闽西北不同施肥毛竹林生态系统碳平衡研究

被引量 : 7次 | 上传用户:jifeng11111
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
竹林是我国南方重要的森林类型,到2008年第七次森林资源清查时已达538.10万公顷,其中毛竹(Phyllostachys edulis)林面积为386.83万公顷,约91.57亿株。竹林施肥是影响土壤质量演化及其可持续利用的重要林业措施之一,本文研究施肥对毛竹林生态系统碳平衡的影响,以期为现实竹林的科学经营提供理论指导。本项研究设置施用5年竹林专用肥(Ⅰ)、5年氮、磷、钾配方施肥(Ⅱ)、5年有机肥(Ⅲ)、1年竹林专用肥(Ⅳ)、1年有机肥(Ⅴ)、不施肥毛竹林(Ⅵ)6个试验水平,从生态系统碳输入和输出的角度出发,研究不同施肥措施下毛竹林生态系统碳储量及分配格局、土壤活性有机碳、呼吸及组分呼吸的变化规律,探讨其与土壤温/湿度、根系生物量、凋落物量及土壤质量因子等之间的关系,揭示不同施肥措施调控下土壤呼吸过程及影响机制,评估施肥措施调控下毛竹林碳汇/源的影响。主要研究结果如下:1.不同施肥处理毛竹林生态系统碳储量、碳分配格局及植被层碳素平均年净固定量(1)毛竹林Ⅰ~Ⅵ植被层碳储量分别为41.49、35.82、45.99、32.11、35.30、28.37tC·hm-2,植被层碳储量在器官上的分配均以竹秆最大,毛竹林地施肥可以提高竹秆生物量及碳储量占总量的比例。(2)不同施肥处理及季节变化对土壤有机碳含量无显著影响,有机碳含量为:Ⅵ(13.70g·kg-1)>Ⅰ(13.61g·kg-1)>Ⅳ(12.11g·kg-1)>Ⅲ(11.95g·kg-1)>Ⅴ(11.57g·kg-1)>Ⅱ(11.43g·kg-1),Ⅰ~Ⅵ毛竹林土壤层(0~100cm)碳储量为111.34~122.36t C·hm-2,平均值为117.41t C·hm-2。(3)毛竹林Ⅰ~Ⅵ生态系统碳贮量分别为165.36、153.29、168.35、145.19、154.06、145.00t C·hm-2。土壤层碳贮量所占比例最大,约为75%;其次是乔木层,枯落物层最低,仅为0.47%~1.73%。(4)毛竹林Ⅰ~Ⅵ植被层碳素平均年净固定量均为:Ⅲ>Ⅰ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅵ,年固碳量分别为11.30、11.23、8.45、6.40、5.64、5.45t C·hm-2·a-1,相当于年同化CO2量41.41、41.17、30.99、23.47、20.69、20.00t CO2·hm-2·a-1。2.不同施肥处理毛竹林活性有机碳变化规律(1)施肥降低土壤MBC含量,下降幅度为16.44%~28.69%。0-100cm土层MBC平均含量排列顺序为:Ⅵ(118.47mg·kg-1)>Ⅳ(98.99mg·kg-1)>Ⅰ(92.46mg·kg-1)>Ⅴ(91.06mg·kg-1)>Ⅱ(86.25mg·kg-1)>Ⅲ(84.48mg·kg-1)。土壤微生物生物量碳表现出明显的季节动态,7月和10月MBC含量均显著高于1月和4月。(2)施肥降低土壤HWC含量,下降幅度为4.99%~23.54%。0-100cm土层HWC平均含量排列顺序为:Ⅵ(641.29mg·kg-1)>Ⅰ(609.30mg·kg-1)>Ⅳ(587.13mg·kg-1)>Ⅴ(562.88mg·kg-1)>Ⅲ(559.16mg·kg-1)>Ⅱ(490.35mg·kg-1)。土壤热水浸提有机碳表现出明显的季节动态,但不同施肥处理之间规律性不一致。(3)施肥降低土壤ROC含量(除处理Ⅰ),降低幅度为-7.82%~20.08%。0-100cm土层ROC平均含量排列顺序为:Ⅰ(5.10g·kg-1)>Ⅵ(4.73g·kg-1)>Ⅲ(4.39g·kg-1)>Ⅱ(4.32g·kg-1)>Ⅳ(4.06g·kg-1)>Ⅴ(3.78g·kg-1)。土壤易氧化态碳表现出明显的季节动态,均以10月份最高,1月份次之,4月和7月较低。(4)施肥有利于土壤中轻组有机质含量的积累,提高幅度为13.37%~59.30%。0-100cm土层LFOM平均含量排列顺序为:Ⅲ(2.74g·kg-1)>Ⅰ(2.22g·kg-1)>Ⅱ(2.20g·kg-1)>Ⅳ(1.95g·kg-1)>Ⅴ(1.72g·kg-1)=Ⅵ(1.72g·kg-1)。(5)不同土壤活性有机碳占总有机碳的比率为:ROC>LFOM>HWC>MBC。其中ROC的比例介于29.00%~37.80%,LFOM介于11.01%~22.93%,HWC介于4.11%~4.84%,MBC介于0.68%~0.82%。不同形式活性有机碳均随土层加深呈现下降趋势,表层富集现象明显。土壤总有机碳、微生物量碳、热水浸提有机碳、易氧化态碳及轻组有机质之间均达到极显著相关水平,相关系数介于0.708~0.964。(6)以不施肥毛竹林各土层为参照土壤,计算出混交经营对毛竹林各土层土壤碳库指数(CPI)、碳库活度(L)、碳库活度指数(LI)、氧化稳定系数(KOS)和碳库管理指数(CMI),CPI介于0.83~0.99之间,LI介于0.92~1.15之间,KOS介于1.65~2.06之间,CMI介于77.32~112.36之间。表明处理Ⅰ对土壤具有培肥作用,处于良性管理状态。3.不同施肥处理毛竹林总呼吸及组分呼吸变化规律。(1)不同施肥处理毛竹林土壤总呼吸、根呼吸、凋落物呼吸、矿质呼吸均表现出一定的月动态特征,且呈单峰型曲线。(2)六种处理(Ⅰ~Ⅵ)毛竹林地土壤总呼吸、根呼吸、凋落物呼吸、矿质呼吸年平均速率为3.57~3.96、1.15~1.69、0.86~1.21、1.05~1.49μmol·m-2·s-1。施肥处理增大了毛竹林土壤总呼吸、矿质呼吸,根呼吸(除处理Ⅲ),降低了凋落物呼吸。(3)根呼吸、凋落物呼吸、矿质呼吸对总呼吸的贡献率均具有一定的季节性变化。根呼吸年平均贡献率分别为42.14%、44.08%、31.40%、42.41%、39.76%、39.04%;凋落物呼吸年平均贡献率分别为23.48%、22.50%、29.06%、30.47%、26.69%、31.80%;矿质呼吸年平均贡献率分别为34.99%、33.59%、39.79%、27.12%、33.85%、29.17%。(4)土壤呼吸及组分呼吸与5cm土壤温度、土壤湿度均呈指数相关,土壤总呼吸,矿质呼吸相关性要高于根呼吸与凋落物呼吸。土壤呼吸及组分呼吸Q10介于1.30-2.13。处理Ⅰ增强了土壤呼吸与根呼吸的敏感性,处理Ⅱ-Ⅴ降低了土壤呼吸与根呼吸的敏感性,施肥处理均降低了凋落物呼吸和矿质呼吸的敏感性。4.不同施肥处理毛竹林生态系统碳平衡处理Ⅰ~Ⅵ土壤总呼吸年释放量分为13.67、14.18、14.41、14.96、14.10、13.51tC·hm-2·a-1,相当于年CO2释放量为49.55~54.84t CO2·hm-2·a-1,其中根呼吸年释放量为18.20~23.36t CO2·hm-2·a-1,凋落物呼吸年释放量为11.96~16.82t CO2·hm-2·a-1,矿质呼吸年释放量为14.53~20.61t CO2·hm-2·a-1。年初级净生产力(NPP)分为12.60、9.79、12.86、6.31、7.13、6.25t C·hm-2·a-1。不同施肥处理下生态系统净生产力(NEP)不同,Ⅰ~Ⅵ生态系统净生产力分别为4.71、1.47、2.79、-2.28、-1.21、-2.29t C·hm-2·a-1,表现为:Ⅰ>Ⅲ>Ⅱ>Ⅴ>Ⅳ>Ⅵ,施肥毛竹林高于不施肥毛竹林,施肥5年毛竹林优于施肥1年毛竹林,且以施用5年毛竹林专用肥效果最佳。
其他文献
随着内嵌式永磁同步电机各应用领域的快速发展,当今社会人们对电机运行的稳定性要求越来越高,控制技术正在朝着安全性、稳定性、高效性的方向发展。为适应IPMSM的各种应用场合
聚氨酯泡沫塑料(PU)是一种聚合物泡沫塑料,由于其具有诸多的优良性能如:保温、力学、电学、声学以及耐化学品等。再加上其成型加工十分方便,因此在众多行业如:冰柜冰箱、冷藏运输、
果树产业在我国农业和农村经济发展中的作用日益显著,而在华北与西北地区,淡水资源的不足却严重制约着果树产业的可持续发展,该地区同时蕴藏着丰富的浅层地下咸水和微咸水资源,开
化工园区随着世界工业的迅猛发展而日益壮大,产业链是园区发展的一种新模式,也是未来园区发展的主流模式,它连接园区各企业使它们在生产及信息交流上息息相关。基于R(风险)——E(生
随着电子和通信技术的不断发展,无线电子产品的使用越来越普遍。随之而来的未知辐射源和干扰辐射源也越来越多,这些未知辐射源和干扰辐射源会对正常的信息通讯产生很大的干扰
本文对黄渤海春秋季采集的水样进行现场调查和有色溶解有机物(CDOM)的实验室分析,利用吸收和荧光性质对黄渤海CDOM的分布、季节变化、来源、迁移转化和分子量大小等进行了分析,从
半导体光催化技术在环境污染治理领域的应用已成为近年来国内外研究的热点。液相光催化机理的研究主要集中在引发光催化过程的活性物种方面,但对于它们在光催化过程中具体的作
第一章高胰岛素血症对冠心病患者血浆非对称性二甲基精氨酸水平的影响目的:2型糖尿病(T2DM)疾病早期或使用胰岛素治疗期间均有高胰岛素血症,高胰岛素血症促进动脉粥样硬化,是
1产品测试的作用和分类 为确保产品的目标用户感知良好,运营商在产品上市前有必要开展测试,通过测试尽可能地发现和消除产品问题,将一个可以放心使用、满意使用的产品交付给
随着网络营销成本高企,技巧变得越来越重要,学会这八招,就可以以小博大。A公司是一家消费电子企业,主要是做出口贸易,给东南亚一些国家(如菲律宾、印尼、马来西亚、新加坡等)