施氮和凋落物增减对湿性常绿阔叶林土壤呼吸和土壤碳、氮的影响

发布时间：2020-06-20 02:05

【摘要】：全球普遍增加的大气N沉降可持续影响森林植被生长,进而导致森林凋落物量的增加或减少。凋落物是重要的土壤C源,并且新鲜凋落物的输入可对土壤原有C的分解转化过程产生强烈影响,即激发效应。因此N沉降对森林C循环的影响具有直接效应(N素增加对土壤C的影响)和间接效应(凋落物输入量改变导致的土壤C变化)。本研究以华西雨屏区湿性常绿阔叶为研究对象,以施N和凋落物改变作为处理设计了双因素交互试验,建立了12个20 m×20 m样地,样地划分为3个施N水平(每个水平4个重复样地):对照、低N和高N(0、50、150 kg N hm~(-2) a~(-1)),每个样地中布设9个2 m×2 m样方,分为3个处理,即原凋、增凋和减凋(凋落物不变、增加50%、减少50%),施N处理从2014年1月开始,凋落物处理从2015年7月开始。试验模拟了N沉降增加50%、150%和新鲜凋落物输入量增加50%和减少50%情景,研究该湿性常绿阔叶林土壤呼吸和土壤C、N组分的响应。为更加深入地理解大气N沉降增加对森林C收支和土壤C、N的潜在影响提供理论依据,为林业生产实践中施肥和凋落物管理提供参考。得出以下主要研究结果。(1)2015年7月到2017年12月,CK、LN、HN累计总凋落物量分别为1.29、1.29和1.34 kg m~(-2),施N对凋落量无显著影响。0-10 cm土壤温度年均12.9℃,最高温出现在7月21℃,最低月出现在1月6.0℃,0-5 cm土壤的年均湿度为55.6%,施N对土壤温湿度均无显著影响。(2)施N显著降低了土壤呼吸速率,减凋处理使土壤呼吸速率降低,增凋处理使土壤呼吸速率增加,减凋处理与增凋处理达到极显著水平。施N极显著的抑制该湿性常绿阔叶林的土壤C排放。样地2016年1月到2017年12月两年内的累积土壤C排放量CK、LN、HN分别为1915、1431、1579 g C m~(-2)。土壤呼吸Q_(10)为2.60,施N和凋落物增减处理对Q_(10)无显著影响。(3)施N极显著的降低了土壤pH。A层土壤CK、LN、HN的土壤pH分别为3.50、3.44、3.36,B层土壤CK、LN、HN的土壤pH分别为3.91、3.86、3.73;凋落物处理对土壤pH值无显著影响。(4)土壤TOC含量随施N量的增加而增加;增凋处理反而减少土壤TOC含量。土壤中ROC含量随施N量增加而增加,凋落物增减效应不显著。施N和凋落物增减处理对A、B层土壤EDOC均无显著的影响。(5)施N和凋落物增减处理对A、B层土壤TN含量均无显著影响,A、B层土壤TN平均含量分别为44.5 g kg~(-1)和9.9 g kg~(-1),高出我国平均土壤TN含量1.54 g kg~(-1)。NH_4~+-N和NO_3~--N均随施N的增加而显著增加,且两者施N和时间效应均显著,说明施N能显著增加土壤无机N含量的同时,更会使无机N含量增加的速率增加。减凋处理极显著的增加了土壤NH_4~+-N含量。(6)施N和凋落物增减处理对A、B层中土壤MBC均无显著影响,但(LSD)比较的结果表明:施N使MBC减少,即CKLNHN;减凋处理使MBC减少,增凋处理使MBC增加,即-L0L+L。施N效对A层土壤MBN起显著抑制作用,因此在A土壤层土壤MBN随施N水平升高升减少,N的增加使微生物对N的利用减少。本研究表明施N处理显著抑制了该湿性常绿阔叶林土壤呼吸并显著增加了HN处理土壤TOC含量,凋落物增加和减少处理分别增加和减少了土壤呼吸速率,其中+L处理中土壤TOC含量显著降低,表明凋落物输入量的增加产生了正激发效应,促进了原有土壤有机质的分解。施N显著影响了土壤无机N含量并显著降低了土壤pH值,对土壤微生物群落造成了潜在影响。
【学位授予单位】：四川农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S714
【图文】：

示意图,试验设计,凋落物,输入量

8 图 2 试验设计示意图Fig.2 Experimental DesignCK、LN 和 HN 分别为施 N 处理的对照（CK，0 g N m 2a 1），低 N（LN，5 g N m 2a 1）和高 N（HN，15 g Nm 2a 1），0Litter、+Litter 和 Litter 分别为凋落物处理的原凋（不改变凋落物输入量）、增凋（增加 50%凋落物输入量）和减凋（减少 50%凋落物输入量）。CK, LN, and HN were N-treated controls (CK, 0 g N m 2a 1), low N (LN, 5 g N m 2a 1), high N (HN, 15 g N m 2a 1),0 Litter, +Litter, and Litter are the litters treated with the original wither (without changing the litter input), increasedwithering (increased 50% of the litter input), and reduced withering (50% reduction of the Litter input).

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