长白山森林生态系统土壤氮矿化的研究
【摘要】：
氮是植物生长和发育所需的大量营养元素之一。在森林生态系统中,氮对森林群落的演替有重要的影响;对维护群落稳定性和保持一定树种组成有着重要作用。同时氮矿化对揭示生态系统功能、生物地球化学循环过程本质也有重要意义。
本论文以我国长白山北坡不同森林生态系统土壤氮矿化为研究对象,分析不同林型土壤氮矿化的时空动态特征。沿长白山北坡以海拔高度、森林类型等因素为指标设置实验样地。样地按海拔从低到高依次为:1号样地,位于阔叶红松林带,海拔761m;2号样地,位于红松云冷杉林带,海拔1258m;3号样地,位于岳桦云冷杉林带,海拔1582m。
利用周才平等(2001)温度与氮矿化速率关系方程式,将野外实地测量的土壤温度(5cm)带入方程,计算出不同植被类型土壤氮矿化速率。分析不同林型土壤供氮能力以及土壤氮矿化速率与环境因素之间的关系、变化规律等。主要结果如下:
1、长白山北坡三种不同植被类型土壤氮矿化速率分别是:阔叶红松林0.12kg/(hm2·d)、红松云冷杉林0.09 kg/(hm2·d)和岳桦云冷杉林0.07 kg/(hm2·d)。三种不同植被类型土壤年氮矿化量分别是:阔叶红松林8.34 t·hm-2·yr-1、红松云冷杉林7.22 t·hm-2·yr-1和岳桦云冷杉林6.74 t·hm-2·yr-1。结果表明,阔叶红松林土壤供氮能力最强。
2、土壤氮矿化速率的季节变化:三种不同植被类型土壤氮矿化速率都呈明显的季节变化规律。在不同的季节时期内,氮矿化速率有所不同。
3、土壤氮矿化速率随海拔变化:在同一时间内,三种不同植被类型土壤氮矿化速率随海拔的升高而逐渐降低。
4、土壤氮矿化速率与气温的关系:土壤氮矿化速率与气温的关系方程式为三次多项式,两者呈显著相关(R20.95)。
【关键词】：土壤温度 氮矿化 氮矿化速率 森林生态系统 气温 【学位授予单位】：北京林业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：S714
【目录】：
- 摘要4-5
- ABSTRACT5-9
- 前言9-11
- 1 研究综述11-29
- 1.1 土壤氮矿化影响因素研究进展11-22
- 1.1.1 环境因子对氮矿化的影响11-17
- 1.1.2 外来物质对氮矿化的影响17-18
- 1.1.3 土壤中氮素存在状态对氮矿化的影响18-19
- 1.1.4 土壤动物、微生物对氮矿化的影响19-21
- 1.1.5 植被对土壤氮矿化的影响21-22
- 1.2 氮矿化研究方法概述22-25
- 1.2.1 室内矿化培养法22-23
- 1.2.2 野外矿化培养法23-25
- 1.3 矿化作用的模型研究25-26
- 1.4 土壤氮矿化的季节动态26-27
- 1.5 土壤氮矿化随海拔梯度的变化27
- 1.6 氮素矿化量、矿化速率是衡量土壤供氮能力的主要指标27-28
- 1.7 研究的创新点28-29
- 2 研究方法和研究主要内容29-31
- 2.1 样地设置29
- 2.2 土壤氮矿化速率的计算方法29
- 2.3 数学分析方法29-30
- 2.4 技术路线30
- 2.5 研究主要内容30-31
- 3 研究区域概况31-34
- 3.1 研究区自然概况31-32
- 3.2 研究区降水及气温特征32-34
- 4 结果与分析34-54
- 4.1 不同植被类型土壤氮矿化速率和年氮矿化量34-35
- 4.2 土壤温度对气温变化的响应35-42
- 4.2.1 土壤温度与气温的季节变化比较35-36
- 4.2.2 土壤温度与气温的关系36-42
- 4.3 土壤温度随海拔变化42-43
- 4.4 氮矿化速率对温度的响应43-50
- 4.4.1 土壤氮矿化速率与气温的关系43-49
- 4.4.2 土壤氮矿化速率随气温的变化49-50
- 4.5 氮矿化速率的季节变化50-52
- 4.5.1 不同植被类型氮矿化速率的季节变化比较50-51
- 4.5.2 同一植被类型内氮矿化速率在不同季节变化比较51-52
- 4.6 氮矿化速率随海拔的变化52-54
- 5 讨论54-60
- 5.1 与国内外相关研究结果的比较54
- 5.2 土壤温度对氮矿化的影响54-56
- 5.3 海拔对氮矿化的影响56
- 5.4 氮矿化的季节变化56-57
- 5.5 不同林型土壤供氮能力比较57-58
- 5.6 不同植被类型对氮矿化的影响58-60
- 6 结论与展望60-62
- 6.1 结论60-61
- 6.2 展望61-62
- 参考文献62-68
- 个人简介68-69
- 导师简介69-70
- 致谢70
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