【摘要】：土壤活性有機(jī)碳、氮是土壤碳、氮庫(kù)的重要組成部分,主要包括可溶性有機(jī)碳(DOC)和氮(DON)、微生物量碳(MBC)和氮(MBN)�；贒OC、DON、MBC和MBN的活躍性及其在森林生態(tài)系統(tǒng)物質(zhì)循環(huán)中的重要作用,土壤活性有機(jī)碳、氮已成為全球碳、氮循環(huán)研究的熱點(diǎn)之一。本研究立足于北亞熱帶森林植被,選擇在氣候變化極為敏感的大別山鷂落坪自然保護(hù)區(qū)內(nèi)建立500～1720m的完整海拔樣帶,系統(tǒng)研究了海拔梯度上對(duì)應(yīng)的典型森林植被類(lèi)型：常綠闊葉林(EBF)、常綠落葉闊葉混交林(EDBF)、落葉闊葉林(DBF)、針闊葉混交林(CDBF)和針葉林(CF)的土壤活性有機(jī)碳、氮特征及其凋落物分解對(duì)碳氮循環(huán)的影響。旨在闡明海拔梯度上森林土壤對(duì)區(qū)域和氣候變化的響應(yīng),為進(jìn)一步了解該地區(qū)碳、氮循環(huán)過(guò)程機(jī)制提供數(shù)據(jù)支撐。論文重點(diǎn)研究?jī)?nèi)容如下：1)海拔,梯度上森林土壤活性有機(jī)碳氮庫(kù)的差異；2)海拔梯度上森林土壤可溶性有機(jī)碳氮季節(jié)動(dòng)態(tài)；3)海拔梯度上森林土壤氮素礦化特征；4)海拔梯度上森林土壤微生物特征及其對(duì)碳氮轉(zhuǎn)化的影響；5)海拔梯度上森林凋落物分解對(duì)土壤碳、氮循環(huán)過(guò)程的影響。主要的研究結(jié)果如下： (1)海拔梯度上群落組成、土壤理化性質(zhì)和養(yǎng)分分析的結(jié)果表明,海拔范圍在500-700m、800-1000m、1100-1300m、1400-1500m和1600～1700m所對(duì)應(yīng)的5種典型森林植被類(lèi)型依次為EBF、EDBF、DBF、CDBF和CF。土壤有機(jī)碳(SOC)、DOC、DON、MBC和MBN含量均隨海拔的升高而增加,而土壤全氮含量隨海拔的升高先逐漸增加后又減少。主成分分析可得,土壤SOC、土壤濕度、pH值和容重是土壤活性有機(jī)碳氮含量的主要影響因子,4個(gè)因子的累積貢獻(xiàn)率達(dá)到95.5%。 (2)5種典型森林植被土壤DOC和DON的含量存在明顯的季節(jié)波動(dòng),均表現(xiàn)為秋、冬高,春、夏低。植被EBF、EDBF、DBF、CDBF和CF的土壤DOC含量在0～40cm土層的變化范圍依次為16.79～93.69mg·kg-1,20.01～103.77mg-kg-1、30.91～117.29mg·kg-1、20.11～110.23mg·kg-1和18.11～125.11mg-kg-1;土壤DON含量在0～40cm土層的變化范圍依次為15.82～65.13mg·kg-1(EBF)、21.06-58.98mg-kg-1(EDBF)、23.78-80.01mg·kg-1(DBF).14.82～50.11mg·kg-1(CDBF)和11.12～40.88mg·kg-1(CF).5種森林植被土壤可溶性有機(jī)物的吸光值的順序?yàn)椋篊F CDBF DBF EDBF EBF;土壤DON組分中氨基酸含量均表現(xiàn)為秋、冬兩季較高,而在春、夏兩季差異不顯著(P0.05),這與在秋、冬季不同植被的凋落物產(chǎn)量相對(duì)較多有關(guān)。 (3)5種典型森林植被土壤占優(yōu)勢(shì)的礦質(zhì)氮種類(lèi)不同,即植被EBF、EDBF和DBF土壤NH4+-N含量低于N03--N的含量,而植被CDBF和CF土壤NH4+_N含量高于NO3--N。土壤氮素礦化速率隨植被類(lèi)型、季節(jié)和土層的不同均存在極顯著的差異(P0.001),且5種植被土壤的氮素凈氨化、硝化和凈礦化速率的季節(jié)變化規(guī)律具有一致性。土壤氮素的氨化、硝化、礦化速率在秋季均表現(xiàn)出不同程度的負(fù)值,表明5種森林植被在此季節(jié)的土壤無(wú)機(jī)氮正向有機(jī)氮轉(zhuǎn)化,系統(tǒng)凈消耗無(wú)機(jī)氮。 (4)對(duì)海拔梯度上5種典型森林植被土壤呼吸速率進(jìn)行一年的研究表明,0-20cm土層,植被EDBF土壤呼吸速率在全年中均顯著高于其他4種植被類(lèi)型,且在夏季達(dá)到最高(187.13μg·C·kg-1h-1),分別比植被EBF、DBF、CDBF和CF高出31.56%、43.18%、51.58%和53.98%。0-20cm土層,植被CF在土壤呼吸速率值在全年中最低,為34.05μg·C·kg-1h-1(冬季)。20～40cm土層,不同植被類(lèi)型間土壤呼吸速率的變化規(guī)律不明顯。 (5)5種典型森林植被土壤MBC、MBN以及土壤C、N轉(zhuǎn)化差異顯著(P0.05)。5種森林植被土壤MBC含量在0-40cm土層的變化范圍為92.04～1225.01mg·kg-1,均表現(xiàn)為夏季最高,秋季次之,冬季最低。表明夏季有利于微生物的固持,即同化作用占主導(dǎo)地位。MBN含量在0-40cm土層的變化范圍為15.04～145.02mg·kg-1,植被CF和CDBF的土壤MBN含量均表現(xiàn)為冬季最高,夏季最低,而土壤碳、氮的轉(zhuǎn)化速率卻表現(xiàn)為夏季最高。不同森林植被土壤中三大微生物均以細(xì)菌數(shù)量占絕對(duì)優(yōu)勢(shì),放線菌數(shù)量次之,真菌最少,且土壤微生物總數(shù)與細(xì)菌數(shù)量的季節(jié)變化趨勢(shì)相一致,均表現(xiàn)為春、夏較高,冬季最少。植被EBF的pH值最高,土壤C/N比較低導(dǎo)致其林內(nèi)土壤真菌數(shù)量顯著低于其他4種植被類(lèi)型的。表明不同森林植被自身凋落物組分差異所引起的土壤化學(xué)性質(zhì)和微生物特征發(fā)生改變,進(jìn)而影響土壤碳、氮的轉(zhuǎn)化速率。 (6)海拔梯度上5種典型森林植被類(lèi)型凋落物葉的分解速率依次為：EDBF DBF EBF CDBF CF。5種森林植被凋落物分解速率均與凋落物中C、P含量、C/N比值呈反比,與N/P比值呈正比�？梢�(jiàn),不同森林植被對(duì)凋落物分解的影響不僅受凋落物基質(zhì)質(zhì)量差異的影響,而且受不同森林植被的內(nèi)環(huán)境條件差異的影響。
【圖文】：

霍山和英山）交界處的安徽省西南部的岳西縣包家鄉(xiāng)境內(nèi)30°40’一31°06^N，116°03'—116°33'E (圖2-1)。自然保護(hù)區(qū)總面積為123 km2，其中實(shí)驗(yàn)區(qū)所占面積為73.4km2，緩沖區(qū)為28.4km2，核心區(qū)為21.2km2 (鮑方印等，2012)，是大別山主峰分水嶺的主段，以南歸入大別山的南坡，以北歸入北坡。保護(hù)區(qū)內(nèi)總的地勢(shì)大致呈南高北低,境內(nèi)有72座山峰、1000m以上的高山60余座，，84條溪流（徐康

因土層深度沿海拔梯度變異較大，本研宄僅分析了 0?40cm深度的土壤活性有機(jī)碳、氮分布狀況。由圖3-1可知，土壤DOC含量隨海拔梯度的升高而增加，其變化范圍在20.11?126.96 mg-kg"' , 0?20cm 土層中，海拔梯度為1600-1700m的土壤DOC含量顯著大于其他海拔梯度范圍（P<0.05 ) , 20?40 cm土層中，海拔為500?600m、700?800m、900?1400m和1500?1700m梯度間存在顯著的差異（P<0.05)。土壤DON含量的變化范圍在3.42?21.26 mg*kg—1，并隨海拔梯度的升高呈逐漸遞增。?P 140「0O-2Ocni _ 20-40cm , , u^120 - be i 1 i I i“ i i 11 il}鐰i ； Miliiiiiiiii.i.# 矛。^ op。'、# 夕、#、於海拔（m)_ 25「 S 0-20cm ■ 20-40cmPiiiliiitlliii盧；/" f ^ ^ ^ ^ ^ -f 、於於,,^ ^海拔（m)圖3-1海拔梯度上不同土層森林土壤可溶性有機(jī)碳和氮含量的變化注：0~20cm 土層間的差異用小寫(xiě)字母表示，20?40cm 土層間的差異用大寫(xiě)字母表示。Fig. 3-1 Variaton of dissolved organic carbon
【學(xué)位授予單位】：華東師范大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類(lèi)號(hào)】：S714.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2618984