不同形态氮素长期添加下高寒草甸土壤有机碳稳定性机制
文献类型：学位论文
| 作者 | 霍佳娟 |
| 答辩日期 | 2023-06 |
| 文献子类 | 学术型学位 |
| 授予单位 | 中国科学院大学 |
| 授予地点 | 中国科学院地理科学与资源研究所 |
| 导师 | 宋明华 |
| 关键词 | 氮素化学形态 高寒草甸 微生物群落结构 土壤团聚体组成 碳化学功能组分 |
| 学位名称 | 硕士 |
| 学位专业 | 生态学 |
| 英文摘要 | 氮是植物生长的必需元素，并且草地生态系统大多受到可利用氮限制。青藏高原高寒草甸作为主要的草地类型之一具有重要的生产和服务功能。近几十年工业化的高速发展导致外源性氮向生态系统的输入不断增加，引起了高寒草甸碳氮循环的变化。土壤有机碳作为土壤碳库的主要组成部分，其微小变化就会引发大气二氧化碳浓度较大的波动。青藏高原高寒草甸土壤有机碳储量高，但气候恶劣且生态脆弱，因此探究高寒草甸土壤有机碳库大小及其组分的稳定状态对氮输入的响应机制具有重要意义。本研究在青藏高原中科院海北高寒草甸生态系统定位研究站开展，基于2005 年开展的氮素添加长期实验平台，共选取4 个处理，即三种氮素形态高浓度处理：铵态氮（(NH4)2SO4），硝态氮（NaNO3），复合氮（NH4NO3）以及不添加氮素的对照处理。在氮素添加后的第17 年分层（0-5cm，5-10cm，10-20cm）获取土壤样品后系统研究不同形态氮素长期添加下的土壤理化性质变化，微生物群落结构差异，土壤团聚体组成和有机碳含量变化以及土壤有机碳化学组成的差异，以期明晰不同化学形态氮素添加下高寒草甸土壤有机碳稳定性机制，对科学预测氮沉降背景下高寒草甸土壤碳库动态提供数据支持。得到的主要结果如下： （1）土壤总有机碳含量变化最为显著的为表层土壤，0-5cm 表层土壤中，铵态氮处理下土壤有机碳含量与对照之间无显著差异，但显著低于硝态氮和复合氮处理（P<0.05）。5-10cm 与10-20cm 土层三种氮素形态处理下有机碳含量与对照均无显著差异（P>0.05）； （2）铵态氮的长期添加主要通过增加化能异养型菌群丰度来提高土壤有机碳分解速率，而硝态氮和铵硝混合态氮素的长期添加，没有通过影响微生物群落结构导致土壤有机碳含量的显著变化（P<0.05）； （3）铵态氮素长期添加显著降低了大团聚体和微团聚体的量，释放被保护的土壤有机碳，导致土壤有机碳含量降低（P<0.05），不利于土壤有机碳的物理保护。硝态氮和铵硝混合态氮响应程度较小； （4）铵态氮长期添加引起难分解的有机碳化学组分（烷基碳）向易分解的有机碳化学组分（烷氧基碳）的转化，从而促进土壤有机碳更新周转，硝态氮和铵硝混合态氮处理无显著变化（P>0.05）。 综上可知，不同形态氮素处理下有机碳含量变化主要发生于0-5cm 表层土壤。无论是土壤理化性质，微生物组成，团聚体结构以及互相碳化学功能组成显著变化均发生与铵态氮处理下，硝态氮和铵硝混合氮相应程度较小。主要表现为铵态氮长期添加下化能异养型细菌增多，大团聚体瓦解以及难分解碳向易分解碳转变。因此，关于铵态氮长期处理下土壤碳稳定性应进一步关注，并且应深入研究土壤有机碳生物，物理和化学保护之间的相关性。为科学管理高寒草甸土壤碳多形态氮素长期添加下高寒草甸土壤有机碳稳定性机制固存提供科学依据。 |
| 语种 | 中文 |
| 页码 | 69 |
| 源URL | [http://ir.igsnrr.ac.cn/handle/311030/199344]  |
| 专题 | 地理科学与资源研究所_研究生部 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 霍佳娟. 不同形态氮素长期添加下高寒草甸土壤有机碳稳定性机制[D]. 中国科学院地理科学与资源研究所. 中国科学院大学. 2023. |
入库方式： OAI收割
来源：地理科学与资源研究所
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