòng)態(tài)33-34
• 3.2 大氣氮磷輸入與土壤氮磷淋溶輸出34-47
• 3.2.1 大氣NH_4~+-N輸入與土壤NH_4~+-N淋溶輸出34-36
• 3.2.2 大氣NO_3~--N輸入與土壤NO_3~--N淋溶輸出36-38
• 3.2.3 大氣NO_2~--N輸入與土壤NO_2~--N淋溶輸出38-40
• 3.2.4 大氣TN輸入與土壤TN淋溶輸出40-42
• 3.2.5 大氣DRP輸入與土壤DRP淋溶輸出42-43
• 3.2.6 大氣TDP輸入與土壤TDP淋溶輸出43-45
• 3.2.7 大氣氮磷輸入與土壤氮磷淋溶輸出組分45-47
• 3.3 土壤氮磷含量動(dòng)態(tài)47-55
• 3.3.1 土壤NH_4~+-N含量動(dòng)態(tài)47-48
• 3.3.2 土壤NO_3~--N含量動(dòng)態(tài)48-49
• 3.3.3 土壤NO_2~--N含量動(dòng)態(tài)49-51
• 3.3.4 土壤TN含量動(dòng)態(tài)51-52
• 3.3.5 土壤IP含量動(dòng)態(tài)52-54
• 3.3.6 土壤TP含量動(dòng)態(tài)54-55
• 3.4 土壤氮磷凈礦化動(dòng)態(tài)55-62
• 3.4.1 土壤銨化動(dòng)態(tài)55-56
• 3.4.2 土壤硝化動(dòng)態(tài)56-57
• 3.4.3 土壤反硝化動(dòng)態(tài)57-59
• 3.4.4 土壤總氮礦化動(dòng)態(tài)59-60
• 3.4.5 土壤磷礦化動(dòng)態(tài)60-62
• 4 討論與結(jié)論62-72
• 4.1 海拔對(duì)大氣氮磷組分輸入的影響62-64
• 4.2 海拔對(duì)土壤氮磷淋溶的影響64-68
• 4.3 海拔對(duì)土壤氮磷礦化的影響68-72
• 4.4 研究結(jié)論72
• 5 研究展望72-73
• 參考文獻(xiàn)73-79
• 研究生期間科研成果79-80
• 致謝80

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1 王濱;岷江流域土壤氮磷礦化隨海拔梯度的變化特征[D];四川農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

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本文編號(hào)：669313