青藏高原东缘油松林土壤呼吸与土壤有机质对模拟增温与增CO2的响应
文献类型：学位论文
| 作者 | 刘芙蓉 |
| 答辩日期 | 2014-05 |
| 文献子类 | 硕士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 导师 | 张咏梅 |
| 关键词 | 增温 增co2 土壤呼吸 土壤有机碳 全氮 微生物量碳 微生物量氮 易氧化碳 惰性有机碳 可溶性有机质 颗粒有机质 矿质结合态有机质 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 近年来，以增温和CO2浓度升高为主要特征的气候变化对全球生态系统碳循环产生了深刻影响，引起了国际社会的广泛关注。政府间气候变化专门委员会( IPCC) 评估报告指出：预测在本世纪末全球平均气温将上升0.6–4.0℃,大气CO2浓度也将达到490-1260ppm，将对陆地植物和土壤生态系统产生深远影响。青藏高原是研究气候变暖对陆地生态系统影响的敏感地区，亚高山针叶林更是该地区的重要植被类型。本文采用全自动微气候控制的“人工模拟气候实验系统”,研究了增温和增加CO2浓度对川西亚高山油松林土壤呼吸和土壤有机质组分的影响，以及种植油松苗木组与未种树组土壤呼吸和土壤有机质组分对模拟增温与增CO2处理的响应差异，旨在进一步从土壤碳循环角度探讨亚高山针叶林生态系统对气候变化的响应，为预测该区域森林土壤生态系统对全球气候变暖的响应提供基础数据和理论依据。研究工作的主要结果如下： 1在种植油松苗木组，土壤呼吸、土壤有机碳、全氮、易氧化碳、堕性有机碳、可溶性有机质、微生物量碳氮、颗粒有机质，矿质结合态有机质含量均显著低于未种植组，这是由于油松苗在生长过程中消耗大量土壤养分，使土壤活性有机碳含量显著降低，使植物与微生物之间形成养分竞争，增加了可利用性碳源对微生物活动的制约性，也显著降低了油松苗木根呼吸含量，因此种树组土壤呼吸显著低于未种树组。土壤呼吸在长期增温与增CO2条件下的响应趋势与土壤活性有机碳的变化趋势基本一致，表明土壤呼吸与土壤活性有机碳密切相关。 2种植油松苗木组和未种植油松苗木组，在增温与增CO2的共同作用（ETC）、增温(ET)、增CO2（EC）处理2.5年后，土壤呼吸与对照之间均无显著差异。种植油松苗木组，在实验初期，增温或增CO2处理促使土壤活性有机质快速被消耗掉，随着处理时间的增长，土壤微生物底物被过分消耗，进而养分成为限制因子，使土壤呼吸不能持续地增加，即随处理时间的延长土壤呼吸对环境变化表现出一定的适应现象，有利于降低或缓和陆地生态系统对全球变暖的正反馈效应。 3在种植油松苗木组，与CKP相比较，ETP、ECP显著增加了土壤有机质、堕性有机碳含量，但却显著降低了土壤易氧化碳、微生物量碳和微生物量氮含量，这是由于增温与增CO2促进了植物的生长，加速了根系周转速率，进而增加了土壤有机质输入。堕性有机碳是土壤有机碳的主要组成部分，它的增加也是土壤有机碳增加的直接原因，而在增温、增CO2条件下，植物与微生物更多地消耗易氧化部分来满足额外的生长需求，由根系分泌物和根系周转输入土壤的易氧化碳被快速降解，而难以降解的堕性部分不断积累，进而增加了土壤有机碳含量。 4在种植油松苗木组，土壤颗粒有机质、矿质结合态有机质含量与土壤有机质含量呈现的规律相似，由于物理保护作用的影响，土壤颗粒态有机质与矿质结合态有机质对增温、增CO2的响应以稳定的比例变化，而化学结构活跃的易氧化碳降解迅速，堕性有机碳累积，这表明化学结构活跃的易氧化碳部分对增温、增CO2处理更敏感。 5在未种植油松苗木组，ET、EC均未对土壤有机碳、堕性有机碳造成显著影响，但ET显著增加了土壤易氧化碳、可溶性有机质含量，这可能是由于增温增强了微生物的数量或活性。EC显著降低了土壤微生物量碳、易氧化碳、可溶性有机质、颗粒有机质含量，这可能是由于增加CO2浓度限制了土壤中好氧型微生物的生长，而微生物的代谢产物是土壤易氧化碳、可溶性有机质、颗粒有机质的重要来源，所以增CO2处理降低了土壤活性有机碳含量。 6在种植油松苗木组，增温与增CO2的共同作用使油松苗木生物量显著增加，增温与增CO2的共同作用使土壤有机质及其不同组分含量均显著低于CK、ET或EC处理，这表明增温与增CO2的共同作用加速了植物生长，则土壤有机质养分更多地被植物吸收消耗。而在未种植油松苗木组，增温与增CO2的共同作用使土壤有机质及其不同组分含量均显著低于CK、ET或EC处理，这表明在全球气候变暖背景下土壤有机质对不同变化环境因子的响应是一个复杂的生态学过程，可能受多种因子共同影响，并不是简单的相加或相减原则。 7在种树组，土壤易氧化碳与土壤有机碳、全氮、土壤可溶性有机质、堕性有机碳、颗粒有机质、矿质结合态有机质之间均呈现不相关关系，这可能是由于在增温、增CO2条件下植物的快速生长消耗了更多的易氧化碳，含量较低，但仍与微生物量碳、氮含量呈显著线性相关(P<0.05)，这表明易氧化碳含量与土壤微生物之间存在密切联系。未种树组土壤有机碳、全氮、微生物量碳氮、易氧化碳、堕性有机碳、可溶性有机质、颗粒有机质、矿质结合态有机质含量两两之间均呈显著线性相关(P<0.05)，这表明虽然土壤有机质各组分分组与测定方法不同，但不同的土壤有机碳组分之间关系密切，很大程度上依赖于有机碳总贮量，且不同的碳组分都在一定程度上表征了土壤中有机碳的含量。 |
| 学科主题 | 生态研究 |
| 语种 | 中文 |
| 产权排序 | 1 |
| 源URL | [http://210.75.237.14/handle/351003/28768]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 刘芙蓉. 青藏高原东缘油松林土壤呼吸与土壤有机质对模拟增温与增CO2的响应[D]. 中国科学院大学. 2014. |
入库方式： OAI收割
来源：成都生物研究所
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