常绿阔叶林退化过程中土壤的养分库动态及植物的养分利用策略

论文摘要

常绿阔叶林是亚热带地区的地带性植被，但长期的人类干扰导致这类森林日益减少，替而代之的是大面积处于不同退化程度的次生林、灌丛、灌草丛和人工林等。本论文针对常绿阔叶林退化的历史根源和现实特点，以土壤氮磷养分库变化，以及土壤氮素的矿化／硝化特征为着眼点，重点分析了常绿阔叶林退化过程中地上植被养分归还特征与土壤养分动态的关系，探索土壤养分库变化的成因，诊断土壤养分库变化对植物生长的限制作用，在此基础上，揭示常绿阔叶林及其退化群落主要优势种类的养分利用策略，旨在发现常绿阔叶林退化对植物-土壤系统养分动态的相互影响机制，既为全球变化（尤其是土地利用变化）背景下，常绿阔叶林的生物地球化学循环响应机制研究提供参考，也为保护和恢复常绿阔叶林提供理论基础。 在人类活动频繁的浙东丘陵，既分布有处于不同退化程度的次生林、灌丛、灌草丛和人工林等，还在寺庙周围保存着较完好的地带性常绿阔叶林。本文借助空间代替时间法，通过对该地区常绿阔叶林退化过程中土壤养分库动态和植物养分利用策略的调查与分析，初步获得以下主要结果和结论： 1．常绿阔叶林退化导致了土壤碳库和养分库的衰减 通过对常绿阔叶林各退化类型土壤碳库和养分库的比较表明：土壤有机碳库和氮磷养分库含量从大到小依次为，成熟常绿阔叶林、次生林、灌丛、灌草丛和人工林，而土壤无机氮库则没有遵从以上顺序。统计显示，常绿阔叶林退化不仅导致土壤有机碳库含量的显著下降，也使得土壤氮磷养分库含量显著下降。对有机碳库（-37.71％）、氮库（-48.39％）和磷库（-35.17％）削减效应最大的退化类型为成熟常绿阔叶林退化为次生林，其余退化类型也都不同程度的导致了土壤有机碳库和氮磷养分库含量的下降，唯一特别的是，在次生林退化为灌丛时土壤氮库含量有所增加（+1.31％），以及灌丛退化为灌草丛时土壤磷库含量有所增加（+4.56％）。 从以上结果可以看出，常绿阔叶林退化为次生林、灌丛、灌草丛和人工林的过程中，土壤养分库和碳库含量逐步递减，相对而言，常绿阔叶林退化为次生林后，对土壤养分库和碳库的影响效应持久，而退化为其它类型后，也都显著降低了土壤养分库和碳库含量，因此，可以认为常绿阔叶林顶级群落土壤是亚热带丘陵地区最大的土壤碳库，是区域生态系统最大的碳汇之一，对维持区域碳平衡和养分贮蓄功不可没。常绿阔叶林退化过程中土壤养分库下降和碳汇消失是一个复杂的过程，不同性质的人类干扰方式、土地利用历史及其植物种类组

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.研究目的和意义
• 2.研究历史概述
• 3.本文的主要研究内容
• 4.研究地概况与退化植被类型确定
• 5.研究路线
• 6.样地描述
• 7.实验方法
• 第二章 常绿阔叶林退化过程中土壤养分库和碳库的特征
• 1.材料与方法
• 1.1 样地选择和资料来源
• 1.2 样品采集和室内分析
• 1.3 数据处理和统计分析
• 2.结果
• 2.1 常绿阔叶林不同退化类型的土壤养分库和碳库
• 2.2 常绿阔叶林退化过程中土壤养分库和碳库的响应率
• 2.3 不同类型人工林的土壤养分库和碳库
• 2.4 砍伐干扰对土壤养分库和碳库的影响
• 3.讨论
• 3.1 常绿阔叶林退化过程中土壤的养分库和碳库特征
• 3.2 影响退化常绿阔叶林土壤养分库和碳库特征的主要因素
• 第三章 常绿阔叶林退化过程中土壤有机氮素的矿化特征
• 1.材料与方法
• 1.1 实验设计
• 1.2 野外培养
• 1.3 无机氮提取和化学分析
• 1.4 数据处理
• 2.结果
• 2.1 土壤无机氮库的季节动态
• 2.2 不同群落类型土壤氮素的矿化／硝化速率及季节动态
• 2.3 常绿阔叶林不同退化类型土壤氮素的矿化／硝化速率
• 2.4 人工林和次生林土壤氮素矿化／硝化速率的比较
• 2.5 砍伐干扰对土壤氮素矿化／硝化速率的影响
• 3.讨论
• 3.1 常绿阔叶林退化对土壤可利用性氮素的影响
• 3.2 常绿阔叶林退化对土壤氮素矿化／硝化特征的影响
• 3.3 常绿阔叶林退化对土壤氮素矿化／硝化机制的影响
• 第四章 凋落物特征与土壤养分动态的关系
• 1.材料与方法
• 1.1 凋落物收集和处理
• 1.2 凋落物层采集和处理
• 1.3 养分成分分析
• 1.4 数据处理
• 2.结果
• 2.1 凋落物凋落特征
• 2.2 地表凋落物层特征
• 2.3 凋落物特征与土壤养分动态的关系
• 3.讨论
• 3.1 常绿阔叶林不同退化类型的凋落物特征
• 3.2 常绿阔叶林退化对凋落物养分归还的影响
• 3.3 常绿阔叶林退化对凋落物层特征的影响
• 第五章 常绿阔叶林退化过程中土壤养分限制特征的诊断
• 1.材料与方法
• 1.1 植物群落的N：P化学计量特征
• 1.2 植物群落的养分利用效率和资源响应效率
• 1.3 统计分析
• 2.结果
• 2.1 植物群落的N：P化学计量特征
• 2.2 植物群落的养分利用效率和资源响应效率
• 3.讨论
• 3.1 常绿阔叶林退化过程中植物群落的养分限制特征
• 3.2 常绿阔叶林退化对群落养分利用效率和资源响应效率的影响
• 第六章 常绿阔叶林及退化群落主要优势种的养分利用策略
• 1.材料与方法
• 1.1 实验设计
• 1.2 样品分析
• 1.3 数据处理和统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 种群水平叶片的养分特征
• 2.2 不同退化阶段叶片养分含量和养分重吸收的变化特征
• 2.3 根茎比特征
• 3.讨论
• 3.1 优势种的养分利用策略
• 3.2 各养分利用策略间的协调机制
• 第七章 结论
• 参考文献：
• 附录1：本论文涉及的植物名录
• 附录2 论文成果和参加的科研课题
• 后记