贡嘎山东坡峨眉冷杉林土壤有机磷的生物有效性
文献类型：学位论文
| 作者 | 何晓丽 |
| 答辩日期 | 2018 |
| 文献子类 | 博士 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 北京 |
| 导师 | 吴艳宏 |
| 关键词 | 有机磷形态 生物有效磷 垂直分异 季节变化 淋溶作用 |
| 学位专业 | 自然地理学 |
| 其他题名 | Bioavailability of soil organic phosphorus in the Abies fabri (Mast.) Craib forest on Mt. Gongga |
| 英文摘要 | 磷是重要的生命元素和营养元素，对林线和植被带谱的形成，生态系统初级生产力的提升等具有重要作用。随着成土过程进行，土壤中生物有效磷含量逐渐降低，有机磷含量逐渐增加，最后保留在土壤中的磷主要为闭蓄态磷和有机磷。此外，对大多数高山和亚高山森林土壤的研究表明，有机磷占总磷的比重较高。因此，土壤有机磷的生物地球化学循环过程对山地生态系统中生物有效性磷供给的影响日益增大。虽然土壤有机磷的海拔异质性已被认为是控制磷生物有效性甚至林线形成的重要因素之一，但目前关注海拔梯度上土壤有机磷形态的赋存特征及其生物有效性的研究仍不足。于2016年5月在贡嘎山东坡海拔2628 m（样点 1）、2781 m（样点 2）、3044 m（样点 3）和3210 m（样点 4）的峨眉冷杉林冠下共设置4个采样点，每个采样点选择坡度较小区挖掘6个土壤剖面。在调查土壤基本理化特征的基础上，揭示了土壤有机磷和生物有效磷的赋存特征及其影响因素，明确了山地森林土壤中有机磷形态的生物地球化学循环过程，并定量评估了土壤有机磷对生物有效磷的贡献。主要研究结果和结论如下：（1）贡嘎山东坡峨眉冷杉林土壤有机磷形态呈现明显的空间变化。土壤总有机磷（TOP）储量随海拔升高有增大趋势，但最小储量在2781 m样点，为824.69 kg ha-1。该分布模式主要是由于随海拔升高，土壤温度降低，有机磷矿化速率减慢，导致有机磷在高海拔地区累积。此外，淋溶过程也对其赋存特征产生明显干扰。活性有机磷（LOP）浓度和储量随海拔升高有增大趋势，其赋存特征的主要影响过程为有机磷矿化。A层和B层中活性有机磷（MLOP）浓度随海拔升高有降低趋势，但其O层和C层的浓度在海拔梯度上均不存在显著性差异（p < 0.05）；MLOP储量在4个样点间不存在显著性差异（p < 0.05）；其赋存特征主要受淋溶过程影响，随无定型铁（Feox）向下迁移。中稳性有机磷（MROP）浓度和储量随海拔升高有增大趋势，且占TOP比重最高，是受淋溶影响最大的有机磷形态，主要随土壤有机质（SOM）和无定型铝（Alox）向下迁移。高稳性有机磷（HROP）浓度随海拔升高有降低趋势，其储量在4个样点间不存在显著性差异（p < 0.05），其赋存特征由土壤pH值控制。（2）贡嘎山东坡亚高山土壤生物有效磷呈显著的垂直分异和季节变化特征。土壤生物有效磷含量（Bio-PL）及生物有效磷供给量（Bio-PS）均随海拔升高呈增大趋势，低海拔地区生物有效磷因淋溶大量流失是形成这种梯度变化的主要原因。随土层深度增加，Bio-PL库及Bio-PS显著降低，O层Bio-PL库约占土壤剖面的75%且该层的Bio-PS全年均为正值。O层中较高的有机磷含量和较强的磷酸酶活性是O层生物有效磷富集的重要原因。2781 m样点O层Bio-PS在9月最高，而3 044 m和3 210 m样点的Bio-PS在5–6月和9月出现两个高值。各样点矿质土层的Bio-PS全年多低于0，在8月时最低。Bio-PS的季节变化主要受生物吸收及径流流失控制。（3）基于贡嘎山东坡峨眉冷杉林构建了山地森林土壤有机磷形态赋存特征的概念模型。TOP储量随海拔升高呈增加趋势，但其最小储量在2781 m样点而不是在2628 m样点。不同海拔淋溶强度不同是对土壤TOP赋存特征造成以上干扰的重要原因。由于土壤生物有效磷随淋溶过程大量流失，一方面生物通过微生物量磷（MBP）直接获取生物有效磷；另一方面，通过刺激磷酸单酯酶活性矿化LOP以获得足够的生物有效磷。MLOP和MROP是随淋溶迁移最主要的有机磷形态，两者依赖SOM和矿物（Feox和Alox）的垂向迁移。HROP是最稳定的有机磷形态，受淋溶作用较小。（4）定量评估了矿质土壤表层无机磷和有机质层有机磷对生物有效磷的贡献。随海拔升高，矿质土壤表层无机磷对生物有效磷的贡献率依次为50%、67%、83%和0%。由2628 m样点至3044 m样点这种随海拔升高逐渐增强的梯度变化模式是由于低海拔地区淋溶过程强烈导致无机磷大量流失；而在3210 m样点，土壤温度最低、含水量最少，导致风化作用最弱，进而造成无机磷对生物有效磷的贡献率最低。随海拔升高，有机质层中LOP对生物有效磷的贡献率依次为44%、42%、40%和70%。由2628 m样点至3044 m样点这种随海拔升高逐渐减弱的梯度变化模式是因为随海拔升高，温度降低，MBP和磷酸酶活性均有减小趋势。然而，在3210 m样点无机磷对生物有效磷供应不足的情况下，生物对有机磷的矿化增强以维持生态系统中生物有效磷的充足供给。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 130 |
| 源URL | [http://ir.imde.ac.cn/handle/131551/24779]  |
| 专题 | 成都山地灾害与环境研究所_山地表生过程与生态调控重点实验室 |
| 作者单位 | 中国科学院成都山地灾害与环境研究所 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 何晓丽. 贡嘎山东坡峨眉冷杉林土壤有机磷的生物有效性[D]. 北京. 中国科学院大学. 2018. |
入库方式： OAI收割
来源：成都山地灾害与环境研究所
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