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氮添加对典型阔叶红松林净初级生产力的影响

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摘要

1 绪论

1.1 氮沉降现状及其研究概况

1.2 森林生态系统固碳研究概况

1.3 氮沉降对森林生态系统固碳的影响

1.3.1 森林生态系统NPP受氮沉降的影响

1.3.2 森林生态系统植被碳库受氮沉降的影响

1.3.3 森林生态系统土壤碳库受氮沉降的影响

1.3.4 森林生态系统圃碳受氮沉降影响的机理

1.3.5 林龄、氮源类型对森林生态系统固碳的影响

1.4 研究目的和意义

1.5 研究内容

2 研究区域概况和研究方法

2.1 研究区域概况

2.2 样地设置

2.3 研究方法

2.3.1 森林生态系统碳密度的测定

2.3.2 森林生态系统NPP的测定

2.4 数据处理

3 不同施氮处理下阔叶红松林生态系统碳密度及碳分配

3.1 引言

3.2 不同施N处理下阔叶红松林植被碳密度

3.3 不同施氮处理下阔叶红松林粗木质残体的碳密度

3.4 不同施氮处理下阔叶红松林土壤碳密度

3.5 不同施N处理下阔叶红松林生态系统与各组分的碳密度及其分配

3.6 讨论

3.7 本章小结

4 不同施氮处理下阔叶红松林生态系统及各组分的NPP

4.1 引言

4.2 结果与分析

4.3 讨论

4.4 本章小结

结论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢

声明

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摘要

随着工业快速发展,人类向大气排放的氮(N)日益增多,导致大气N沉降加重,对环境造成严重影响。大气中二氧化碳(CO2)浓度升高带来的全球变暖问题也始终困扰着我们。森林生态系统是陆地生态系统的重要组成部分,其每年所固定的碳(C)约占陆地生态系统的2/3,研究大气N沉降对森林生态系统固C的影响具有重要意义。本研究依托小兴安岭典型阔叶红松林,以尿素(CO(NH2)2)作为N源,进行3种水平N添加模拟N沉降和对照处理,分别为N0(0 kgNhm-2·a-1)、N1(30 kgNhm-2·a-1)、N2(60 kgNhm-2·a-1)和N3(120 kgN hm-2·a-1)。于2008进行样地调查,并于2014年进行复查。结果表明:阔叶红松林生态系统C密度为355.3-436.7 t C·hm-2。植被C库C密度为97.8-152.7 tC·hm-2,约占总C库30%;碎屑C库C密度为12.3-17.9 t C·hm-2,占总C库3-4%;土壤C库C密度为236.3-288.5 t C·hm-2,占总C库60-70%;施N对各组分C密度无显著影响。2014年阔叶红松林乔木层树干C密度为71.38-103.96 t C·hm-2,占乔木层总C密度69.43-82.14%;树枝C密度为5.98-11.32 t C·hm-2,占乔木层总C密度6.3-14.6%;粗根C密度为8.87-20.5 t C·hm-2,占乔木层总C密度9.4-15.0%;叶C密度为2.06-4.64 tC·hm-2,占乔木层总C密度2.2-4.5%。相同土层,不同施N处理土壤C密度与对照处理无显著差异,不同水平施N处理均表现出随土层加深,土壤C密度显著减少(p<0.05)。阔叶红松林生态系统NPP为5.63-7.64 t·hm-2·a-1,地上部分NPP为3.85-5.18t·hm-2·a-1,地下部分NPP为1.43-2.46 t·hm-2·a-1。各组分NPP占森林生态系统NPP的比例由小到大依次为:林下层(0.70-2.84%)<粗根(6.54-8.66%)<细根(18.89-26.98%)<叶(25.85-32.44%)<乔木枝干(37.88-41.28%)。不同施N处理间,森林生态系统及各组分NPP无显著差异。阔叶红松林针叶NPP为0.33-0.51 t·hm-2·a-1,阔叶NPP为0.70-0.95t·hm-2·a-1。3种水平施N处理均显著抑制针叶NPP增加;N2、N3处理显著促进阔叶NPP增加(p<0.05)。根据以上结果得出结论:施N对阔叶红松林生态系统NPP无显著影响,但能够抑制针叶NPP增长,促进阔叶NPP增加。

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