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亚热带典型森林土壤有机氮、可溶性和溶解性有机氮（SON/DON）特征研究

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亚热带典型森林土壤有机氮、可溶性和溶解性有机氮（SON/DON）特...

作者：丁咸庆中南林业科技大学

学位级别：硕士

土壤中85%以上的氮素以有机氮形式存在。其中存在于自然水溶液中的有机氮组分称之为溶解性有机氮(DON),而风干土中可被纯水或盐溶液浸提的被称为可溶性有机氮(SON)。 DON和SON虽仅占土壤有机氮库的一小部分,但代表了土壤及水体中的溶解... 详细信息

土壤中85%以上的氮素以有机氮形式存在。其中存在于自然水溶液中的有机氮组分称之为溶解性有机氮(DON),而风干土中可被纯水或盐溶液浸提的被称为可溶性有机氮(SON)。 DON和SON虽仅占土壤有机氮库的一小部分,但代表了土壤及水体中的溶解氮的主体部分,因而是其中最活跃的组分之一。因此森林生态系统土壤有机氮的研究具有重要的环境生态意义。本文以大围山国家森林公园、大山冲森林公园典型森林土壤剖面(0～100cm)为研究对象,采用野外调查、原位监测与定位研究相结合的方法,在研究土壤全氮、无机氮和有机氮组分的基础上,重点研究了溶解性有机氮剖面分布与影响因素。主要研究内容如下。一、研究了大围山国家森林公园不同海拔高度土壤有机氮和可溶性有机氮含量特征变化规律。结果表明,森林土壤全氮、酸解性有机氮、可溶性有机氮含量均随剖面深度增加而呈下降趋势;而山顶土壤全氮、酸解性有机氮、可溶性有机氮含量较山底土壤高。土壤有机氮占全氮比平均97.39%±1.17%,酸解性有机氮占全氮比例64.38%±10.68%,酸解性有机氮各组分随剖面深度增加而降低;土壤可溶性有机氮含量较低(9.92～23.45 ***-1),游离氨基酸氮(1.62～12.02 mg·kg-1)占可溶性有机氮比例约27.36%±9.95%,土壤性质显著影响其含量;酸解性有机氮、可溶性有机氮与土壤全氮、可溶性总氮和无机氮具有显著的相关性(P常绿阔叶林(0.53±0.20)>落叶林(0.37±0.14);(3)土壤DON与DOC、DOC/DON比、DON占土壤总N比、DOC占土壤总C比、DON占凋落物总N比、DOC占凋落物总C比以及土壤总N占凋落物总N比均达到极显著相关关系(P<0.01,n=54),与凋落物N含量和凋落物C/N比存在一定的显著相关关系(P<0.05,n=54)。亚热带典型森林土壤有机氮是土壤全氮的主体,受海拔高度、气候变化、森林类型和土壤理化性质等的影响,各氮素组分随土壤剖面深度的增加呈下降趋势。由于溶解性有

关键词：溶解性有机氮DON 可溶性有机氮SON 剖面特征影响因素动态变化

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大围山典型森林土壤有机氮垂直分布特征

环境科学 2015年第10期36卷 3809-3815页

作者：丁咸庆马慧静朱晓龙陈珊侯红波彭佩钦中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004

为了解亚热带典型森林土壤氮素和有机氮素特征,采集大围山森林公园典型森林土壤剖面(0~100 cm),按每10 cm一层采集土壤样品,研究土壤氮素和有机氮变化规律及其与土壤理化性质的关系.结果表明:1土壤全氮、酸解性有机氮、可溶性有机氮含... 详细信息

为了解亚热带典型森林土壤氮素和有机氮素特征,采集大围山森林公园典型森林土壤剖面(0~100 cm),按每10 cm一层采集土壤样品,研究土壤氮素和有机氮变化规律及其与土壤理化性质的关系.结果表明:1土壤全氮、酸解性有机氮、可溶性有机氮含量均随剖面深度增加而呈下降趋势,受海拔高度影响,高海拔山地花岗岩黄棕壤土壤全氮和有机氮组分含量较高;2土壤有机氮占全氮比平均97.39%±1.17%,酸解性有机氮占全氮比平均64.38%±10.68%,酸解性有机氮各组分均随剖面深度增加而降低;3土壤可溶性有机氮含量范围为9.92~23.45 mg·kg-1,游离氨基酸氮(1.62~12.02 mg·kg-1)占可溶性有机氮比为27.36%±9.95%;4酸解性有机氮、可溶性有机氮与土壤全氮、可溶性总氮、无机氮均达到显著的正相关关系(P<0.05),与土壤容重、有机碳和全磷具有极显著的相关关系(P<0.01).亚热带典型森林土壤中有机氮是土壤全氮的主体,受海拔高度和土壤理化性质的影响,各组分随土壤剖面深度的增加呈下降趋势,有机氮组分与各氮素形态间的转化关系密切,土壤有机氮特征将深刻影响森林生态系统氮的循环过程.

关键词：森林土壤有机氮酸解性有机氮可溶性有机氮垂直分布

不同母质发育水稻土对Cd、Pb吸附解吸特性及其影响因子分析

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农业现代化研究 2014年第5期35卷 663-667页

作者：刘妍朱晓龙丁咸庆侯红波彭佩钦廖柏寒中南林业科技大学环境科学与工程研究中心湖南长沙410004

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表... 详细信息

为了解Cd、Pb在土壤中迁移转化规律,探明不同水稻土对Cd、Pb吸附解吸的影响,以红壤、紫色土母质发育的水稻土为对象,研究Cd、Pb在两种土壤中的吸附解吸行为,分析红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+吸附解吸特性及其与土壤理化性质的关系。结果表明,两种土壤对Cd2+的吸附用Langmuir、Freimdlich模型均有较好拟合,相关系数在0.95以上;而Pb2+的吸附则用Freimdlich模型拟合较好,相关系数在0.99以上。随着溶液中Cd2+、Pb2+含量的增大,红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量增大;解吸量亦随吸附量的增加而增加。红壤、紫色土对Cd2+、Pb2+的最大吸附量分别为2871.34 mg/kg和4353.69 mg/kg,10914.65 mg/kg和14249.07 mg/kg;最大解吸率分别达到3.12%和2.43%,1.02%和0.33%。紫色土对Cd2+、Pb2+的吸附量大于红壤,解吸率低于红壤;同等浓度下,红壤、紫色土对Pb2+的吸附量高于Cd2+。研究表明土壤粘粒、有机质、CEC含量是影响红壤、紫色土吸附解吸差异的主要因素。

关键词：红壤紫色土 Cd2+ Pb2+ 吸附解吸

亚热带不同次生林地凋落物持水特性及季节变化

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生态学报 2021年第8期41卷 3190-3200页

作者：丁咸庆常月柏菁项文化侯红波彭佩钦中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004

为了解亚热带不同演替阶段次生林地的凋落物持水特性规律,选取湖南大山冲森林公园保存完好的三种亚热带典型次生林地,按两月一次采集新近的凋落物并采用水浸泡法测定凋落物持水量、持水率和吸水速率,对比分析不同森林类型凋落物持水性... 详细信息

为了解亚热带不同演替阶段次生林地的凋落物持水特性规律,选取湖南大山冲森林公园保存完好的三种亚热带典型次生林地,按两月一次采集新近的凋落物并采用水浸泡法测定凋落物持水量、持水率和吸水速率,对比分析不同森林类型凋落物持水性差异及其与凋落物碳氮凋落量的关系。结果表明:(1)三种次生林地凋落物量及组成均表现出特有的变化规律。针叶林和常绿阔叶林凋落物量以夏季5—9月最大,落叶阔叶林凋落物则以春、秋两个季节最大;(2)三种次生林地凋落物的饱和持水量、半饱和时间以及与水亲和力均呈现显著季节性变化特征。针叶林凋落物饱和持水量在5—7月达到最高为(59.68±2.91)g/m^(2),常绿阔叶林凋落物饱和持水量则在9月达到最高,落叶阔叶林凋落物饱和持水量在11月份达到最高为(190.60±8.81)g/m^(2);三种次生林凋落物的半饱和时间均以11月份为最低,且落叶阔叶林凋落物半饱和时间比其他两种次生林地更低,全年平均(0.62±0.12)h;凋落物的水亲和力系数,全年均以落叶阔叶林最大为142.72±26.12;(3)落叶阔叶林凋落物饱和持水率全年显著高于其他两种次生林(P<0.01),且针叶林和落叶阔叶林凋落物饱和持水率均在11月份达到最大值;(4)落叶阔叶林凋落物吸水速率A值显著低于其他两种次生林(P<0.01),而针叶林凋落物吸水速率系数B值显著高于其他两种次生林(P<0.01);(5)凋落物饱和持水量与凋落物水亲和力和饱和持水率存在显著正相关关系,与凋落物凋落碳氮总量同样存在显著正相关关系;凋落物饱和持水率与凋落物半饱和时间、吸水速率系数A和B值存在显著负相关,与凋落物碳含量和C/N比极显著负相关,与凋落物氮含量极显著正相关(P<0.01)。综上,不同次生林类型凋落物持水性存在显著差异,凋落物持水性与凋落物碳氮量存在显著联系,该研究为深入探讨森林生态环境效应提供了支撑,丰富了森林凋落物持水特性的研究理论。

关键词：森林类型凋落物持水性半饱和时间水亲和力系数吸水速率

不同浸提剂处理森林土壤溶解性有机碳含量比较

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土壤 2020年第3期52卷 518-524页

作者：丁咸庆柏菁项文化侯红波彭佩钦中南林业科技大学生命科学与技术学院长沙410004 中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不... 详细信息

为了解亚热带森林土壤溶解性有机碳(DOC)的特征规律,采用培养离心的方法获取土壤溶液测得DOC含量,对比传统水溶性有机碳(WSOC)提取法间的差异。选取湖南大山冲森林公园保存完好的3种亚热带典型次生林地,按10cm一层采集剖面土壤,采用不同方法提取测定土壤DOC和WSOC含量,分析与土壤理化指标的相关性及方法间的显著性关系。结果表明:①典型森林土壤DOC或WSOC含量随土壤剖面深度的增加,呈显著下降趋势。培养离心提取测得的土壤DOC含量明显较低,仅0.82~9.52 mg/kg,超纯水浸提的风干土WSOC含量达10.56~249.19 mg/kg,而0.5 mol/L K_2SO_4提取的鲜土WSOC含量达155.70~576.94 mg/kg,0.5mol/L K_2SO_4浸提的干土WSOC含量最高,达158.94~797.56 mg/kg,含量表现为:DOC<干土超纯水浸提WSOC<鲜土K_2SO_4浸提WSOC<干土K_2SO_4浸提WSOC;②3种次生林土壤DOC或WSOC含量存在显著差异,不同方法测定的含量均表现为针叶林<常绿阔叶林<落叶林;③培养离心法测得土壤DOC含量与其他测定方法间存在极显著正相关(P<0.01),并且土壤DOC和WSOC均与土壤pH、总有机碳、胡敏酸、富啡酸、全氮、全磷、速效态氮以及微生物生物量碳氮达到极显著相关(P<0.01),与土壤含水率和容重显著相关(P<0.05)。培养离心法测得土壤DOC含量远低于水溶液提取WSOC含量,该方法下的测得值更接近于原位土壤溶解性有机碳实际值。

关键词：溶解性有机碳水溶性有机碳森林类型培养离心测定方法

湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及其健康风险评价

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环境化学 2014年第9期33卷 1462-1468页

作者：朱晓龙刘妍甘国娟丁咸庆彭佩钦廖柏寒中南林业科技大学环境科学与工程研究中心长沙410004

为研究湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及健康风险,采集稻田和菜园土壤及对应的糙米和蔬菜样品,测定其砷含量,评价土壤和作物砷污染特征与人类健康风险.研究结果表明,66个稻田土壤样品中,砷含量均值为91.91 mg·kg-1;18个菜园土壤样品... 详细信息

为研究湘中某工矿区土壤及作物砷污染特征及健康风险,采集稻田和菜园土壤及对应的糙米和蔬菜样品,测定其砷含量,评价土壤和作物砷污染特征与人类健康风险.研究结果表明,66个稻田土壤样品中,砷含量均值为91.91 mg·kg-1;18个菜园土壤样品中,均值为69.06 mg·kg-1.对应的66个糙米样品中,砷(以无机砷计)均值为0.45 mg·kg-1;61个叶菜类蔬菜样品中,砷含量均值为4.89 mg·kg-1,8个根茎类蔬菜样品中,砷含量均值为1.03 mg·kg-1.单因子污染评价结果表明,稻田土壤样品中砷轻、中、重度污染的比例分别为36.36%、15.15%、28.79%;菜园土壤为:45.45%、39.39%、15.15%;糙米为:38.89%、22.22%、33.33%.蔬菜为:8.70%、18.83%、66.67%.人类健康风险评价结果表明,糙米、叶菜类蔬菜和根茎类蔬菜的日均暴露剂量(ADD)分别为:8.57×10-4、5.43×10-4、0.28×10-4mg·kg-1·d-1,其中糙米和叶菜类蔬菜超过了美国环境保护局(USEPA)和世界卫生组织(WHO)制定的成人砷允许摄入量3×10-4mg·kg-1·d-1.糙米的危险度(HQ)为2.86,叶菜类蔬菜为1.81,根茎类蔬菜为0.09.该工矿区土壤、水稻和蔬菜均存在不同程度的砷污染,对人体健康存在较大的潜在风险.

关键词：土壤作物砷污染特征健康风险评价

亚热带不同演替阶段森林土壤可溶性有机氮与酶活性特征

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农业现代化研究 2021年第3期42卷 570-578页

作者：常月丁咸庆侯红波项文化彭佩钦中南林业科技大学环境科学与工程学院湖南长沙410004 中南林业科技大学生命科学与技术学院湖南长沙410004

森林演替中的土壤氮素转化是生态系统的关键过程,其相互关系的研究正受到愈来愈多的重视,探讨土壤可溶性有机氮(SON)和酶活性对维持森林生态系统氮循环及植被恢复、森林生态系统管理有重要的意义。在湖南省长沙县大山冲森林公园不同演... 详细信息

森林演替中的土壤氮素转化是生态系统的关键过程,其相互关系的研究正受到愈来愈多的重视,探讨土壤可溶性有机氮(SON)和酶活性对维持森林生态系统氮循环及植被恢复、森林生态系统管理有重要的意义。在湖南省长沙县大山冲森林公园不同演替阶段三种林地(针叶林、落叶阔叶林和常绿阔叶林)的1 hm2长期观测样地,采集表层土壤样品,测定SON和葡糖胺糖苷酶、葡萄糖苷酶和木糖苷酶酶活性,分析亚热带常绿阔叶林演替序列森林土壤SON和酶活性特征,探讨其特征及其与土壤理化性质的关系。结果表明:森林土壤SON表现为常绿阔叶林>落叶阔叶林>针叶林,且针叶林的铵态氮(NH4^(+)-N)、硝态氮(NO3--N)、微生物生物量氮(MBN)、总氮(TN)均低于常绿阔叶林和落叶阔叶林(P<0.05);阔叶林土壤葡糖胺糖苷酶、葡萄糖苷酶和木糖苷酶明显高于针叶林,常绿阔叶林土壤与三种酶底物的亲和力最强,而落叶阔叶林土壤酶活性最高;冗余分析显示SON与三种酶活性均存在显著正相关关系,葡糖胺糖苷酶活性和亲和力与土壤TN、NH4^(+)-N和MBN呈显著正相关。研究表明,亚热带不同演替阶段森林土壤SON和酶活性差异明显;SON随植被正向演替而增加,SON转化相关的酶活性亦随植被正向演替而增强。亚热带森林植被正向演替伴随着土壤氮素养分快速循环过程。

关键词：森林演替阶段森林类型可溶性有机氮酶活性酶亲和力

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大围山不同海拔森林土壤有机碳垂直分布特征

水土保持学报 2015年第2期29卷 258-262页

作者：丁咸庆马慧静朱晓龙侯红波彭佩钦彭红东中南林业科技大学环境科学与工程学院长沙410004 湖南生物机电职业技术学院长沙410127

为研究亚热带地区典型森林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征,于2013年10月在大围山国家森林公园选择4个不同海拔的采样点,采集0-100cm剖面土样,分析土壤有机碳和土壤腐殖酸、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量,研究其垂直分布特征和影响因素。... 详细信息

为研究亚热带地区典型森林土壤有机碳沿海拔梯度的分布特征,于2013年10月在大围山国家森林公园选择4个不同海拔的采样点,采集0-100cm剖面土样,分析土壤有机碳和土壤腐殖酸、胡敏酸(HA)、富里酸(FA)含量,研究其垂直分布特征和影响因素。结果表明,(1)土壤有机碳含量与海拔高度密切相关。高海拔剖面土壤有机碳明显高于低海拔剖面,4个采样点剖面有机碳平均含量表现为(18.84±14.42)g/kg(海拔1 465m)>(13.94±6.05)g/kg(海拔1 402m)>(11.95±9.20)g/kg(海拔1 002m)>(11.05±7.97)g/kg(海拔800m)。(2)土壤有机碳、腐殖酸含量随着土壤剖面深度的增加而递减,而腐殖酸占有机碳的比例会有所增加,胡敏酸和富里酸比值(HA/FA)随着土壤剖面深度的增加呈降低的趋势。(3)土壤有机碳含量与土壤容重、全氮、全磷均存在极显著相关关系(P<0.01),与毛管孔隙度和土壤中粉粒含量存在显著正相关关系(P<0.05),腐殖酸与土壤pH值存在显著的负相关(P<0.05)。总之,大围山森林土壤有机碳沿海拔梯度变化趋势明显,土壤有机碳含量随海拔升高而增加,随土壤剖面深度增加而显著降低;土壤腐殖酸含量随土壤剖面深度的增加而显著降低,占有机碳比例却表现出一定的增长趋势,但其与海拔高度并没有显著关系。

关键词：土壤有机碳腐殖酸富里酸森林土壤垂直分布

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森林土壤溶解性有机氮特征及其生态意义

森林土壤溶解性有机氮特征及其生态意义