中亚热带丘陵红壤区森林演替典型阶段土壤磷分级与有效性

论文摘要

磷是植物生长发育的必需营养元素之一,以广泛多样的形式参与植物的生命活动。由于不可再生性和较低的有效性,磷是陆地生态系统,尤其是红壤区植物生长的关键限制因子。土壤中的有效磷较易被土壤颗粒,有机质和其他矿物所吸附固定,95%以上的磷在土壤中以难以利用的迟效形态存在,参与生物循环的磷只是全磷的很小部分。因此,开展磷素有效性研究对于植被恢复与森林管理具有重要的意义。本试验以南昌大学前湖校园中亚热带森林演替的4个典型阶段即:裸露地、马尾松林、针阔混交林和常绿阔叶林为研究对象,应用改良的Hedley分级法开展土壤磷素分级与有效性及其与氮素供应的耦合研究。主要结果如下:（1）森林土壤磷形态均表现出明显的季节波动,其中总有效磷的变化趋势为:秋季＞夏季＞春季＞冬季。（2）除声波磷外,树脂磷、NaHCO3磷、NaOH磷和酸性磷的含量基本表现为:常绿阔叶林＞针阔混交林＞马尾松林＞裸露地,即随着森林演替的进展而逐渐升高。（3）土壤NaOH磷随着森林演替的进展由5.7μg/g提高到30μg/g,始终是森林演替4阶段土壤磷形态中含量最高的组分和主要的有效磷源。（4）从裸露地到常绿阔叶林,土壤表层（0-15 cm）全磷含量由160μg/g升高到530μg/g,有效磷由13.8μg/g升高到105μg/g,速效磷（树脂磷和NaHCO3磷）由1.4μg/g升高到了10.7μg/g,这表明磷及其有效性的供应随着森林演替的顺行进展逐步得到改善。（5）裸露地到针阔混交林土壤全氮全磷之比逐步升高,至常绿阔叶林有所下降,而氮素年净矿化速率与有效磷之比、氮素年净矿化速率与速效磷之比却均表现为逐步升高。这表明氮磷供应随森林演替的顺行进展逐步优化,且在演替早期阶段磷的限制性明显强于氮。因此,本研究认为,植被恢复有利于提高土壤的氮磷供应能力,中亚热带丘陵红壤区以常绿阔叶林为植被恢复的最终目标是可行和理想的。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 文献综述
• 1.1 引言
• 1.2 森林演替与养分动态
• 1.3 土壤中的磷形态
• 1.4 土壤磷形态转换
• 1.5 土壤磷供应的影响因素
• 1.5.1 土壤微生物活动
• 1.5.2 土壤pH
• 1.5.3 其它因素
• 1.6 土壤磷素研究方法
• 1.6.1 盆栽试验
• 1.6.2 施肥试验
• 1.6.3 田间原位研究
• 1.6.4 土壤连续浸提技术
• 1.6.5 同位素示踪和核磁共振波谱分析
• 1.6.6 有机磷矿化的研究
• 1.7 土壤磷分级方法进展
• 1.7.1 经验分级初期
• 1.7.2 经验分级的完善
• 1.7.3 系统分级时期
• 1.7.4 对磷素分级研究的展望
• 1.8 研究目的和意义
• 第2章 研究材料与方法
• 2.1 研究地区概况
• 2.2 研究方法
• 2.2.1 林分特征调查
• 2.2.2 土壤基本理化性质
• 2.2.3 土壤磷素分级与有效性
• 2.2.4 土壤矿质氮、氮素矿化及其酶活性
• 2.3 数据处理与统计方法
• 第3章 磷分级方法的优化
• 3.1 引言
• 3.2 钼锑抗比色法的优化
• 3.3 717阴离子交换树脂浸提试验
• 3.4 实验操作的优化
• 3.5 小结
• 3.5.1 供试土壤的制备
• 3.5.2 分离出Resin-P（树脂磷）
• 3-P（当季有效磷）'>3.5.3 分离出NaHCO₃-P（当季有效磷）
• 3.5.4 分离出NaOH-P
• 3.5.5 分离出Sonic-P（声波磷）
• 3.5.6 分离出Acid-P（酸性磷）
• 第4章 森林演替典型阶段磷有效性的季节动态
• 4.1 引言
• 4.2 研究材料与方法
• 4.3 结果与讨论
• 4.3.1 土壤磷形态的季节动态
• 4.3.2 磷形态组成分布格局
• 4.4 小结
• 第5章 森林演替过程土壤氮供应及其与磷的耦合
• 5.1 引言
• 5.2 研究材料与方法
• 5.3 结果与讨论
• 5.3.1 土壤基本理化特性
• 5.3.2 土壤有效氮及氮素矿化
• 5.3.3 氮磷供应有效性及酶活性
• 5.4 小结
• 第6章 讨论与结论
• 6.1 讨论
• 6.1.1 磷分级及其有效性
• 6.1.2 演替不同阶段养分供应及耦合
• 6.1.3 生态化学计量学的应用
• 6.2 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果