火燒對內蒙古典型草原土壤氮礦化的影響及其調控因子

《火燒對內蒙古典型草原土壤氮礦化的影響及其調控因子》是周立石為項目負責人,中國科學院植物研究所為依託單位的青年科學基金項目。

基本介紹

  • 中文名:火燒對內蒙古典型草原土壤氮礦化的影響及其調控因子
  • 項目類別:青年科學基金項目
  • 項目負責人:周立石
  • 依託單位:中國科學院植物研究所
項目摘要,結題摘要,

項目摘要

火作為維持草原生態系統結構與功能的重要生態因子,影響生態系統養分循環過程。氮是大多數陸地生態系統初級生產力的重要限制因子,氮礦化作用是影響植物可利用性氮的關鍵過程。火燒對氮轉化過程影響的研究,並未得出一致性結論,且機制性研究相對不足,另外,這些研究多局限於生長季期間,忽視非生長季的貢獻。但是,已有研究顯示冬季和春季凍融期對土壤可利用性氮的積累也很重要。因此,本項目擬以內蒙古典型草原為研究對象,全年為跨度,評估不同頻率火燒對土壤總氮礦化的影響,了解氮周轉過程,同時對土壤理化因子、植物氮素吸收和微生物活動進行測定,分析其相互關係,闡明火燒影響內蒙古典型草原土壤氮礦化的作用及關鍵調控因子。本項目將驗證的主要假設是:適度頻率的火燒處理通過調控生物和非生物因子,將對內蒙古典型草原土壤氮轉化產生顯著影響;火燒將顯著影響冬季土壤氮素的積累。研究結果將為內蒙古草原火的生態效應評估提供科學依據。

結題摘要

氮是大多數陸地生態系統初級生產力的重要限制因子,火作為維持草原生態系統結構與功能的重要生態因子,本項目研究了生長季和非生長季,不同頻率火燒處理對土壤氮礦化的影響,並分析了關鍵調控因子。生長季,火燒處理顯著提高了土壤硝態氮的含量,2年火燒一次的處理顯著提高了土壤氮礦化速率和硝化速率。冬季凍融期,4年火燒一次處理樣地的土壤無機氮含量顯著高於對照樣地,且顯著降低了土壤氮礦化速率和硝化速率;利用stepwise逐步回歸的方法分析,土壤微生物氮含量是影響土壤氮硝化作用的關鍵因子,而土壤氮礦化作用卻同時受土壤銨態氮含量、土壤微生物氮和土壤微生物碳含量的共同調控。土壤無機氮含量和土壤微生物的活動對土壤的氮礦化過程起著關鍵作用,在此我們充分考慮不同梯度氮的狀況下,微生物是如何回響土壤物理化學條件變化。研究結果顯示,土壤可溶性C/N值和pH值是調節土壤微生物活動的關鍵因子,逐步回歸分析的結果顯示,土壤可溶性C/N值和pH值分別解釋土壤微生物量碳變化的54.6%和0.3%,分別解釋累計CO2排放量變化的27.4% 和9.8%。以上的結果顯示,在土壤氮礦化過程中,微生物活動起到關鍵作用,但同時受非生物因子的共同調控。結果驗證了此項目的假設,為內蒙古草原土壤氮礦化的研究增加了新內容,為草原管理提供了基礎數據支持。

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