土壤含水量对川西亚高山针叶林下土壤有机碳含量的影响研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 邓书林 |
| 答辩日期 | 2016-04 |
| 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 | 土壤含水量 土壤有机碳 光合作用 植物生物量分配 植物碳氮比 土壤呼吸土壤微生物量碳氮 土壤可溶性有机碳氮 硝态氮 铵态氮 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 水分是植物以及微生物生长过程中极为重要的环境因素之一，通过对地上部分植物以及地下部分微生物生命活动的影响，继而影响土壤有机碳的主要输入和输出途径，从而使土壤有机碳的含量发生改变。根据实测的茂县土壤旱季极端含水量，并通过环刀法测得土壤田间持水量(Field capacity)，本实验设置了4个不同的土壤水分含量(即40%Fc，60%Fc，80%Fc，100%Fc)，对云杉幼苗进行一个生长季的盆栽实验后，通过测定其土壤有机碳含量、土壤微生物量碳氮、土壤呼吸速率、云杉幼苗的瞬时光合速率、光合产物分配等指标，研究了土壤水分对土壤有机碳含量的影响并探讨了其内在机理，旨在为预测川西亚高山针叶林土壤碳库对全球气候变化的响应提供基础数据和理论支持。研究工作的主要结果如下：1 在土壤上层 (0-10 cm)，80%Fc处理下的有机碳含量最低，并且显著低于40%Fc和60%Fc处理下的含量；其与100%Fc条件下的含量相比也较低，但两者之间的差异不显著。同时，40%Fc、60%Fc、100%Fc条件下的有机碳含量之间的差异也不显著。从上可以看出，有机碳含量确实受到土壤含水量的影响。而在土壤下层 (10-20 cm)，不同含水量之间的有机碳含量虽然出现了一定的差异，但其差异并没有达到显著水平。2 通过连续三个月对云杉幼苗瞬时光合速率进行测定，结果表明，土壤含水量对光合速率有显著的影响，具体表现为：80%Fc＞60%Fc＞100%Fc＞40%Fc。即植物对碳的固定能力在80%Fc条件下最大，40%Fc条件下最小。同时，40%Fc条件下叶含水量最小。 另外，不同土壤含水量下，植物地上和地下部分的比值(Root/Shoot)之间的差异显著，表现为：80%Fc＞60%Fc＞100%Fc＞40%Fc。表明，80%Fc条件下光合的同化产物主要是分配到地下部分。由于根系能够穿透土壤团聚结构，减弱团聚体对有机碳的保护作用，使有机碳更多的暴露给微生物，从而加剧有机碳的分解作用；同时，随着根系生物量的增多，其分泌物的含量也会增加，这在一定程度上激发了微生物对有机碳的分解。然而，作为有机碳的主要输入途径，根系的碳氮比在80%Fc条件下最高，导致根系残体不易分解，使碳的输入速率小于输出速率。3 通过连续三个月测定不同含水量条件下的土壤呼吸速率，表明含水量对土壤呼吸有显著影响，具体表现为：80%Fc最大、40%Fc条件下最小、60%Fc和100%Fc条件下的土壤呼吸速率居中。另外，土壤呼吸在不同月份之间表现为9月＞10月＞11月。土壤微生物量碳含量表现为：80%Fc＞100%Fc＞60%Fc＞40%Fc，因此80%Fc条件下，显著高于其他处理的微生物含量，导致了较高的土壤呼吸速率，使得80%Fc条件下土壤碳的输出最大，这也对该处理下土壤有机碳显著低于其他三种处理进行了进一步的解释。4 在土壤上层 (0-10 cm)，40%Fc条件下硝态氮和铵态氮含量均最高， 100%Fc条件下硝态氮最少。在土壤下层 (10-20 cm)，40%Fc条件下的硝态氮含量最高，80%Fc居中；对于铵态氮来说，100%Fc显著高于其他三种处理。不同水分条件下形态不同氮素的含量与云杉幼苗选择性吸收以及氮素在土壤中迁移和淋溶的难易程度有关，同时，不同形态的氮素之间的转化还受到土壤通气性的限制。作为植物生长必不可缺的元素，氮素含量的多寡必然会对光合作用产生影响。5 在土壤上层 (0-10 cm)，微生物量碳的含量表现为80%Fc＞100%Fc＞60%Fc＞40%Fc，即在80%Fc条件下微生物的数量最多。该层微生物量碳的变化与植物光合速率、根冠比以及土壤呼吸速率的趋势大致相同，与土壤有机碳含量的成相反趋势，表明微生物影响有机碳的含量；在土壤下层 (10-20 cm)，60%Fc和80%Fc条件下的微生物碳的含量显著高于40%Fc和100%Fc，这表明土壤微生物不适宜在土壤水分含量过低或过高的条件下生长。而在土壤上层 (0-10 cm)，40%Fc土壤微生物量氮的含量最高，这是由于40%Fc条件下铵态氮和硝态氮含量都较高导致的。6 在土壤上层 (0-10 cm)，土壤含水量对可溶性有机碳没有显著影响，但它显著地影响了可溶性有机氮的含量，具体表现为：80%Fc＞100%Fc＞60%Fc＞40%Fc。80%Fc条件下可溶性有机碳氮的比值最大，表明土壤溶液中亲水中性组分和小分子结构有机质含量较多，土壤中的有机质分解地较快。 |
| 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/351003/28772]  |
| 专题 | 成都生物研究所_生态研究 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 邓书林. 土壤含水量对川西亚高山针叶林下土壤有机碳含量的影响研究[D]. 中国科学院大学. 2016. |
入库方式： OAI收割
来源：成都生物研究所
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