氮磷添加对亚热带人工杉木林土壤温室气体排放的影响

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:n4fc561v4
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
全球变暖是当今世界的主要环境问题,利用森林碳汇功能减缓全球变暖是当前最为有效的方法。氮(N)和磷(P)是森林生态系统中最重要的限制性元素,森林经营中通过施加N和P提高森林生产力。亚热带森林土壤一般表现为P限制,N添加将会进一步加剧土壤P限制,而P添加同样会改变土壤的N循环。N和P循环的改变将会影响土壤温室气体排放,进而影响森林生态系统对全球变暖的减缓作用。本研究选取12年生人工杉木纯林(Cunninghamia lanceolate)为研究对象,开展3水平N添加(空白对照,0;低N,50kgNha-1yr-1和高N,100kgNha-1yr-1),外源P添加(50kgPha-1yr-1)以及N和P协同添加(低NP和高NP)实验,研究施肥对土壤温室气体排放的影响,并探讨温室气体间的相关性及微生物学机制。同时结合NP添加对森林碳固持量的影响,评估NP添加对森林减缓全球变暖作用的影响,为碳汇林建设提供理论基础。主要研究结果如下:  (1)N添加显著影响了土壤CO2排放,这种影响与N添加剂量和持续时间有关。低N添加初期,土壤CO2排放高于空白对照,后期低于空白对照。高N添加显著抑制了土壤自养呼吸和异养呼吸,进而降低了土壤CO2排放。P添加初期降低了土壤CO2排放,后期影响不显著。P添加对于土壤异养呼吸影响不显著,但是显著降低了土壤自养呼吸。NP协同添加对土壤CO2排放具有显著的交互作用,其值低于P单独添加高于N单独添加,另外NP交互作用对于土壤自养呼吸影响显著。  (2)N添加显著抑制了土壤CH4吸收速率,特别在高N添加时,土壤CH4吸收速率显著下降。相对空白处理,低N和高N添加三年平均CH4吸收速率分别降低了11%和24%。P添加促进了土壤CH4吸收速率,但是这种促进作用具有明显的时滞性,施肥第3年,P添加显著提高了土壤CH4吸收速率。NP协同添加对于土壤CH4吸收速率的交互作用不显著,但P肥添加降低了N添加对于CH4吸收的抑制作用,尤其在P和高N的协同添加处理中。  (3)N添加显著提高了土壤N2O排放,并且与N添加剂量呈正相关。与对照样方相比,低N和高N添加后土壤N2O排放分别提高了52%和301%。P添加处理对N2O排放同样有时滞效应,施肥第1年,P添加与空白处理间无显著差异,施肥第2和第3年显著的降低了土壤N2O排放,三年平均N2O排放降低了23%。NP协同添加对于土壤N2O排放具有显著的交互作用,显著提高了土壤N2O排放。  (4)土壤CO2与N2O排放具有显著的线性相关,其相关性斜率随着NP添加而改变。土壤CH4吸收与土壤N2O排放同样具有显著相关性,随着NP添加,其相关性降低为不显著。土壤CO2排放与土壤CH4吸收均无显著相关性。  (5)N添加显著改变土壤微生物群落,并且与N肥添加量及持续时间有关。低N添加最初提高了土壤微生物量,降低了真菌细菌比,后期则降低了土壤微生物量,对真菌细菌比影响不显著。高N添加显著降低了土壤微生物量,初期提高了真菌细菌比,后期降低了真菌细菌比。P添加初期提高了土壤微生物量,后期对土壤微生物群落影响不显著。NP协同添加对土壤微生物群落无显著的交互作用。土壤呼吸与土壤微生物群落对于NP添加的响应一致,其响应比例间呈显著的线性相关。  (6)N添加提高了氨氧化细菌和氨氧化古菌的基因丰度,但降低了甲烷氧化菌的基因丰度。P添加显著提高氨氧化细菌和甲烷氧化菌的基因丰度,但是对氨氧化古菌基因丰度无显著影响。土壤N2O排放与氨氧化古菌具有显著线性相关。CH4通量与甲烷氧化菌及氨氧化古菌基因丰度显著相关。  (7) NP添加显著提高森林生态系统净初级生产力(NPP),空白处理中人工杉木林三年平均NPP为3.41tCha-1yr-1,低N,高N,P,低NP和高NP处理后净初级生产力分别提高了11%,19%,16%,22%和34%。结合土壤温室气体的增温潜势,NP添加显著提高了森林全球变暖的减缓作用,其减缓作用3年平均的变化趋势为高NP>高N>低NP>P>低N。
其他文献
目的 观察PDCA护理模式在重症肺炎并发呼吸衰竭患者护理中的应用效果.方法 随机将84例重症肺炎并发呼吸衰竭患者分为A、B两组,各42例.A组接受常规护理,B组接受PDCA护理模式干
目的 探讨缺血性脑卒中后失语症患者采用语言图片识别卡联合主题式康复微课的干预效果.方法 选取我院缺血性脑卒中后失语症患者88例,按照入院时间分为研究组和参照组.参照组
目的 观察行为分阶段转变理论模型(The transtheoretical model and stages of change,TTM)联合动机访谈(Motivational inter-viewing,MI)在脑梗塞恢复期患者中的应用效果.方
目的 探究“三防三位”针对性护理干预对老年股骨粗隆间骨折患者术后负性情绪及SF-36评分的影响.方法 选取医院收治的股骨粗隆间骨折患者94例,随机分为甲组和乙组,乙组给予常
目的 分析KTH整合式护理干预对脑梗死恢复期患者自我管理行为、疾病知识掌握度的影响.方法 选取我院86例脑梗死恢复期患者,依据入院时间分组,每组各43例.对照组给予常规护理
中亚地处欧亚大陆交界,这一地区民族众多,也是世界上人类遗传多样性最为丰富的地区之一。有关中亚人群起源问题的主要的两种截然对立的假说:遗传融合假说和中亚核心地带假说。遗
PRML技术最早是用于深层空间探测器的数据通信,在20世纪70年代末期,IBM研究小组提出将其应用于硬盘信号的检测技术上,这才使得当今的硬盘在存储容量和存储密度上有了巨大的发展
目的 研究医护患一体化健康管理模式对子宫内膜异位症(EMT)患者围手术期负性情绪影响.方法 选取我院2018年11月~2019年3月118例EMT患者,依据入院时间分为试验组(59例)与对照组
目的 分析全方位护理干预对冠心病心律失常患者住院时间及护理工作满意度的影响.方法 选取我院冠心病心律失常患者68例,按建档时间分为研究组(n=34)与参照组(n=34),参照组予
大鹏湾盐田海域位于深圳市的东部、大鹏湾北部,是我国重要的港口及海滨旅游所在地,也是我国南海赤潮多发区。本研究于2007-2008年对大鹏湾盐田海域浮游植物群落结构及相关环境