本文關(guān)鍵詞：黃土丘陵區(qū)油松和刺槐人工林地下生產(chǎn)力及生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究　出處：《中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心》2017年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 細(xì)根生物量 生產(chǎn)力 生態(tài)化學(xué)計(jì)量 人工林 黃土高原

【摘要】：細(xì)根(直徑≤2 mm)作為樹(shù)木吸收水分和養(yǎng)分的主要器官,在森林生態(tài)系統(tǒng)的碳分配和養(yǎng)分循環(huán)中具有重要作用。隨著全球碳循環(huán)研究的不斷深入,作為森林生態(tài)系統(tǒng)中土壤碳的主要來(lái)源,細(xì)根的研究受到了更為廣泛的關(guān)注。我國(guó)黃土高原生態(tài)系統(tǒng)在調(diào)節(jié)全球碳循環(huán)和氣候變化中發(fā)揮著重要的作用,但目前還缺乏對(duì)該區(qū)域地下根系生產(chǎn)力及生態(tài)化學(xué)計(jì)量學(xué)的系統(tǒng)研究。本研究針對(duì)全球變化生態(tài)學(xué)和生物地球化學(xué)循環(huán)研究的問(wèn)題,以黃土丘陵區(qū)油松和刺槐林為對(duì)象,采用根鉆法和內(nèi)生長(zhǎng)袋法相結(jié)合,研究人工林地下細(xì)根生產(chǎn)力及碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量的變化特征和分布,闡明細(xì)根生產(chǎn)力和碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量的影響因素,從而為研究區(qū)人工林的適應(yīng)性管理提供科學(xué)依據(jù),同時(shí)也為評(píng)估該區(qū)人工林的碳匯能力提供數(shù)據(jù)支持。本研究取得的主要結(jié)果如下:(1)油松和刺槐的細(xì)根生物量隨季節(jié)和土壤深度的變化差異顯著受溫度和降水量變化影響,細(xì)根生物量最大值出現(xiàn)在5月,最小值出現(xiàn)在7月。在0 180 cm土層中,油松和刺槐的細(xì)根隨土壤深度的增加而減少。細(xì)根生物量主要分布于0 60 cm土層,且以0 20 cm土層的最大。細(xì)根生物量與土壤溫度呈正相關(guān),表明土壤溫度對(duì)細(xì)根的垂直分布有顯著影響。在細(xì)根生物量的構(gòu)成方面,活細(xì)根生物量約占細(xì)根總生物量的70%以上。0 60 cm土層中直徑≤1 mm細(xì)根生物量占細(xì)根總生物量的57% 65%,表明直徑≤1 mm根系在細(xì)根中占有重要地位。(2)油松細(xì)根生物量和生產(chǎn)力隨林齡增加顯著降低,而刺槐細(xì)根生物量和生產(chǎn)力隨林齡增加顯著提高不同林齡油松細(xì)根生物量的大小順序?yàn)?0年(653 g m-2)25年(589 g m-2)40年(433 g m-2),不同林齡刺槐細(xì)根生物量的大小表現(xiàn)為10年(107 g m-2)25年(278 g m-2)40年(478 g m-2)。不同林齡油松的細(xì)根生產(chǎn)力依次為10年(564 g m-2 a-1)25年(362 g m-2 a-1)40年(165 g m-2 a-1),不同林齡刺槐的細(xì)根生產(chǎn)力分別為10年(83gm-2a-1)25年(112gm-2a-1)40年(257gm-2a-1)。油松林的平均細(xì)根生物量和生產(chǎn)力高于刺槐林。這些結(jié)果表明了林齡和樹(shù)種是影響森林細(xì)根生產(chǎn)力的重要因子。油松和刺槐林的細(xì)根周轉(zhuǎn)率在10年(0.86和0.78a-1)顯著大于25年(0.62和0.40a-1)和40年(0.38和0.54a-1),表明細(xì)根在幼齡階段時(shí)的周轉(zhuǎn)較快。在油松和刺槐林中,細(xì)根生物量與土壤有機(jī)碳和全氮含量呈極顯著正相關(guān)關(guān)系,表明細(xì)根生物量的大小與土壤的養(yǎng)分情況密切相關(guān)。當(dāng)土壤容重增大時(shí),細(xì)根生長(zhǎng)受到限制,細(xì)根生物量減少。刺槐細(xì)根生物量與土壤含水量之間呈顯著負(fù)相關(guān)。(3)油松和刺槐的細(xì)根碳氮磷生態(tài)化學(xué)計(jì)量在不同土壤深度、不同林齡與樹(shù)種間存在顯著差異細(xì)根的碳(c)、氮(n)、磷(p)濃度在土壤上層較高,并隨土層深度的增加而降低。刺槐細(xì)根的c、n濃度和n:p值隨林齡的增加而顯著增加。油松和刺槐細(xì)根的p濃度和c:p值也受到林齡的顯著影響。細(xì)根的c、n濃度和c:n值隨林齡的變化特征與葉片是相同的。刺槐的細(xì)根n濃度為24.69 30.26gkg-1,遠(yuǎn)大于油松的細(xì)根n濃度(3.55 4.39gkg-1),表明刺槐作為固氮型樹(shù)種,比非固氮型樹(shù)種能獲取更多的氮資源。刺槐細(xì)根c:n值(16.0)和c:p值(605.1)小于油松細(xì)根c:n值(123.4)和c:p值(806.3),刺槐細(xì)根n:p值(38.1)大于油松細(xì)根n:p值(6.8)。細(xì)根的c、n、p化學(xué)計(jì)量與土壤養(yǎng)分之間存在緊密的耦合關(guān)系:土壤全磷和速效氮與油松細(xì)根p濃度呈顯著正相關(guān)關(guān)系,土壤全氮和速效氮與刺槐細(xì)根c濃度之間呈顯著正相關(guān),土壤c:p值與油松和刺槐的細(xì)根c:p值之間呈顯著正相關(guān),土壤全效n:p值和速效n:p值與刺槐細(xì)根n:p值呈顯著正相關(guān)。(4)施肥處理對(duì)油松和刺槐細(xì)根生產(chǎn)力無(wú)顯著影響,細(xì)根氮、磷濃度及氮磷比值在施肥處理后發(fā)生顯著變化油松和刺槐的細(xì)根生物量、生產(chǎn)力和周轉(zhuǎn)率在3種施肥處理(n、p和n+p)后沒(méi)有產(chǎn)生顯著變化。10年油松的細(xì)根n濃度在施n、施p和施n+p之后分別比對(duì)照(3.55gkg-1)增加47%、44%和55%,40年刺槐的細(xì)根n濃度在施n、施p和施n+p之后分別比對(duì)照(30.26gkg-1)減少20%、16%和17%。10年和40年油松的細(xì)根p濃度在施n后分別比對(duì)照降低了9%和13%。10年刺槐的細(xì)根p濃度在施p和施n+p后分別比對(duì)照增加了58%和74%。40年刺槐的細(xì)根p濃度在施p和施n+p后分別比對(duì)照增加了29%和43%。兩種林齡油松的細(xì)根n:p值在進(jìn)行施n處理后均顯著增加(p0.05),兩種林齡刺槐的細(xì)根n:p值在進(jìn)行施p處理后顯著降低(p0.05)。
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：S791.254;S792.27

【相似文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 徐秀琴;楊敏生;;刺槐資源的利用現(xiàn)狀[J];河北林業(yè)科技;2006年S1期

2 白明虎;;刺槐常見(jiàn)的病蟲(chóng)害及防治措施[J];吉林農(nóng)業(yè);2011年05期

3 毛慧;;淺議國(guó)內(nèi)刺槐研究[J];河南林業(yè)科技;2011年03期

4 杜振宇;張樹(shù)巖;;刺槐抗逆性研究進(jìn)展[J];山東林業(yè)科技;2012年03期

5 張樹(shù)彬;胡振宇;聶新宇;楊海軍;;刺槐在錦州市造林中的應(yīng)用及建議[J];防護(hù)林科技;2013年08期

6 Н.А.лохмотов;張廷楨;;烏克蘭草原刺槐林的枯死和復(fù)壯意見(jiàn)[J];陜西林業(yè)科技;1976年06期

7 一杰;;談?wù)勆a(chǎn)單一刺槐蜜的問(wèn)題[J];中國(guó)養(yǎng)蜂;1976年01期

8 趙世恒;龍新成;張慶連;;六省市刺槐考察報(bào)告[J];河南林業(yè)科技;1982年01期

9 夏祥云;;關(guān)于我省刺槐林經(jīng)營(yíng)管理的幾點(diǎn)建議[J];河南林業(yè);1985年03期

10 王洪基;;如何多收刺槐蜜[J];中國(guó)養(yǎng)蜂;1986年02期

相關(guān)會(huì)議論文 前7條

1 張江濤;允超;朱延林;;淺議國(guó)內(nèi)刺槐研究[A];第二屆中國(guó)林業(yè)學(xué)術(shù)大會(huì)——S2 功能基因組時(shí)代的林木遺傳與改良論文集[C];2009年

2 張敦論;張振芬;王方泉;;刺槐無(wú)性系育種研究[A];中國(guó)林木遺傳育種進(jìn)展[C];1991年

3 趙忠;曹揚(yáng);成向榮;王迪海;;刺槐根系對(duì)深層土壤水分的影響[A];2005年全國(guó)學(xué)術(shù)年會(huì)農(nóng)業(yè)分會(huì)場(chǎng)論文專集[C];2005年

4 宋永芳;;發(fā)展速生刺槐林 培育林業(yè)新產(chǎn)業(yè)[A];全面建設(shè)小康社會(huì)：中國(guó)科技工作者的歷史責(zé)任——中國(guó)科協(xié)2003年學(xué)術(shù)年會(huì)論文集（下）[C];2003年

5 沈芳;賀康寧;張光燦;;黃土半干旱區(qū)集水造林地刺槐的林木生產(chǎn)力和水分生產(chǎn)潛力[A];加入WTO和中國(guó)科技與可持續(xù)發(fā)展——挑戰(zhàn)與機(jī)遇、責(zé)任和對(duì)策（下冊(cè)）[C];2002年

6 衛(wèi)三平;王力;;黃土丘陵區(qū)農(nóng)林地SVAT系統(tǒng)水分傳輸模擬研究[A];山西省第十一屆青年優(yōu)秀水利科技論文選集[C];2012年

7 衛(wèi)三平;王力;;黃土丘陵溝壑區(qū)刺槐林冠的水文特征[A];山西省第十一屆青年優(yōu)秀水利科技論文選集[C];2012年

相關(guān)重要報(bào)紙文章 前5條

1 田現(xiàn)增;河口區(qū)實(shí)施10萬(wàn)畝刺槐林恢復(fù)工程[N];東營(yíng)日?qǐng)?bào);2012年

2 唐山市漢沽管理區(qū)農(nóng)業(yè)局 郭香寶;人工改造灌狀叢生刺槐成林技術(shù)[N];河北科技報(bào);2006年

3 ;多倍體刺槐綜合利用項(xiàng)目大有可為[N];中國(guó)現(xiàn)代企業(yè)報(bào);2008年

4 記者 趙俠;陜西將適度增加刺槐成過(guò)熟林采伐指標(biāo)[N];中國(guó)綠色時(shí)報(bào);2011年

5 本報(bào)記者 杜鵬;百年老礦的生態(tài)復(fù)興[N];黃石日?qǐng)?bào);2013年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 李泰君;陜西黃土高原人工刺槐林碳固持特征與影響因子[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

2 陳莉莉;黃土丘陵區(qū)油松和刺槐人工林地下生產(chǎn)力及生態(tài)化學(xué)計(jì)量特征研究[D];中國(guó)科學(xué)院教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心;2017年

3 史振華;晉西黃土區(qū)刺槐生長(zhǎng)與降水量的關(guān)系[D];北京林業(yè)大學(xué);2009年

4 鄭元;刺槐光合生理特征與固碳能力研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2010年

5 曹幫華;刺槐抗旱抗鹽特性研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2005年

6 袁存權(quán);刺槐有性生殖過(guò)程及交配系統(tǒng)研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

7 劉江華;黃土高原刺槐人工林生長(zhǎng)特征及其天然化程度評(píng)價(jià)[D];中國(guó)科學(xué)院研究生院（教育部水土保持與生態(tài)環(huán)境研究中心）;2008年

8 周靖靖;刺槐林葉面積指數(shù)特征及其遙感影像反演[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2014年

9 楊芳絨;河南洛寧淺山區(qū)刺槐能源林生物量與熱值研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2013年

10 張國(guó)君;飼料型刺槐優(yōu)良無(wú)性系選育及其栽培利用研究[D];北京林業(yè)大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 楊俊嬡;刺槐在呼和浩特市區(qū)的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律及適應(yīng)性研究[D];內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學(xué);2011年

2 張雅麗;安太堡露天礦排土場(chǎng)不同植物配置模式的刺槐種群動(dòng)態(tài)分析[D];山西大學(xué);2014年

3 李芳菲;刺槐人工林C、N、P分配格局及其化學(xué)計(jì)量特征研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

4 孫培峰;不同林齡刺槐人工林林分結(jié)構(gòu)和土壤特性研究[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

5 韓躍;黃河三角洲混交林生長(zhǎng)規(guī)律和土壤特性研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2015年

6 張順祥;渭北黃土高原刺槐人工林健康評(píng)價(jià)經(jīng)營(yíng)計(jì)算機(jī)輔助系統(tǒng)的構(gòu)建[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2015年

7 史元春;蘭州北山刺槐主要功能性狀的坡向差異研究[D];西北師范大學(xué);2015年

8 王紅霞;黃土高原刺槐植物功能性狀變化與環(huán)境適應(yīng)的生態(tài)學(xué)意義[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

9 徐海燕;安塞縣刺槐林分結(jié)構(gòu)與葉性狀特征[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2016年

10 姜麗娜;多花刺槐有性生殖生物學(xué)研究[D];山東農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

，

本文編號(hào)：1321282