【摘要】:持續(xù)增加的氮沉降會(huì)引起森林群落植物組成發(fā)生改變,而植物組成的改變會(huì)導(dǎo)致凋落物量和凋落物種類(lèi)發(fā)生變化,進(jìn)而引起土壤微生物、土壤動(dòng)物群落及數(shù)量和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。土壤微生物在森林生物化學(xué)循環(huán)過(guò)程中扮演著重要的角色,對(duì)生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能有十分重要的作用。柳杉(Cryptomeria fortunei)是我國(guó)亞熱帶地區(qū)主要的造林樹(shù)種之一,具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以華西雨屏區(qū)中心地帶柳杉人工林為對(duì)象,于2012年1月~2013年7月通過(guò)定位模擬氮沉降和添加凋落物,研究了柳杉人工林土壤微生物對(duì)模擬氮沉降和添加凋落物的響應(yīng)。試驗(yàn)共設(shè)置12個(gè)處理:CK(N0+柳杉純林凋落物)、LN(低氮,5 g.m-2.a-1)、MN(中氮,10 g.m-2.a-1)、HN(高氮,15 g.m-2.a-1)、SL(杉木+柳杉凋落物1:1混合)、NL(楠木+柳杉凋落物1:1混合)、N5SL(低氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N10SL(中氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N15SL(高氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N5NL(低氮+楠木和柳杉凋落物混合)、N10NL(中氮+楠木和柳杉凋落物混合)和N15NL(高氮+楠木和柳杉凋落物混合)。主要研究結(jié)果如下:(1)試驗(yàn)1.5a內(nèi),不同氮沉降水平對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)(p0.05),且氮濃度越高,促進(jìn)作用越強(qiáng);低氮處理顯著增加土壤真菌數(shù)p0.05),中氮和高氮處理顯著抑制了土壤真菌數(shù)p0.05),中氮濃度后,抑制作用隨著氮沉降濃度的升高而增強(qiáng);低、中氮處理增加土壤放線菌數(shù)量,中氮處理下促進(jìn)作用最強(qiáng),高氮抑制土壤放線菌數(shù)。不同氮沉降水平下,不同類(lèi)型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(2)試驗(yàn)1.5a內(nèi),添加凋落物對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)(p0.05),促進(jìn)程度大小為SLNL;顯著增加土壤真菌數(shù)p0.05),促進(jìn)程度為大小NLSL;顯著增加土壤放線菌數(shù)p0.05),促進(jìn)程度大小為NLSL。添加凋落物處理下,不同類(lèi)型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(3)試驗(yàn)1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對(duì)土壤微生物數(shù)量的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中,試驗(yàn)270d時(shí),N15SL和N15NL顯著抑制細(xì)菌數(shù),其余處理均促進(jìn)細(xì)菌數(shù);試驗(yàn)270d時(shí)N5NL、N10SL、N15SL和N15NL抑制真菌數(shù),其余處理均促進(jìn)真菌數(shù);各處理均促進(jìn)放線菌數(shù)。氮沉降和添加凋落物雙因素處理下,不同類(lèi)型土壤微生物數(shù)量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(4)試驗(yàn)1.5a內(nèi),不同氮沉降水平對(duì)土壤微生物量的影響表現(xiàn)為:低氮處理顯著增加土壤微生物量碳(p0.05),中氮和高氮處理在試驗(yàn)前期(1a)促進(jìn)土壤微生物量碳,末期則抑制土壤微生物量碳(p0.05);低氮和中氮處理顯著增加土壤微生物量氮(p0.05),高氮處理在試驗(yàn)前期增加土壤微生物量氮含量(p0.05),末期(540d時(shí))則抑制土壤微生物量氮含量(p0.05)。不同氮沉降水平下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(5)試驗(yàn)1.5a內(nèi),添加凋落物對(duì)土壤微生物量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤微生物量碳含量p0.05),促進(jìn)程度大小為SLNL;顯著增加土壤微生物量氮含量(p0.05),促進(jìn)程度大小SLNL。添加凋落物處理下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(6)試驗(yàn)1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對(duì)土壤微生物量的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中,試驗(yàn)180d時(shí)N5SL、N5NL、N10SL、N15SL和N15NL處理,270d時(shí)N5SL、N5NL和N10NL處理,360d時(shí)N5SL和N10SL處理,450d時(shí)N5SL和N5NL處理,540d時(shí)N5SL和N5NL處理均抑制土壤微生物量碳;試驗(yàn)180d時(shí),N5SL和N5NL處理;270d時(shí),N5SL、N10NL和N15NL處理;450d時(shí),N5SL和N15NL處理均抑制土壤微生物量氮,其余時(shí)間各處理均促進(jìn)土壤微生物量碳、氮含量。N沉降和添加凋落物雙因素處理下,土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(7)試驗(yàn)1.5a內(nèi),氮沉降顯著增加土壤有機(jī)(p0.05),中氮處理水平下土壤有機(jī)碳含量最高。不同氮沉降水平下,土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。(8)試驗(yàn)1.5a內(nèi),添加凋落物顯著增加土壤有機(jī)碳含量p0.05),促進(jìn)程度大小為SLNL。添加凋落物處理間,土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征(9)試驗(yàn)1.5a內(nèi),模擬大氣氮沉降和添加凋落物對(duì)土壤有機(jī)碳的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中,N10NL處理抑制土壤有機(jī)碳含量;N10SL處理除試驗(yàn)450d時(shí),其余時(shí)間內(nèi)對(duì)土壤有機(jī)碳的影響也表現(xiàn)為抑制作用;N15NL處理在試驗(yàn)450d時(shí),對(duì)土壤有機(jī)碳的影響由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制作用;其余處理均顯著促進(jìn)土壤有機(jī)碳含量。N氮沉降和添加凋落物雙因素處理下,土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。綜合分析表明,模擬大氣氮沉降能顯著改變柳杉人工林中的土壤微生物數(shù)量及生物量,土壤微生物數(shù)量及生物量會(huì)隨著外界環(huán)境變化發(fā)生明顯改變,而添加凋落物后能在一定程度上緩解氮沉降給土壤微生物帶來(lái)的壓力,還能增加土壤碳庫(kù)存。這意味著營(yíng)造混交林可能在一定程度上緩解氮沉降等全球氣候變化給森林生態(tài)系統(tǒng)帶來(lái)的負(fù)面影響,并能維持和提高森林土壤的質(zhì)量。
【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】:2014
【分類(lèi)號(hào)】:S714
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4 陳國(guó)平;叢明e
本文編號(hào):2735206
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