城市森林土壤呼吸对短期氮添加的响应

作     者：徐培玉 

作者单位：安徽农业大学 

学位级别：硕士

导师姓名：陶晓;丁增发

授予年度：2019年

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

主      题：氮添加 城市森林土壤呼吸 季节变化 土壤基本理化性质 Q10 

摘      要：氮添加改变了土壤碳循环的过程,使森林生态系统的稳定性遭到破坏。随着大气氮素量的增加,研究土壤呼吸及其组分对氮添加的响应,探讨其影响机理,对深入了解森林生态系统碳动态具有重要的意义[1]。本研究以安徽省合肥市城市近郊(大蜀山)、城市远郊(紫蓬山)的麻栎林为研究对象,从2018年8月至2018年12月,在试验地的麻栎林进行氮添加实验,设置三个处理水平即对照样地(0 Kg N·m-2·yr-1)、低氮样地(50 Kg N·m-2·yr-1)和高氮样地(100 Kg N·m-2·yr-1),研究了氮添加对城市近郊、远郊土壤呼吸及其组分的影响;氮添加对土壤呼吸季节变化的影响;土壤基本理化性质的影响;以及氮添加条件下土壤10 cm温湿度对土壤呼吸的影响等,得出了以下结果:(1)不同浓度氮添加处理下土壤总呼吸速率变化差异性总体不显著(p0.05)。低氮会增加土壤呼吸速率5%-20%左右,但这种影响是非线性的,其影响程度取决于施氮的水平,施氮的地点,施氮的时间周期及其交互作用,且没显著影响(p0.05)。同时低氮也会抑制土壤呼吸速率,但没显著影响(p0.05)。高氮会增加土壤呼吸速率7%-25%左右,同时也会抑制土壤呼吸速率,但没显著影响(p0.05),且规律与低氮基本保持一致。低氮处理内切根处理促进了土壤呼吸速率,但影响不显著;高氮处理下切根处理抑制了土壤呼吸速率,但影响不显著,变化范围在5%左右。各样地在氮添加下切根处理上的土壤呼吸速率不会随施肥浓度、季节变化以及二者之间的交互作用而产生变化。(2)CK 土壤呼吸组分平均为 Ra 65%,Rh 35%;LN 为 Ra 68%,Rh 32%;HN为Ra 63%,Rh 37%。低氮会促进土壤自养呼吸,抑制异养呼吸;高氮会抑制自养呼吸,促进异养呼吸,2种施肥处理对城市森林土壤呼吸组分呼吸速率没显著影响(p0.05)。土壤呼吸及其组分表现为城市近郊乡村城市远郊,说明城市森林土壤呼吸速率对氮添加的响应不受其离城市中心的距离影响。(3)不同浓度氮添加处理对麻栎林土壤呼吸速率季节变化产生影响,总体表现为低氮促进了土壤呼吸速率季节变化,而高氮抑制了土壤呼吸速率季节变化,但没显著影响(p0.05)。氮添加的不同地点、施肥周期及其交互作用对土壤呼吸速率季节变化对影响差异性显著(p0.05)。氮添加下土壤 pH、SOC、TN、C/N、速效磷、NH4+-N、NO3--N 发生变化,但影响没有显著差异(P0.05)。不同浓度氮添加处理下的土壤呼吸速率不会因其变化产生较大波动,表现为没显著影响(p0.05)。氮添加下土壤理化因子及其相关性对土壤呼吸影响无显著差异(p0.05),但与施肥地点,季节变化以及二者的交互作用相关性显著(pCKHN。土壤湿度与土壤呼吸的关系明显,呈较好的线性关系(p0.05)。氮添加下土壤含水率对土壤呼吸速率的影响表现为LNCKHN。土壤湿度与土壤呼吸的关系明显,呈较好的指数关系(p0.05)。土壤呼吸温度敏感性系数(Q10)在CK、LN和HN处理下变化没有什么差异(p0.05)。(6)由本研究结果可知,城市森林土壤呼吸及其组分对氮添加的响应各异,且实验选取的样地不够全面,后续开展的研究应注重此,才能更好的解释其机理,为研究城市森林碳动态提供详实的支撑。