氮添加对红松人工林土壤氮迁移转化的影响

论文摘要

氮是构成生物必不可少的大量元素,也是生物生存的重要养分来源。陆地生态系统,尤其是温带森林多数是氮限制的。随着人口的增长和工业化的加深,活性氮排放增加,大气氮沉降量不断提高,适量的氮沉降能够缓解生态系统的氮限制,但过量的氮沉降会导致富营养化、酸化、生物多样性丧失等不利影响。本研究观测黑龙江凉水国家级自然保护区的干湿氮沉降状况,并在保护区的红松（Pius koraiensis）人工林内进行氮添加实验,设置对照(（CK:无氮添加）、低氮（L:20 kg ha-1 yr-1）、中氮（M:40kg ha-1 yr-1）和高氮（H:80 kg haa1 yr-1）四组处理,探究氮添加对红松人工林土壤氮转化、氧化亚氮排放、氮淋溶损失等的影响。研究结果表明:（1）保护区一年的氮沉降量（不包括含氮气体）为12.93 kg ha-1,其中无机氮沉降量和有机氮沉降量分别为8.27 kg ha-1和4.66 kg ha-1,分别占全氮比例的64%和36%,且铵态氮沉降量与硝态氮沉降量比率为1.3;生长季氮沉降量为11.42 kg ha-1,占全年氮沉降的88.3%,非生长季氮沉降量为1.51 kg ha-1,占全年的11.7%;生长季湿沉降量为9.28 kg ha-1,与降水量存在正相关关系（R2=0.87,P<0.001）,而生长季颗粒物干沉降为2.14 kg ha-1,湿沉降和干沉降在生长季氮沉降中所占比例分别为81.3%和18.7%。（2）红松人工林土壤初级氮矿化速率为2.8 mg kg-1 d-1且以易分解有机氮的矿化为主,初级硝化速率为5.7 mg kg-1 d-1,且以自养硝化为主;NH4+、NO3-的同化速率以及NO3-异化还原为NH4+速率较低,均不高于0.5 mg kg-1 d-1。施氮组矿化和硝化速率降低,而NH4+、NO3-的同化速率在不同氮处理组变化不同。（3）氮添加显著增加了 N2O的排放,四年平均的N2O通量从对照的0.009 mg m-2 h-1提高到施氮组的0.039 mg m-2 h-1,生长季平均的N2O累积排放量从对照的0.36 kg·ha-1增加到施氮组的1.57 kg.ha-。地表径流、土壤溶液中全氮、NH4+、NO3-和溶解性有机氮的浓度随氮添加的增加显著提高。土壤气态的和液态的氮损失对氮添加的响应敏感,施氮后增加的氮损失和被抑制的硝化、矿化速率表明土壤对施加的氮的直接损失是施肥后增加的无机氮损失的重要来源。

论文目录

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 研究背景

1.1.1 氮沉降

1.1.2 氮转化

1.1.3 氮损失

1.2 发展方向

1.3 研究目的意义

2 材料与方法

2.1 研究区概况

2.2 样地设置

2.3 研究方法

2.3.1 干湿沉降

2.3.2 土壤化学性质与微生物

2.3.3 初级转化速率

2.3.4 土壤溶液和径流

2O排放'> 2.3.5 土壤N₂O排放

2.4 统计分析

3 结果

3.1 干湿沉降

3.2 土壤化学性质与微生物

3.3 初级转化速率

3.4 土壤溶液和径流

2O排放'> 3.5 土壤N₂O排放

4 讨论

4.1 干湿沉降

4.2 土壤化学性质与微生物

4.3 初级转化速率

4.4 土壤溶液和径流

2O排放'> 4.5 土壤N₂O排放

结论

参考文献

附录

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

附件

文章来源

类型: 硕士论文

作者: 宋蕾

导师: 金光泽

关键词: 氮沉降,氮转化,土壤溶液,地表径流,氧化亚氮

来源: 东北林业大学

年度: 2019

分类: 基础科学,农业科技

专业: 自然地理学和测绘学,农业基础科学,林业

单位: 东北林业大学

基金: “973”项目(2014CB953803),中央高校基本科研业务费专项资金项目(2572017EA02)

分类号: S714.2

DOI: 10.27009/d.cnki.gdblu.2019.000787

总页数: 61

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