模拟氮沉降对杉木人工林土壤有机碳库的影响

论文摘要

自20世纪70年代以来,森林生态系统碳循环受到了全球氮沉降的深刻影响,因为氮沉降改变了陆地生态系统的生产力和生物量积累。本论文研究了4种水平的氮沉降（N0、N1、N2和N3）对18a生的杉木人工林土壤有机碳库、活性有机碳库和参与碳循环土壤酶活性的影响,N沉降量依次为0、60、120、240 kg N·hm-2·a-1,每处理重复3次。主要研究结果：（1）氮沉降量的增加对土壤总有机碳含量和有机碳密度均无显著影响,土壤表层全氮含量增加,致使土壤C/N比降低。（2）氮沉降对同土层土壤活性有机碳组分含量的影响存在差异,对MBC和POC含量无显著影响,对HWC含量表现出显著的抑制作用；中-低氮沉降（N1、N2）对DOC含量无影响,而高氮沉降（N3）显著促进了DOC含量。（3）不同氮沉降水平,4种土壤活性有机碳占土壤总有机碳比率为45.08%,其中POC/TOC（16.23%～40.02%）最大,其次是MBC/TOC（2.58%～3.39%）和HWC/TOC（0.45%～1.12%）,DOC/TOC（0.36%～0.55%）最小。（4）表层土壤中,TOC与MBC、POC、HWC呈显著正相关,而与DOC呈显著负相关；活性碳各组分之间也存在一定的相关性,其中DOC与MBC、POC、HWC呈显著负相关,MBC与POC、HWC呈显著正相关。（5）通过28 d的培养后发现,各土层有机碳日均矿化量随培养时间的延长呈下降趋势,而有机碳累计矿化量则逐步增加。不同氮沉降处理下各土层有机碳累计矿化量总体趋势表现为：随着氮沉降量的增加而降低,日均矿化量降低幅度以N1最大,其次是NO和N2,N3降幅最小。（6）氮沉降对6种土壤酶活性的影响存在差异,对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用；中-低氮沉降（N1、N2）对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降（N3）促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。表层土壤中,土壤有机碳累积矿化量与土壤纤维素酶、β-葡糖苷酶、过氧化物酶活性呈显著正相关。（7）表层土壤中,土壤有机碳累积矿化量与土壤纤维素酶、β-葡糖苷酶、过氧化物酶活性呈显著正相关；蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、过氧化物酶均与DOC、POC、HWC呈显著相关；β-葡糖苷酶和多酚氧化酶与MBC呈显著正相关。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 前言
• 1.1 全球氮沉降现状
• 1.1.1 氮沉降的概念及其主要来源
• 1.1.2 国内外大气氮沉降量的现状
• 1.1.3 国内外氮沉降研究现状及进展
• 1.2 森林土壤有机碳库
• 1.2.1 土壤有机碳库的组成
• 1.2.2 土壤活性有机碳库
• 1.3 森林土壤酶活性
• 1.4 本文研究的主要内容
• 1.5 在亚热带人工林进行氮沉降对森林土壤碳库研究的目的和意义
• 1.5.1 森林土壤碳库研究的重要性
• 1.5.2 氮沉降研究的现实意义
• 2 试验地概况和研究方法
• 2.1 试验地概况与样地设置
• 2.2 模拟氮沉降方法
• 2.3 土壤采样品的采集与处理
• 2.4 技术路线
• 2.5 分析方法
• 2.6 统计分析
• 3 结果与分析
• 3.1 氮沉降对土壤有机碳库的影响
• 3.1.1 对土壤有机碳含量的影响
• 3.1.2 对土壤全氮含量的影响
• 3.1.3 对土壤C/N比的影响
• 3.1.4 对土壤有机碳密度的影响
• 3.1.5 讨论
• 3.2 氮沉降对土壤活性有机碳库的影响
• 3.2.1 对可溶性有机碳含量的影响
• 3.2.2 对微生物量碳含量的影响
• 3.2.3 对颗粒有机碳含量的影响
• 3.2.4 对热水提取碳含量的影响
• 3.2.5 土壤活性有机碳占总有机碳的比率
• 3.2.6 土壤活性有机碳的相关性分析
• 3.2.7 对有机碳矿化的影响
• 3.2.8 讨论
• 3.3 氮沉降对土壤酶活性的影响
• 3.3.1 对土壤碳代谢相关酶活性的影响
• 3.3.2 表层土壤酶活性之间的相关性
• 3.3.3 土壤酶活性与土壤有机碳累积矿化量的相关性
• 3.3.4 土壤酶活性与土壤活性有机碳组分的相关性
• 3.3.5 讨论
• 4 结论
• 4.1 氮沉降对土壤有机碳库的影响
• 4.2 氮沉降对土壤活性有机碳库的影响
• 4.3 氮沉降对土壤酶活性的影响
• 参考文献
• 附录:论文中缩写词及中文含义
• 致谢
• 附:硕士期间发表论文情况