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土壤酸/碱环境变化对太岳山油松林土壤氮素及温室气体的影响

2020-12-08阅读(386)

土壤酸/碱环境变化对太岳山油松林土壤氮素及温室气体的影响

论文摘要

随着化石燃料的燃烧,人类对自然环境的不断破坏等行为,导致生态环境恶化与全球气候变化问题日益严重,作为陆地生态系统重要组成单元的森林生态系统,对气候变化的影响得到了广泛关注。人类活动释放到大气中的活性氮（N）通过干/湿氮沉降的方式返回地球表面,不仅改变了陆地生态系统的氮循环格局,而且还影响了整个陆地生态系统的功能。森林生态系统环境的变化直接影响到森林碳氮循环、转化机制等,从而影响整个陆地生态系统及大气环境。本文通过向森林土壤表层添加酸碱物质改变土壤环境,研究酸碱性土壤环境对森林土壤氮转换动态和温室气体排放速率的调控作用,科学分析我国北方森林应对全球变化的适应策略。为更好的针对这一问题展开深入探讨,本研究于2015年5月开始对太岳山油松林土壤分别做酸处理:添加N5（5g/m2）、N10（10g/m2）、N20（20 g/m2）、N40（40 g/m2）浓度的硝酸铵,碱处理:添加 H50（50g/m2）、H100（100g/m2）、H200（200g/m2）、H400（400g/m2）浓度的碱石灰,以及对照处理（CK）,每个处理布置4个重复。在生长季测定土壤中全氮（TN）、总可溶性氮（TDN）、可溶性有机氮（DON）、铵态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）、土壤微生物量氮（MBN）含量及温室气体（N20、CO2、CH4）排放通量。结果表明:（1）在酸性物质添加后,土壤pH值降低,0-10cm 土层提高了土壤全氮、总可溶性氮、可溶性有机氮、无机氮（氨态氮和硝态氮）、土壤微生物量氮的含量。在10-20cm 土层中,土壤全氮、总可溶性氮、无机氮（氨态氮和硝态氮）的含量均有所增加,而土壤可溶性有机氮、微生物量氮的含量降低。在碱性物质添加后,0-1Ocm 土层中土壤pH值上升,但土壤全氮、总可溶性氮、可溶性有机氮、无机氮（氨态氮和硝态氮）、微生物量氮的含量均下降。在10-20cm 土层中,全氮及无机氮（氨态氮和硝态氮）的含量上升,而总可溶性氮、可溶性有机氮、微生物量氮含量下降。酸性添加物对于土壤中氮素含量的影响起着明显的促进作用,而碱性物质的添加会抑制土壤中氮素的含量及转化。（2）土壤酸碱环境的明显改变了土壤中氮素的含量。酸性物质处理对土壤氮素含量及氮素间的转换起促进作用,并且显著增加了土壤中氮素矿化效率及硝化作用,而碱性物质对土壤氮素含量及氮素间的转换起抑制作用;（3）土壤酸碱环境的改变对温室气体（N2O、C02、CH4）的排放量起着明显的促进作用。酸性添加物的浓度越高,相比碱性处理N20的排放量越高。而碱性物质的添加处理对CO2、CH4的排放量的促进作用明显高于酸性处理。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 1. 引言
  •   1.1 研究背景
  •   1.2 国内外研究进展
  •     1.2.1 土壤氮素转化研究现状
  •     1.2.2 土壤氮素转化过程与主要影响因子
  •     1.2.3 主要影响因子对森林土壤氮素转化的作用
  •   1.3 土壤环境酸碱化对氮素的影响
  •     1.3.1 土壤环境酸碱性化对土壤理化性质的影响
  •     1.3.2 土壤环境酸碱性化对土壤生物学性质的影响
  •   1.4 森林土壤温室气体通量相关研究进展概况
  •   1.5 研究的目的与意义
  • 2. 研究区概况及研究方法
  •   2.1 研究区概况
  •   2.2 技术路线图
  •   2.3 样地设置及样品采集
  •   2.4 各指标测定分析及数据处理
  •     2.4.1 土壤pH测定
  •     2.4.2 土壤全氮测定
  •     2.4.3 土壤微生物量氮测定
  • 4+-N）、硝态氮（NO3--N）测定'>    2.4.4 土壤氨态氮（NH4+-N）、硝态氮（NO3--N）测定
  •     2.4.5 土壤总可溶性氮（TDN）与可溶性有机氮（DON）测定
  •     2.4.6 土壤温室气体通量测算
  •     2.4.7 数据分析
  • 3. 结果与分析
  •   3.1 土壤酸碱环境的变化
  •     3.1.1 土壤环境的酸性变化
  •     3.1.2 土壤环境的碱性变化
  •   3.2 土壤酸碱环境对土壤全氮含量的影响
  •     3.2.1 酸性物质添加对土壤全氮含量的影响
  •     3.2.2 碱性物质添加对土壤全氮含量的影响
  •   3.3 土壤酸碱环境对无机氮含量的影响
  •     3.3.1 酸性物质添加对无机氮含量的影响
  •     3.3.2 碱性物质添加对土壤无机氮含量的影响
  •     3.3.3 酸碱性物质添加对土壤无机氮含量的影响
  •   3.4 土壤酸碱环境对土壤总可溶性氮含量的影响
  •     3.4.1 酸性物质添加对土壤总可溶性氮含量的影响
  •     3.4.2 碱性物质添加对土壤总可溶性氮含量的影响
  •     3.4.3 酸碱性物质添加对土壤总可溶性氮含量的影响
  •   3.5 土壤酸碱环境对土壤可溶性有机氮含量的影响
  •     3.5.1 酸性物质添加对土壤可溶性有机氮含量的影响
  •     3.5.2 碱性物质添加对土壤可溶性有机氮含量的影响
  •     3.5.3 酸碱性物质添加对土壤可溶性有机氮含量的影响
  •   3.6 土壤酸碱环境对土壤微生物氮含量的影响
  •     3.6.1 酸性物质添加对土壤微生物量氮含量的影响
  •     3.6.2 碱性物质添加对土壤微生物量氮含量的影响
  •     3.6.3 酸碱性物质添加对土壤微生物量氮含量的影响
  • 2O排放量的影响'>  3.7 土壤酸碱环境对N2O排放量的影响
  • 4排放量的影响'>  3.8 土壤酸碱环境对CH4排放量的影响
  • 2排放量的影响'>  3.9 土壤酸碱环境对CO2排放量的影响
  •   3.10 土壤氮属性与温室气体通量的相关性
  •     3.10.1 酸性物质添加中土壤属性与温室气体的相关性
  •     3.10.2 碱性物质添加中土壤属性与温室气体的相关性
  • 4. 讨论
  •   4.1 酸/碱性物质添加对土壤氮素含量的影响
  •     4.1.1 酸性物质添加对土壤氮素含量的影响
  •     4.1.2 碱性物质添加对土壤氮素含量的影响
  •   4.2 酸/碱性物质添加对土壤温室气体排放通量的影响
  • 2O通量的影响'>    4.2.1 酸碱物质添加对N2O通量的影响
  • 4通量的影响'>    4.2.2 酸碱物质添加对CH4通量的影响
  • 2通量的影响'>    4.2.3 酸碱物质添加对CO2通量的影响
  • 5. 结论
  • 参考文献
  • 个人简介
  • 导师简介
  • 成果目录清单
  • 致谢

    • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 于辉

    导师: 周志勇

    关键词: 硝酸铵,土壤酸碱环境,土壤氮素,温室气体

    来源: 北京林业大学

    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: 北京林业大学

    基金: “十三五”国家重点研发计划课题:经营措施对人工林地力的影响机制,课题号:2016YFD0600205,中央高校基本科研业务费专项资金,项目号:2015ZCQ-LX-03,林业科技创新平台运行补助项目:山西太岳山森林生态系统国家定位观测研究站运行补助,项目号:2018-LYPT-DW-153,2017-LYPT-DW-148

    分类号: S714

    DOI: 10.26949/d.cnki.gblyu.2019.000583

    总页数: 58

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