长期模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林生态系统化学计量特征的影响

摘要

工业革命以来，人类活动制造并向大气排放了大量的活性氮(N)，造成了全球性的N沉降问题。过去的半个世纪，全球范围内开展了大量研究以探索N沉降增加对生态系统的影响。然而对于长期氮沉降的研究却相对缺乏，为进一步长期N沉降持续增加对生态系统过程的影响，以华西雨屏区苦竹林人工林长期模拟氮沉降试验样地为基础，通过野外持续N添加（NH4NO3为N源）的试验方式，结合生态化学计量方法，将植物-凋落物-土壤作为一个整体，研究了苦竹生态系统化学计量特征对不同N添加梯度（CK、LN、MN和HN，+0、+50、+150和+300kg N·hm-2·a-1）的响应。结果表明:
　　(1)竹叶N、P含量极显著高于竹枝、竹根和凋落叶N、P含量，竹叶C∶N、C∶P值最低，N∶P值最高，各器官的C含量无显著差异。LN处理提高竹叶C含量、C∶N和C∶P值，MN处理减少了根C含量，HN处理减少了竹叶C含量，增加了根C含量;N沉降显著降低了竹叶N含量，显著提高了根N含量和N∶P，对竹枝和凋落叶的影响不显著。
　　(2)模拟N沉降使苦竹林根际和非根际土壤的pH值极显著下降，苦竹林非根际C含量以及C∶N、C∶P也极显著降低，但是N沉降未对根际土壤C、N、P含量及其比值产生显著影响。
　　(3)根际微生物量高于非根际微生物量，模拟N沉降显著降低了苦竹林根际土壤MBN和MBN∶MBP，极显著提高了根际和非根际土壤MBC∶MBN，非根际土壤MBP随N沉降量增加先增加后降低，根际和非根际土壤MBC∶MBP和非根际土壤MBN∶MBP随N沉降量增加先降低后升高。
　　(4)根际酶活性高于非根际酶活性，模拟N沉降显著抑制了苦竹林根际土壤BG酶活性、根际和非根际(LAP+NAG)酶活性，使得苦竹林非根际(LAP+NAG)∶AP酶活性比值显著降低，根际BG∶(LAP+NAG)、BG∶AP、(LAP+NAG)∶AP酶活性比值随N沉降量增加先降低后升高，根际AP酶活性随N添加增加先升高后降低。
　　综合以上结果，氮沉降对于竹叶和竹根的影响强于对竹枝和凋落叶的影响，植物具有一定的内稳性，其中竹枝的内稳性强于竹叶和竹根;N沉降对于土壤生态化学计量特征影响较植物明显，根际土壤的微生物量和酶活性均高于非根际土壤，根际和非根际土壤对大气N沉降的响应有很大的差异。根际的微生物量和酶活性对氮沉降的响应明显强于非根际土壤，这表明根际土壤对氮沉降的响应更为敏感。

目录

声明

缩略词中英文对照表

摘要

前言

1文献综述

1．1氮沉降研究概况

1．2生态化学计量学概述

1．2．1定义

1．2．2国内外研究现状

1．3森林生态系统生态化学计量特征

1．3．1植物生态化学计量特征

1．3．2凋落物生态化学计量特征

1．3．3土壤生态化学计量特征

1．4氮沉降对生态化学计量特征的影响

2研究目的与意义

3．1试验地概况

3．2研究内容和技术路线

3．3试验设计

3．3．1样地布设

3．3．2样品采集于与处理

3．3．3指标测定

3．4数据处理与分析

4结果与分析

4．1模拟N沉降对植物和凋落物元素含量及其化学计量比值的影响

4．1．1模拟N沉降对植物和凋落物元素含量的影响

4．1．2模拟N沉降对植物化学计量特征的影响

4．2模拟N沉降对苦竹林土壤pH和化学计量的影响

4．2．1土壤pH值

4．2．2根际和非根际土壤C、N、P化学计量特征

4．2．3根际和非根际土壤微生物量化学计量特征

4．2．4根际和非根际土壤酶C、N、P化学计量特征

4．3模拟N沉降对苦竹林生态系统化学计量特征的影响

5讨论

5．1苦竹各器官和凋落物化学计量特征对N沉降的响应

5．2苦竹林土壤化学计量对N沉降的响应

5．2．1土壤化学计量特征

5．2．2土壤微生物

5．2．3土壤酶活性

6结论

7展望

参考文献

致谢