毛竹(Phyllostachys pubescens)是我國南方重要的森林資源,固碳能力較強。毛竹林森林生態(tài)系統(tǒng)經(jīng)過凋落物分解以及土壤呼吸等方式產(chǎn)生許多CO2進入大氣中。近年來,大氣氮沉降含量成增加趨勢,因此,研究毛竹林凋落物產(chǎn)量和土壤呼吸特征對于氮沉降的響應(yīng)有著極其重要的意義。本文通過野外模擬氮沉降實驗,對安徽涇縣蔡村鎮(zhèn)毛竹林進行了研究,試驗設(shè)置2個處理,即高氮(100kg N·hm~(-2)·a~(-1))和低氮(50kg N·hm~(-2)·a~(-1)),并設(shè)置一個對照。觀測林地凋落物、土壤呼吸動態(tài)、土壤養(yǎng)分動態(tài)以及林下植被多樣性對氮沉降的響應(yīng)情況,獲得的研究結(jié)果如下。毛竹林地的年凋落物量未采伐高氮、低氮、對照分別為5.36 t·hm~(-2)·a~(-1)、5.40t·hm~(-2)·a~(-1)、4.08 t·hm~(-2)·a~(-1)、采伐高氮、低氮、對照分別為3.49 t·hm~(-2)·a~(-1)、3.18 t·hm~(-2)·a~(-1)、2.44 t·hm~(-2)·a~(-1)。不同處理的凋落物量的月動態(tài)均呈單峰型特征。未采伐高氮、低氮、對照處理月凋落量最大的分別1.43 t·hm~(-2)、1.61 t·hm~(-2)、1.17 t·hm~(-2),均出現(xiàn)在2014年4月;采伐高氮、低氮、對照處理月凋落量最大的分別1.35 t·hm~(-2)、0.88 t·hm~(-2)、0.82 t·hm~(-2),均出現(xiàn)在2015年4月。最小的凋落物量發(fā)生在2014年1月(高氮0.03t·hm~(-2)、低氮0.03 t·hm~(-2)、對照0.02 t·hm~(-2))以及2015年2月(高氮0.04 t·hm~(-2)、低氮0.04 t·hm~(-2)、對照0.02 t·hm~(-2))。全年的凋落物量集中在3-7月。其中,4月份的凋落物量同其他月份之間的差異顯著(p0.05)。氮沉降增加毛竹林年凋落物量。毛竹林不同處理情況下的落葉養(yǎng)分元素含量由高到低排序均為NCaKMgP,未采伐和采伐高氮處理林地的籜葉養(yǎng)分元素含量由高到低排序均為KNMgCaP,未采伐和采伐低氮處理以及采伐對照區(qū)林地的籜葉養(yǎng)分元素含量由高到低排序均為NKMgCaP,未采伐對照區(qū)林地的籜葉養(yǎng)分元素含量由高到低排序均為NKCaMgP。不同處理的落葉的各養(yǎng)分含量均差異不顯著(p0.05),不同處理的籜葉的各養(yǎng)分含量均差異顯著(p0.05)。氮沉降處理增加了凋落物N、K、Mg、P含量,降低了Ca含量,籜葉的養(yǎng)分含量對于氮沉降的響應(yīng)不盡相同。落葉和籜葉的養(yǎng)分含量相比,除K以外的其他養(yǎng)分含量都是落葉高于籜葉。氮沉降增加了除Ca元素以外的其他元素質(zhì)量分數(shù),但是變化趨勢并不是十分明顯。不同處理的毛竹林凋落物養(yǎng)分元素歸還總量未采伐高氮121.10 kg·hm~(-2)·a~(-1),未采伐低氮123.24 kg·hm~(-2)·a~(-1),未采伐對照94.27 kg·hm~(-2)·a~(-1);采伐高氮77.58 kg·hm~(-2)·a~(-1),采伐低氮68.92 kg·hm~(-2)·a~(-1),采伐對照49.59 kg·hm~(-2)·a~(-1)。氮沉降處理提高了凋落物養(yǎng)分元素歸還總量,采伐過后,凋落物量減少導(dǎo)致了凋落物養(yǎng)分歸還量也有所下降。未采伐和采伐的氮沉降處理毛竹林的各元素養(yǎng)分歸還量的均高于對照林分。毛竹林的凋落物養(yǎng)分歸還量各處理之間無顯著差異性(p0.05)。不同處理各元素的養(yǎng)分歸還量和毛竹林凋落量的動態(tài)變化基本一致,呈單峰型曲線。凋落物全年碳輸入量未采伐高氮2.28 t·hm~(-2)、未采伐低氮2.34 t·hm~(-2)、未采伐對照1.77 t·hm~(-2)、采伐高氮1.50 t·hm~(-2)、采伐低氮1.39 t·hm~(-2)、采伐對照1.04 t·hm~(-2),不同處理碳輸入量的月份動態(tài)和毛竹林凋落量的月份動態(tài)基本相同,均呈單峰曲線。氮沉降提高了凋落物碳輸入量。未采伐階段,日呼吸速率在8:00時出現(xiàn)峰值,土壤呼吸速率的日變化高氮對照低氮;采伐階段,日呼吸速率在12:00~(-1)6:00時出現(xiàn)峰值,土壤呼吸速率的日變化低氮對照高氮。未采伐毛竹林的土壤呼吸速率明顯高于采伐毛竹林。不同的處理毛竹林土壤呼吸速率的月動態(tài)均呈現(xiàn)單峰型曲線。未采伐階段,土壤呼吸速率的峰值出現(xiàn)在2014年7月份,采伐階段,高氮和對照區(qū)的土壤呼吸速率的峰值出現(xiàn)在2015年5月份,對照區(qū)的土壤呼吸速率的峰值出現(xiàn)在2015年7月份。未采伐和采伐處理的土壤呼吸速率和土壤溫度均表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性(p0.01);未采伐階段高氮和低氮處理的土壤呼吸速率和土壤相對濕度具有顯著的指數(shù)關(guān)系(p0.05);采伐階段,土壤呼吸速率和土壤相對濕度均表現(xiàn)出顯著的相關(guān)性(p0.01)。毛竹林不同處理的Q10值大小為:未采伐高氮、低氮、對照分別為2.98、2.21、2.53;采伐高氮、低氮、對照分別為2.03、2.68、2.52,未采伐階段表現(xiàn)出高氮對照低氮,而采伐階段卻表現(xiàn)出低氮對照高氮。不同處理樣地的土壤有機C含量、DOC、全N、NH4+-N、NO3--N以及全K含量,隨著土壤深度加深而降低。氮沉降處理基本上提高了土壤有機C、DOC、全N、NH4+-N、NO3--N以及全Mg的含量,氮沉降減少了土壤全P、全Ca含量。相同土層不同處理毛竹林的土壤有機碳和土壤NO3--N的月份動態(tài)變化規(guī)律均呈現(xiàn)單峰曲線;相同土層不同處理毛竹林土壤NH4+-N的月份動態(tài)變化呈現(xiàn)雙峰曲線。氮沉降均降低了灌木的所有多樣性指數(shù);草本的Margalef指數(shù)隨著氮沉降處理而降低,高氮降低了草本的Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù),低氮提高了草本的Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù),而草本的Shannon-Wiener指數(shù)隨著氮沉降處理而升高。各處理樣地的灌木豐富度指數(shù)、Margalef指數(shù)、Simpson指數(shù)和Pielou指數(shù)(均勻度指數(shù))平均數(shù)均高于草本。
【學(xué)位單位】：安徽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：S714
【文章目錄】：
摘要
Abstract
主要符號表
1 文獻綜述
    1.1 凋落物研究
        1.1.1 凋落物研究概況
        1.1.2 凋落物量研究
        1.1.3 凋落物養(yǎng)分研究
        1.1.4 毛竹林凋落物研究概況
        1.1.5 凋落物對氮沉降響應(yīng)研究概況
    1.2 土壤呼吸研究
        1.2.1 土壤呼吸研究概況
        1.2.2 土壤呼吸測定方法研究
        1.2.3 土壤呼吸影響因素研究
        1.2.4 毛竹林土壤呼吸研究
        1.2.5 土壤呼吸對氮沉降的響應(yīng)研究
    1.3 土壤養(yǎng)分研究
        1.3.1 土壤養(yǎng)分概述及研究進展
        1.3.2 土壤養(yǎng)分與林木生長關(guān)系
        1.3.3 毛竹林土壤養(yǎng)分研究
        1.3.4 土壤養(yǎng)分對氮沉降的響應(yīng)研究
    1.4 林下植被多樣性研究
        1.4.1 林下植被多樣性概述及研究進展
        1.4.2 毛竹林林下植被研究
        1.4.3 林下植被對氮沉降的響應(yīng)研究
2 引言
3 研究方法
    3.1 試驗地概況
    3.2 技術(shù)路線
    3.3 研究方法
        3.3.1 試驗樣地設(shè)置
        3.3.2 試驗樣地土壤調(diào)查
        3.3.3 模擬氮沉降試驗設(shè)計
        3.3.4 凋落物收集及分析
        3.3.5 土壤呼吸測定
        3.3.6 多樣性調(diào)查
        3.3.7 測定項目與方法
        3.3.8 多樣性數(shù)據(jù)分析
        3.3.9 數(shù)據(jù)分析
4 結(jié)果與分析
    4.1 毛竹林凋落物量及養(yǎng)分對氮沉降的響應(yīng)
        4.1.1 毛竹林年凋落物量對氮沉降的響應(yīng)
        4.1.2 氮沉降處理水平下的毛竹林凋落物量的動態(tài)變化
        4.1.3 不同氮沉降處理下的毛竹林凋落物養(yǎng)分特征
        4.1.4 籜葉量與新竹胸徑的相關(guān)性
        4.1.5 凋落物的養(yǎng)分年歸還量
        4.1.6 毛竹林凋落物碳輸入量
    4.2 毛竹林土壤呼吸對氮沉降的響應(yīng)
        4.2.1 土壤呼吸日變化特征
        4.2.2 氮沉降處理下的土壤呼吸月變化特征
        4.2.3 土壤溫度及土壤相對濕度對土壤呼吸的影響
    4.3 毛竹林土壤主要化學(xué)性質(zhì)對氮沉降的響應(yīng)
        4.3.1 土壤pH值和EC值
        4.3.2 土壤有機碳
        4.3.3 土壤可溶性有機碳
        4.3.4 土壤全氮
        4.3.5 土壤速效氮
        4.3.6 土壤全磷和速效磷
        4.3.7 土壤全鉀、鈣、鎂
        4.3.8 不同處理毛竹林土壤養(yǎng)分相關(guān)性分析
    4.4 毛竹林下植物對氮沉降的響應(yīng)
        4.4.1 毛竹林下植物種類
        4.4.2 毛竹林下植物群落的主要指數(shù)特征
5 結(jié)論與討論
    5.1 毛竹林凋落物量及養(yǎng)分對氮沉降的響應(yīng)
        5.1.1 凋落物量對氮沉降的響應(yīng)
        5.1.2 凋落物養(yǎng)分及其歸還量對氮沉降的響應(yīng)
        5.1.3 凋落物中碳輸入對氮沉降的響應(yīng)
    5.2 毛竹林土壤呼吸變化模式及其影響因素對氮沉降的響應(yīng)
        5.2.1 毛竹林土壤呼吸變化模式及其對氮沉降的響應(yīng)
        5.2.2 土壤呼吸對土壤溫度和土壤相對濕度變化的響應(yīng)
    5.3 毛竹林土壤養(yǎng)分對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.1 毛竹林土壤pH值和EC值對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.2 毛竹林土壤有機碳對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.3 毛竹林土壤可溶性有機碳對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.4 毛竹林土壤全氮對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.5 毛竹林土壤銨態(tài)氮和硝態(tài)氮對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.6 毛竹林土壤全磷和速效磷對氮沉降的響應(yīng)
        5.3.7 毛竹林土壤全鉀、鈣、鎂對氮沉降的響應(yīng)
    5.4 毛竹林林下植被對氮沉降的響應(yīng)
    5.5 小結(jié)
參考文獻
致謝
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本文編號：2850215