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麻栎和赤松叶片-凋落物-土壤连续体生态化学计量特征

2020-12-02阅读(311)

麻栎和赤松叶片-凋落物-土壤连续体生态化学计量特征

论文摘要

泰山和沂蒙山区（泰沂山区）是我国北方土石山区的典型区域,麻栎和赤松是该地区重要的森林植被类型,为研究麻栎和赤松林凋落物分解过程中养分释放规律和叶片-凋落物-土壤连续体生态化学计量变化特征,揭示麻栎和赤松林生态系统养分循环与限制供应规律。本文以麻栎和赤松林为研究对象,应用生态化学计量学原理,采用野外定点采样和室内定量分析相结合的方法,对其凋落物的分解动态及其有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）生态化学计量特征和“叶片-凋落物-土壤”连续体的有机碳（C）、全氮（N）、全磷（P）生态化学计量特征及其季节动态变化进行了研究,以期为麻栎和赤松林生态系统的生态化学计量学研究和服务功能的定量评价提供科学依据和参考,为泰沂山区森林植被的生态恢复与管理提供基础数据和科学支撑。主要研究结果如下:（1）麻栎和赤松凋落物的分解动态均表现为慢-快-慢的变化特征,凋落物的N素含量及降水量和温度条件对凋落物分解速率影响较为显著。在420d（2017年4月至2018年6月）的观测期内,麻栎和赤松凋落物的分解动态均表现为慢-快-慢的变化特征,分解速率分别为0.1291%/d和0.0896%/d,且麻栎凋落物的分解速率大于赤松凋落物的分解速率。当年5-10月份降水量和11月至翌年4月份的温度是影响凋落物分解速率的重要气象因子。（2）麻栎和赤松凋落物释放养分的能力不同但两者整体相对较弱。麻栎和赤松凋落物在整个观测期内平均C、N、P含量均表现为C>N>P,麻栎凋落物C、N、P含量和赤松的差异显著,且二者凋落物中的C均发生了净释放,N先发生净积累又发生净释放,P发生释放-积累-释放的过程。分解过程中两者凋落物的C:P明显高于C:N和N:P,麻栎凋落物的C:N、C:P均低于赤松,二者的N:P差异不显著。麻栎和赤松凋落物的C含量和C:N均较高,说明该地区麻栎和赤松凋落物释放养分的能力相对较弱。（3）麻栎和赤松“叶片-凋落物-土壤”连续体的生态化学计量比差异明显且均呈现季节变化。麻栎和赤松“叶片-凋落物-土壤”连续体（不同组分间）C、N、P含量均表现为叶片>凋落物>土壤,麻栎和赤松不同组分间C、N、P含量差异显著。“叶片-凋落物-土壤”连续体C、N、P生态化学计量特征为C:P>C:N>N:P,且不同组分中C:N和C:P均表现为凋落物>叶片>土壤,而N:P则表现为叶片>凋落物>土壤,麻栎叶片和凋落物的C:N显著正相关和土壤显著负相关,凋落物和土壤的C:P、N:P显著负相关,赤松凋落物和土壤的C:P、N:P显著正相关,C:N在不同组分间则无显著相关性。（4）麻栎和赤松N、P元素重吸收率具有季节性差异。麻栎和赤松C、N、P生态化学计量特征具有明显的季节变化,随降水与温度的变化而变化,其中,温度对研究区赤松叶片C、N、P含量的影响显著。麻栎和赤松叶片C含量较高,说明对外界不利环境防御能力较强。麻栎和赤松的N、P元素重吸收率有明显的季节变化,麻栎和赤松的N平均重吸收率均表现春、冬季大于夏、秋季。麻栎的P平均重吸收率表现为秋季较高,春夏（尤其是夏季）较低,赤松的P平均重吸收率表现为冬季最高,秋季最低。麻栎和赤松土壤N、P含量较低,N、P元素较为缺乏,研究区植被恢复造林中,应重视固氮树种的选择,加强混交林比例。

论文目录

  • 符号及缩略词说明表
  • 中文摘要
  • Abstract
  • 1 引言
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 研究的目的与意义
  •   1.3 国内外研究进展
  •     1.3.1 凋落物分解研究
  •     1.3.2 凋落物分解过程中养分释放特征
  •     1.3.3 影响凋落物分解的主要因素
  •     1.3.4 生态化学计量特征研究进展
  •     1.3.5 生态化学计量学应用的研究
  •     1.3.6 “叶片-凋落物-土壤”生态化学计量特征研究
  • 2 材料与方法
  •   2.1 研究区概况
  •     2.1.1 地理位置
  •     2.1.2 地形地貌
  •     2.1.3 土壤
  •     2.1.4 植被
  •     2.1.5 气候
  •   2.2 研究内容
  •   2.3 研究方法
  •     2.3.1 野外调查和分解袋的样地布设、采样
  •     2.3.2 叶片、凋落物、土壤和气象数据的采集
  •     2.3.3 叶片与凋落物养分元素的测定
  •     2.3.4 土壤理化指标的测定
  •     2.3.5 数据处理与分析
  •   2.4 技术路线
  • 3 结果与分析
  •   3.1 麻栎和赤松凋落物分解质量变化特征
  •   3.2 麻栎和赤松凋落物分解过程中C、N、P含量及其生态化学计量特征
  •     3.2.1 凋落物分解过程中C、N、P含量变化特征
  •     3.2.2 凋落物分解过程中C、N、P元素的积累系数
  •     3.2.3 凋落物分解过程中C、N、P生态化学计量特征
  •   3.3 麻栎和赤松“叶片-凋落物-土壤”连续体生态化学计量特征
  •     3.3.1 “叶片-凋落物-土壤”连续体的C、N、P含量
  •     3.3.2 “叶片-凋落物-土壤”连续体的生态化学计量特征
  •     3.3.3 “叶片-凋落物-土壤”连续体的C、N、P含量及其生态化学计量特征相关性
  •     3.3.4 叶片-凋落物-土壤”连续体生态化学计量特征的季节变化特征
  • 4 讨论
  •   4.1 麻栎和赤松凋落物分解的影响因素
  •   4.2 麻栎和赤松凋落物分解过程中的元素迁移
  •   4.3 麻栎和赤松“叶片-凋落物-土壤”连续体生态化学计量比异质性分布特征
  •   4.4 麻栎和赤松N、P养分适应特征
  • 5 结论
  • 参考文献
  • 附录
  • 致谢
  • 攻读学位期间论文与成果

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 孙鉴妮

    导师: 高鹏

    关键词: 分解动态,生态化学计量学,叶片凋落物土壤连续体,麻栎林,赤松林

    来源: 山东农业大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学,农业科技

    专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

    单位: 山东农业大学

    基金: 国家林业公益性行业专项“森林生态系统水文和气象生态要素连清技术研究”(No.2014303-08),国家林业局林业科技创新平台运行补助项目(2015-20018-LTPT-DW),山东省林业科技创新项目(LYCX07-2018-35)

    分类号: S714

    总页数: 64

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