氮添加对四川盆地西缘常绿阔叶林凋落叶分解和腐殖化的影响

论文摘要

过去几十年,大气氮沉降在世界范围内持续增加,并显著影响人类生存环境和生态系统碳固存。凋落物分解是生态系统植物碳库和养分库进入土壤的关键阶段,是全球碳收支平衡的一个重要环节。但至今,氮沉降对凋落物腐殖质形成的影响仍十分有限。因此,本研究以大气氮沉降严重的四川盆地西缘亚热带常绿阔叶林为研究对象,从2016年1月至2016年12月,采用分解袋法对亚热带两阔叶树种（含笑和喜树）凋落叶开展了为期一年的原位分解试验,根据区域大气氮沉降背景,设置3个氮添加处理(对照:0 kg·N·hm–2·a–1、低氮:20 kg·N·hm–2·a–1和高氮:40 kg·N·hm–2·a–1),研究模拟氮沉降对凋落物质量损失、养分释放及腐殖质形成的影响。主要研究结果如下:1.含笑和喜树凋落叶分解差异显著,同一氮添加浓度下,喜树的质量损失显著高于含笑。分解一年后,喜树和含笑凋落叶的质量损失分别为61.7-74.5%和38.1-46.5%。两种凋落叶的分解常数k值的范围为0.45-1.28,含笑凋落叶分解常数k值随N添加浓度上升而下降,喜树凋落叶k值为低氮>对照>高氮。2.在分解过程中,两树种凋落叶C残留量随分解时间增加而逐渐降低,含笑C残留量在不同时期均高于喜树。含笑凋落叶养分N和P浓度均呈现为先积累后释放,喜树总体上表现为释放。含笑C、N、P残留量分别为24.9-32.4%、67.6-105.6%和52.4-107.9%,喜树C、N、P残留量分别为11.7-17.2%、30.0-44.4%和24.7-57.4%。3.氮添加对凋落叶分解有显著影响,氮添加剂量对物种间的影响有明显差异。高氮添加抑制了凋落物分解,减缓了C和养分的释放。低氮添加对两种凋落物的影响存在差异,显著促进了落叶树种喜树凋落叶分解速率和元素矿化,明显抑制了常绿树种含笑凋落叶分解速率和元素释放。4.凋落叶腐殖化过程中腐殖质、胡敏酸和富里酸在不同物种间的差异显著,氮添加对喜树凋落叶腐殖化的效应高于对含笑凋落叶腐殖化。两树种凋落叶的富里酸降解和胡敏酸积累动态在不同氮添加浓度下均相似。含笑凋落叶的腐殖质、胡敏酸和富里酸浓度分别减少了12.1-23.8%、3.9-34.3%,和23.4-31.9%;喜树凋落叶腐殖质、胡敏酸和富里酸浓度分别减少了29.1-35.5%、12.0-22.4%和43.8-48.5%。5.凋落叶腐殖化过程对氮添加的响应随分解进程显著不同。在早期的分解过程中,氮添加对含笑和喜树凋落叶腐殖质、胡敏酸和富里酸的形成没有显著影响;在分解后期,高浓度氮促进腐殖质、胡敏酸和富里酸的形成。氮添加可能有利于凋落叶富里酸转化为胡敏酸,腐殖质结构更加稳定。因此,氮添加对凋落叶腐殖化的作用与分解进程密切相关。综上所述,氮添加降低两个树种凋落物的分解速率,尤其是高氮处理。氮添加也减缓了C和养分释放速率,含笑表现更为敏感。其次,氮添加促进了凋落叶腐殖化,尤其是增加了后期分解过程中腐殖质、胡敏酸和富里酸的累积。氮添加效应在两个物种间有差异,且随分解时间表现极大不同。这些结果为进一步深入理解亚热带森林生态系统土壤碳固存和养分循环对氮沉降的响应和适应提供科学依据。

论文目录

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘群

导师: 徐振锋

关键词: 氮添加,凋落叶分解,腐殖化,基质质量,亚热带森林

来源: 四川农业大学

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: 四川农业大学

基金: 国家自然科学基金面上项目:“青藏高原东缘高山森林冬季土壤呼吸对模拟雪被变化的响应”(31500601),“十三五”国家重点研发计划课题:“高山亚高山退化彩叶林景观重建技术”山亚高山退化彩叶林景观重建技术”,“十三五”国家重点研发计划课题:“断陷盆地特色生态产业的培育,技术开发与示范”陷盆地特色生态产业的培育,技术开,省重点实验室开放基金:“亚热带森林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应”(ESP1502)

分类号: S714

DOI: 10.27345/d.cnki.gsnyu.2019.000723

总页数: 59

文件大小: 2347k

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