模拟氮沉降对城乡环境梯度森林土壤氮素转化的短期影响

论文摘要

人类工农业活动影响全球生态系统氮循环,表现为陆地生态系统氮沉降量迅速增加,影响生态系统养分循环。相对于其它陆地生态系统,城市土壤氮素循环研究仍处于起步阶段,随着城市化进程加快,越来越多自然用地、农业用地变成城市用地,城市扩张对土壤氮素循环过程的影响日益显现,因此,研究模拟N沉降对城市森林土壤的氮素转化机理意义重大。到目前为止,有关城市森林土壤氮素转化对氮沉降响应及影响N矿化因子的研究报道不多,其机理尚不明确。为此,本研究以合肥地区广泛分布的麻栎（Ouercus acutissima Carruth.）林为研究对象,按城市—乡村的环境梯度,选取合肥市紫蓬山（城市地区）和六安舒城县万佛山（乡村地区）为实验样地,利用模拟氮沉降法,除了对照（0 kgNha-1·yr-1）,设置了 2 种氮处理:低氮（50 kgNha-1·yr-1）和高氮（100 kgNha-1·yr-1）。研究在不同氮添加梯度下麻栎林样地土壤氮素动态变化,分析其在不同氮添加水平下土壤氮矿化过程的特征差异,探讨氮沉降作用影响城市森林土壤氮矿化的主要因子,揭示氮沉降对城市森林土壤氮素转化的影响机制。为正确认识城市土壤固碳量、生物地球氮素循环及人们生产实践中合理施氮提供科学依据。研究结果如下:（1）不同土层NH4+-N和NO3--N含量的月际变化趋势基本一致,NH4+-N和NO3--N含量均随土层深度的增加而减少,无机氮以NH4+-N为主。城乡不同环境梯度均呈现矿化速率>硝化速率>氨化速率的变化规律。在0-10 cm和10-30cm 土层,城市地区硝化速率均大于氨化速率;乡村地区硝化与氨化速率较为稳定,说明城区的氮素转化以硝化作用为主,氮素流失的风险性高。城乡不同梯度氨化量、硝化量、矿化量的月份动态变化有差异。城市地区表现为先降低后升高,8-10月出现最低值;乡村地区表现为先增加后降低,8-10月出现最大值。（2）短期模拟氮沉降对城乡不同环境梯度的氨化量、硝化量、矿化量均无显著影响。城乡不同环境梯度氮添加对氮矿化量均有影响,且随季节变化而波动,但无明显一致规律。城乡在8-10月不同氮处理基本提高了硝化、矿化量。N处理及N处理与其它因子的交互作用均对土壤氨化、硝化、矿化速率影响不显著。城乡不同梯度氨化速率多为负值,硝化速率为正值。（3）N处理对MBC、MBN均无显著影响。模拟氮沉降对MBC、MBN的影响因地点、月份和土层等因素影响而异。氮沉降下城市地区MBC、MBN月际变化一致,均是12月份出现最小值;乡村地区均是10月份出现最小值。不同土层之间,MBC含量对不同氮处理的响应趋势趋于一致,MBN也有相同规律。（4）模拟氮沉降下土壤氮矿化过程与微生物量碳氮之间存在紧密联系,进一步论证氮矿化过程明显受微生物数量及活性影响。氮沉降没有达到林分土壤氮素激发效应阈值,表现为仅对土壤pH、含水率、TN、C/N、速效磷、微生物量等理化性质有一定影响,但影响还没达到显著水平,因此表现出不同氮添加梯度对土壤氮矿化量及氮矿化速率无显著影响。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 何黄盼

导师: 陶晓,丁增发

关键词: 模拟氮沉降,氮矿化,土壤微生物量,土壤理化性质

来源: 安徽农业大学

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: 安徽农业大学

基金: 国家自然科学基金(31700631),安徽省自然科学基金(1808085MC90)

分类号: S714

DOI: 10.26919/d.cnki.gannu.2019.000126

总页数: 58

文件大小: 4298K

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