论文题目: 梁子湖湿地土壤—水—植物系统碳氮磷转化研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 植物营养学
作者: 熊汉锋
导师: 王运华
关键词: 湿地,碳氮磷,分布,空间变异性,释放,负荷,土壤酶,生物积累,模型
文献来源: 华中农业大学
发表年度: 2005
论文摘要: 湿地是地球上重要的生存环境和生态系统，湿地碳氮磷转化是生物地球化学循环的内容之一。根据梁子湖湿地的现状，采用实地考察、室内分析、模拟试验及模型模拟方法，对梁子湖湿地土壤-水-植物系统碳氮磷转化进行了研究。主要研究结果如下： 1 湿地土壤表层有机碳含量在10.9g／kg-39.5g／kg之间，全氮、全磷含量分别为1.39g／kg-2.91g／kg、0.41g／kg-0.52g／kg。土壤表层有机碳、全氮、全磷的分布特征是随地形部位升高（地下水位降低）而降低。土壤有机碳、全氮、全磷在剖面中的分布特征是从表层到底层逐渐降低。土壤中有机碳、全氮、全磷之间有良好的相关性。 2 湿地土壤有机质、全氮、全磷、速效氮变异系数分别是36.0％、30.6％、13.7％和29.3％；速效磷的变异系数最高为50.4％。土壤有机质、全氮、全磷、速效氮和速效磷的空间自相关理论模型均以球状模型拟合较好。土壤有机质、全氮、全磷、速效氮具有中等空间自相关性。养分的空间自相关距离比较接近。通过克里格插值进行空间插值制图显示土壤有机质和氮磷表现出空间分布的相似性。 3 湖水全氮平均含量0.71mg／L；铵态氮平均含量为0.065mg／L；硝态氮平均含量为0.257mg／L；全磷平均含量为0.046mg／L。梁子湖水体中氮磷含量呈明显的季节性变化。全氮含量在湖心和出水口是春季最高，冬季最低，主要入水口是夏季最高，冬季最低；硝态氮是春季最高，冬季最低；氨态氮是春季最高，夏季最低；全磷含量是冬季最高，夏季最低。梁子湖氮、氮营养的负荷分别是493.2t和122.2t。不同理论模型对湖水中磷含量的预测结果有较大差异。 4 温度对沉积物氮、磷释放影响明显，温度高，氮、磷释放量大。pH值对沉积物氮、磷释放也有明显的影响。在偏酸（pH5.5）和偏碱（pH11.5）条件下氮、磷的释放量较湖水正常pH值（pH8.5）增大。梁子湖入水口和出水口沉积物氮、磷的释放量较湖心高。 5 梁子湖沉积物无机磷酸盐的形态特征是：Ca-P含量最高，在55％-61％之间，Fe-P含量在26％-33％之间，O-P含量在10％左右，Al-P的含量最低，为3％-5％。不同湖区沉积物无机磷酸盐的存在形态有差别，节制闸和高河港Ca-P含量高于湖心，节制闸和湖心的Al-P+ Fe-P含量高于高河港。 6 沉积物孔隙水中可溶性NO3--N浓度随沉积深度增加明显降低而NH4+-N浓度则显著增大；沉积物中全氮和有机氮随沉积深度增加而明显降低，NH4+-N随沉积深度增加而明显增加。沉积物孔隙水全磷含量随沉积深度增加而递增，而沉积物全磷及不同化学相磷含量随沉积深度增加而降低。 7 水草分解过程中，随温度的升高向水体释放的碳、氮、磷量增加。水生植物每年约固定31768t碳。 8 土壤中尿酶的活性在0.084NH3-Nmg／g-0.255NH3-Nmg／g之间，磷酸酶的活性在0.072酚mg／100g-0.309酚mg／100g之间，多酚氧化酶的活性在5.767I2ml／100g-14.666I2ml／100g之间。脲酶活性与有机质、全氮呈显著正相关；磷酸酶的活性与有机质、全磷和速效磷都呈正相关；多酚氧化酶的活性与有机质、全氮、全磷的含量均呈负相关关系。沉积物中尿酶和磷酸酶活性的季节变化模式为夏季活性最高，冬季活性最低。土壤多酚氧化酶活性的季节变化则表现为：秋＞夏＞春＞冬。 9 湿地植物全氮含量在3.45g／kg-37.75g／kg之间；植物全磷含量在
论文目录:
摘要
ABSTRACT
1.文献综述：湿地碳氮磷生物地球化学转化研究进展
1.1 氮的生物地球化学转化
1.2 碳的生物地球化学转化
1.3 磷的生物地球化学循环
2.课题研究的背景和研究的总体思路
2.1 课题研究的背景
2.2 梁子湖湿地概况
2.3 研究目的
2.4 研究内容
2.5 技术路线
3.梁子湖湿地土壤有机碳、氮、磷的分布特征和相关性研究
3.1 前言
3.2 材料与方法
3.2.1 取样方法
3.2.2 养分测定
3.3 结果与分析
3.3.1 土壤有机碳的分布特征
3.3.2 土壤中氮的分布特征
3.3.3 土壤中磷的分布特征
3.3.4 土壤有机碳与氮、磷间的相关性
3.4 讨论
4.梁子湖湿地土壤有机质和氮、磷的空间变异性
4.1 前言
4.2 用GIS研究土壤区域空间变异的理论依据
4.3 材料与方法
4.3.1 试验区概况
4.3.2 土壤样品采集与分析方法
4.3.3 统计学分析
4.4 结果与分析
4.4.1 有机质和氮、磷变异情况
4.4.2 有机质和氮、磷的空间结构特征
4.4.3 有机质和氮、磷空间变异的克里格插值
4.5 讨论
5.梁子湖水体氮、磷的季节变化及其负荷
5.1 前言
5.2 材料与方法
5.2.1 样品采集
5.2.2 分析方法
5.3 结果与分析
5.3.1 水体氮的变化
5.3.1.1 水体全氮的变化
5.3.1.2 水体氨态氮的变化
5.3.1.3 水体硝态氮的变化
5.3.2 水体全磷的变化
5.3.3 沉积物与水体中氮、磷浓度的关系
5.3.4 氮、磷的负荷与分布
5.3.5 磷的预测模型
5.4 讨论
6.梁子湖沉积物氮、磷释放研究
6.1 前言
6.2 材料与方法
6.2.1 样品采集
6.2.2 试验方案
6.2.3 分析方法
6.3 结果与分析
6.3.1 底泥的基本性状
6.3.2 温度对氮释放的影响
6.3.3 pH对氮释放的影响
6.3.4 不同湖区氮释放特征
6.3.5 温度对磷释放的影响
6.3.6 pH对沉磷释放的影响
6.3.7 不同湖区磷释放特征
6.3.8 沉积物无机磷的形态
6.4 讨论
7 梁子湖沉积物—水界面氮、磷迁移研究
7.1 前言
7.2 材料与方法
7.2.1 样器采集
7.2.2 分析方法
7.3 结果与分析
7.3.1 沉积物-水界面可溶性NH_4~+-N,NO_3~--N的剖面特征
7.3.2 沉积物不同形态氮含量的剖面特征
7.3.3 沉积物-水界面磷的迁移
7.4 讨论
8.水生植物分解释放碳、氮、磷的研究
8.1 前言
8.2 材料与方法
8.3 结果与分析
8.3.1 对碳释放的影响
8.3.2 对氮释放的影响
8.3.3 对磷释放的影响
8.3.4 水生植物对湖生态系统碳循环的效应
8.4 讨论
9.梁子湖湿地土壤酶研究
9.1 前言
9.2 材料与方法
9.2.1 取样方法
9.2.2 测定方法
9.3 结果与分析
9.3.1 土壤中尿酶的活性
9.3.2 脲酶活性与土壤氮的相关性
9.3.3 土壤中磷酸酶活性
9.3.4 磷酸酶活性与土壤磷的相关性
9.3.5 土壤中多酚氧化酶的活性
9.3.6 多酚氧化酶的活性与土壤有机质、氮、磷的相关性
9.3.7 沉积物酶活性的季节变化
9.4 讨论
10.梁子湖湿地植物对氮、磷的积累特征
10.1 前言
10.2 材料与方法
10.2.1 取样方法
10.2.2 测定方法
10.3 结果与分析
10.3.1 氮磷的含量特征
10.3.2 氮磷的积累特征
10.4 讨论
11.梁子湖湿地碳氮循环的模拟研究
11.1 前言
11.2 模型简介
11.3 模拟实验设计
11.4 结果与分析
11.4.1 碳、氮输入
11.4.1.1 碳输入
11.4.1.2 氮输入
11.4.1.2.1 大气氮沉降
11.4.1.2.2 人工施肥
11.4.1.2.3 根及秸杆氮的归还量
11.4.2 碳、氮输出
11.4.2.1 碳输出
11.4.2.2 氮输出
11.4.2.2.1 氮的淋失和流失
11.4.2.2.2 作物收获氮的输出
11.4.2.2.3 土壤氮的挥发输出
11.4.3 土壤-植物系统的碳、氮平衡状况
11.5 讨论
12.结语
参考文献
致谢
附录
发布时间: 2006-12-12
参考文献
- [1].基于跨域治理的梁子湖水污染防治研究[D]. 叶汉雄.武汉大学2011
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