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氮沉降对不同年龄木荷—马尾松林土壤和林木养分的影响

作　者: 张丽娜
导　师: 洪伟；吴承祯
学　校: 福建农林大学
专　业: 生态学
关键词: 氮沉降木荷马尾松林土壤养分林木养分
分类号: S718.5
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

在氮沉降的全球化背景下进行模拟氮沉降研究,可以为我国关于森林生态系统的研究提供重要的基础数据。森林是氮沉降的主要受害者,而森林生态系统是维护地球环境生态平衡的重要力量之一,所以氮沉降对森林生态系统功能的研究已经得到了很多国家的重视。我国已经成为仅次于欧美的第三大氮沉降区,未来还可能继续加剧,对氮沉降的研究可以弥补这一缺陷。木荷是一个重要的乡土树种,主要分布在南方,有广阔的自然分布和人工栽培。福建是我国森林覆盖率最高的省份,也是受酸雨危害较大的省份之一。在福建开展氮沉降对木荷马尾松林的研究,可以为我国乃至亚热带地区的氮沉降研究打下基础,同时也能为木荷的可持续增长提供必要的理论指导。本试验的目的是研究氮沉降对木荷马尾松林土壤和林木养分的影响。方法是用野外试验和室内测量法。试验设计为4种处理,分别为对照N0(0kg.hm^-2.a^-1),低氮N1 (50 kg.hm^-2.a^-1),中氮N₂(100 kg.hm^-2.a^-1),高氮N3(150 kg.hm^-2.a^-1),每种处理重复3次。以CO（NH₂）₂作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。研究结果主要有以下几个方面:1氮沉降对土壤养分的影响1)氮沉降对0-20cm土层的养分影响最大,20-40cm和40-60cm土层养分变化幅度较小。不同土层之间的各种土壤养分差异显著,不同时间取的相同土层养分差异不显著。2)氮沉降对土壤有效磷表现出先抑制后促进的作用,不同土层土壤有效磷含量的变化程度大于相同土层的土壤有效磷含量的变化程度。多重比较结果显示,N3处理水平促进程度最大,对土壤有效磷影响大小顺序是:N3>N0>N2>N1。3)氮沉降对土壤速效钾含量表现出抑制作用,并且与有机质含量呈现出一定的相关性。N2处理水平对土壤速效钾的影响最大,对土壤速效钾影响大小顺序是:N2>N1>N0>N3。4)氮沉降对有机质的含量影响与林龄密切相关,与氮沉降浓度基本呈负相关。从影响程度来看,30年生林地大于40年生林地大于50年生林地。各个土层有机质含量都有所减少,土壤的有机质含量与氮沉降呈负相关。5)氮沉降对土壤全氮产生了促进作用,增加了土壤有效氮的含量,但是土壤氮的淋失也会随着氮沉降的增加而增加。土壤含氮量随氮沉降浓度的增加而增加,氮沉降对土壤含氮量影响的大小顺序为:N3>N2>N1>N0。6)土壤交换性钙、镁随着氮沉降浓度的升高而明显降低,对土壤镁含量非常敏感,变化迅速。钙、镁跟其他阳离子的相关性特别明显。对土壤交换性钙、镁影响的大小顺序为:N3>N2>N1>N0。2氮沉降对林木养分的影响1)枝叶磷一直保持上升的趋势,与土壤有效磷的变化趋势不同,基本无相关性。枝叶磷含量与林龄关系密切,50年生林地与30年生林地差异显著,与40年生林地差异不显著。2)模拟氮沉降对枝叶钾含量表现出极大的负面影响,与土壤有效钾有一定的相似性,后期含量也有所回升只是不明显。林龄间差异显著,处理浓度间差异不显著。50年生林地与30年生和40年生林地差异达到显著水平,30年生林地和40年生林地间差异未达到显著水平。3)枝叶碳与土壤有机质的规律类似,30年生林地受的影响最大,氮沉降对30年生林地枝叶碳的累积有极大的促进作用,40年生林地枝叶碳含量升高,50年生林地枝叶碳含量上升,但是幅度不大。4)氮沉降对枝叶氮表现出了明显的促进作用。N1、N2、N3处理对不同年龄林地都表现了不同的促进作用,影响程度大小为:N3>N2>N1>N0,50年生林地变化最显著,对40年生林地和30年生林地影响相对较小。5)氮沉降对枝叶钙的影响也是前期促进后期抑制。N1、N2处理对30年生林地表现了一定的抑制作用,N3处理最终表现了促进作用;N1处理对40年生林地表现了抑制作用,N2、N3处理对40年生林地表现了促进作用;50年生林地枝叶钙含量在N3处理下有所下降,在N1、N2处理下有所上升。6)枝叶镁的含量变化迅速,变化趋势很明显是下降的。30年生林地中,各个不同处理下枝叶镁的含量均有所下降,N2处理下降程度最大,N3处理下降程度最小;氮沉降对40年生林地枝叶镁含量表现了明显的抑制作用;对50年生林地也表现了抑制作用,在试验进行到6月和9月时出现了峰值。3土壤养分与林木养分的关系土壤养分之间的内部联系大于林木养分之间的内部联系,林木养分之间没有表现出良好的相关性。土壤养分中全氮和有机质对林木养分的影响最大。土壤交换性钙、镁与林木养分的影响最小。土壤对氮沉降增加的响应要大于林木养分。典型相关分析表明,林木养分与土壤全氮、有效磷、交换性钙、镁的含量密切相关,其中交换性钙的影响最大。土壤养分与林木养分的碳、氮、磷、钾、钙、镁均密切相关,其中与碳的相关性最大。土壤有机质在土壤养分中的影响最大,与其他元素密切相关,而交换性钙、镁与其他元素联系相对较小。

全文目录

摘要  7-9
Abstract  9-12
1 引言  12-17
  1.1 氮沉降研究综述  12-15
    1.1.1 氮沉降的形成  12
    1.1.2 氮沉降的来源及对植物的影响  12-13
    1.1.3 氮沉降的现状  13-14
    1.1.4 氮沉降研究进展  14-15
  1.2 对木荷马尾松林研究的目的和意义  15-16
  1.3 本文的研究内容  16-17
    1.3.1 模拟氮沉降对不同发育过程木荷马尾松林土壤养分的影响  16
    1.3.2 模拟氮沉降对不同发育过程木荷马尾松林林木养分的影响  16-17
    1.3.3 模拟氮沉降条件下不同发育过程木荷马尾松林土壤养分与林木养分的关系  17
2 试验材料与方法  17-21
  2.1 试验地概况  17
  2.2 研究方法  17-21
    2.2.1 模拟氮沉降方法  17-18
    2.2.2 取样与处理  18-20
    2.2.3 样品的化学分析  20
    2.2.4 数据分析  20-21
3 结果分析  21-59
  3.1 氮沉降对木荷马尾松林土壤养分的影响  21-44
    3.1.1 氮沉降对土壤有效磷的影响  21-26
    3.1.2 氮沉降对土壤速效钾的影响  26-31
    3.1.3 氮沉降对土壤有机质的影响  31-35
    3.1.4 氮沉降对土壤全氮含量的影响  35-38
    3.1.5 氮沉降对土壤交换性钙的影响  38-41
    3.1.6 氮沉降对土壤交换性镁的影响  41-44
  3.2 氮沉降对木荷马尾松林林木养分的影响  44-56
    3.2.1 氮沉降对枝叶磷含量的影响  44-47
    3.2.2 氮沉降对枝叶钾的含量影响  47-49
    3.2.3 氮沉降对枝叶碳含量的影响  49-51
    3.2.4 氮沉降对枝叶氮含量的影响  51-53
    3.2.5 氮沉降对枝叶钙含量的影响  53-54
    3.2.6 氮沉降对枝叶镁含量的影响  54-56
  3.3 土壤养分与林木养分之间的关系  56-59
    3.3.1 土壤养分与林木养分的典型相关分析  56-57
    3.3.2 土壤养分间的相关性  57
    3.3.3 枝叶养分间的相关性  57-58
    3.3.4 土壤养分与枝叶养分之间的相关性  58-59
4 结论与讨论  59-61
  4.1 氮沉降对土壤养分的影响  59-60
  4.2 氮沉降对枝叶养分的影响  60
  4.3 土壤养分与林木养分之间的关系  60-61
致谢  61-62
参考文献  62-68

氮沉降对不同年龄木荷—马尾松林土壤和林木养分的影响

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