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《南京林业大学》 2016年
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氮添加对杨树人工林凋落物分解过程的影响

彭赛  
【摘要】:随着氮沉降全球化趋势,氮沉降增加对森林生态系统功能可能产生很大影响。森林凋落物分解是维持生态系统物质、能量循环关键过程,而微生物在凋落物分解过程发挥着极其重要的作用。本实验于2015年1月至2015年12月,在位于江苏东台市的东台国家林场内,对11年生杨树(Populus deltoides CL‘35’)人工林进行模拟氮沉降实验,实验设置5个处理,N0(0 gN/(m2a))、N1(5 gN/(m2a))、N2(10 gN/(m2a))、N3(15 gN/(m2a))、N4(30 gN/(m2a)),通过原位模拟凋落物分解实验,研究不同浓度外源氮输入下凋落物(叶、枝条)分解过程的变化规律。所得主要结果如下:1、施氮处理抑制了凋落叶分解速率,且抑制作用随施氮浓度增大逐渐增大,施氮处理促进了除N3处理下的凋落枝分解,且促进作用随施氮浓度增大先增大后减小。利用分解模型得出凋落叶年分解系数在0.986~1.696之间,分解50%和95%所需要的时间分别为0.68~0.91 a和2.04~3.25a;凋落枝年分解系数在0.670~0.938之间,分解50%和95%所需要的时间分别为0.91~1.19 a和3.37~4.62a。2、凋落叶木质素含量随时间有先上升后维持不变的趋势,高氮处理显著抑制木质素分解;纤维素含量随时间有先上升后下降的趋势,到分解第365d,随施氮浓度增加先增加后减小。凋落枝木质素含量随施氮浓度增大有增加的趋势;纤维素随时间有先维持不变后下降的趋势,且维持不变的时间随施氮浓度的增加而增加。3、凋落叶全氮含量随时间有递增的趋势,在分解第365d时,低氮处理含量增加,高氮减少;碳氮比随时间为递降趋势。凋落枝全氮含量在分解第115d下降后一直增加,到分解第365d时表现为高氮处理含量增加,低氮减少;碳氮比随时间先增加后减小,到第365d时,随施氮浓度增加而减小。4、施氮处理凋落叶土壤微生物生物量碳氮比(SMBC/SMBN)随时间一直增大,N0先增大后减小;凋落枝下SMBC/SMBN比值一直增大。凋落叶在分解第365d时,SMBC/SBN比值随施氮浓度先减小后增大;凋落枝在分解第365d时SMBC/SMBN随施氮浓度增大而增大。SMBC/SMBN比值与凋落叶、枝残留率和碳氮比(C/N)线性负相关,与木质素/纤维素线性正相关。5、凋落叶残留率与木质素/C显著正相关;分解速率与木质素含量极显著负相关;木质素含量与(综)纤维素含量均显著负相关。凋落枝残留率与木质素/纤维素极显著负相关,与木质素含量显著负相关,与C/N比显著正相关,与(综)纤维素含量均极显著正相关;分解速率与(综)纤维素含量极显著负相关,与C/N比显著负相关,与木质素/(综)纤维素极显著正相关;C/N比与木质素/(综)纤维素极显著负相关。6、随分解时间,凋落叶、枝下的土壤pH均增大,氮添加在生长季期间会降低土壤pH,但在非生长季期间,氮添加样地土壤pH恢复到正常值。凋落叶、枝下土壤含水率随分解时间上下波动,但氮添加对凋落叶下土壤含水率有影响,对凋落枝下土壤含水率无影响。凋落叶、枝残留率与土壤pH线性负相关,凋落枝残留率与土壤含水率线性负相关。总之,模拟氮沉降并未改变凋落物分解变化规律,但是影响了分解速率。外源氮输入抑制了杨树人工林中凋落叶的分解而促进了凋落枝的分解,这可能会影响杨树人工林生态系统的物质和能量正常循环,以及生态系统土壤的碳封存。
【学位授予单位】:南京林业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:S714

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【参考文献】
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