黄土丘陵沟壑区植被恢复土壤氮转化及关键影响因素研究

摘要

黄土丘陵沟壑区退耕地植被恢复能有效防治土壤侵蚀，改善生态环境，同时也影响了土壤内部及植物群落之间养分元素流动状况，进而引起植被恢复类型间土壤氮组分分布的差异。为此本研究选择植被恢复15年的刺槐(RP)、柠条(CK)、刺槐侧柏混交(RP+PO)、刺槐山桃混交(RP+PD)以及荒草地(AF)5种典型的植被恢复样地，同时以邻近坡耕地(AF)为对照，研究退耕地氮组分的动态变化，同时通过室内培养的方法，探究有机物投入、环境水热等关键因素对氮转化的影响。得到主要结论如下:
　　(1)退耕地土壤氮组分动态特征
　　整个采样期间，0-30 cm土层土壤各氮组分动态变化显著，且氮组分中仅硝态氮、微生物量氮土层间差异显著，密度随土层加深而降低。土壤可溶性全氮、硝态氮、可溶性有机氮、微生物量氮与土壤温度、含水量均存在显著相关关系(P＜0.05，P＜0.01)。
　　(2)退耕地土壤氮组分的差异
　　不同植被恢复类型间土壤氮组分差异显著，相比耕地均显著提高。其中微生物量氮提升效果最好（90％-198％），其次为硝态氮和矿质氮，分别提升35％-201％、25％-237％，铵态氮为24％-73％，可溶性全氮为14％-33％，而不同样地间可溶性有机氮无显著差异。各样地总体表现为刺槐＞柠条＞刺槐侧柏混交、刺槐山桃混交＞荒草地。
　　(3)退耕地土壤氮组分与理化性质相关性
　　土壤pH、全氮(TN)和有机质(SOM)与土壤可溶性有机氮(SON)、硝态氮(NO3--N)和微生物量氮(MBN)均呈极显著相关（P＜0.01）。土壤氮组分受养分调控的影响优于土壤物理特性，氮组分中硝态氮对土壤理化性质的变化最为敏感。
　　(4)凋落物对土壤氮矿化的影响
　　凋落物添加显著影响土壤矿质氮的积累，其中以硝态氮积累量变化最为显著，不同处理间整体表现为柠条＞刺槐、刺槐+山桃(9∶1)＞对照＞刺槐+侧柏(1∶1)＞荒草;土壤净硝化速率仅柠条、刺槐和刺槐+山桃(9∶1)处理存在显著变化，其它处理间均无显著差异。凋落物C/N越低，矿质氮积累量越多，净矿化速率变化越显著。
　　(5)水热条件对土壤氮矿化的影响
　　硝态氮对土壤水热变化最敏感，整体表现为随温度升高而增加(38℃＞25℃＞12℃)，随含水量增大而显著增加(60％＞30％);净硝化速率变化幅度随温度升高而增大，不同培养含水量处理间无显著差异。

目录

论文说明

声明

摘要

第一章 文献综述

1．1 选题背景

1．2 研究目的及意义

1．3 国内外研究进展

1．3．1 森林土壤氮组分研究进展

1．3．2 土壤氮转化及其影响因素研究

1．3．3 土壤氮转化的测定方法

1．4 研究内容

1．4．2 凋落物对退耕地土壤氮矿化的影响

1．4．3 环境水热变化对退耕地土壤氮矿化的影响

1．5 技术路线

第二章 材料与方法

2．1 研究区概况

2．2 研究方法

2．2．1 样地选择

2．2．2 野外调查方法

2．2．3 室内培养方法

2．3 数据处理

2．3．1 土壤氮组分密度计算

2．3．2 室内培养净矿化速率计算

2．3．3 数据软件分析

第三章 结果与分析

3．1 黄土丘陵沟壑区退耕地土壤氮组分的变化特征

3．1．1 退耕地土壤理化性质的差异

3．1．2 退耕地土壤温度和含水量动态特征

3．1．3 退耕地土壤氮组分动态特征与水热的关系

3．1．4 退耕地土壤氮组分与理化性质的关系

3．2 凋落物添加对退耕地土壤氮矿化的影响

3．2．1 凋落物添加对退耕地土壤矿质氮积累的影响

3．2．2 凋落物添加对退耕地上壤净矿化速率的影响

3．3 环境水热变化对退耕地土壤氮矿化的影响

3．3．1 环境水热变化对退耕地土壤矿质氮积累特征分析

3．3．2 环境水热变化对退耕地土壤净矿化速率的影响

第四章 讨论与结论

4．1 讨论

4．1．1 植被恢复对土壤氮组分的影响

4．1．2 土壤理化性质和土壤氮组分相关关系

4．1．3 凋落物添加对土壤氮矿化的影响

4．1．4 环境水热对退耕地土壤氮矿化的影响

4．2 结论

参考文献

致谢

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