青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

doi:10.11733/j.issn.1007-0435.2021.04.006

草地学报 ›› 2021, Vol. 29 ›› Issue (4): 677-683.DOI: 10.11733/j.issn.1007-0435.2021.04.006

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

魏星星¹, 吴江琪¹, 李广^1*, 王海燕¹, 刘帅楠¹, 张世康², 张娟¹

1.甘肃农业大学林学院, 甘肃兰州 730070;
2.甘肃农业大学农学院, 甘肃兰州 730070

收稿日期:2020-08-20 修回日期:2020-10-06 发布日期:2021-06-02
通讯作者: * E-mail:lig@gsau.edu.cn
作者简介:魏星星(1996-),男,甘肃平凉人,硕士研究生,主要从事水土保持与荒漠化防治研究,E-mail:2548823846@qq.com
基金资助:
甘肃农业大学优秀博士学位论文培育项目(YB2018004);甘肃省重点研发计划(18YF1 NA070);甘肃省高等学校协同创新团队项目(2018C-16);甘肃省财政专项(GSCZZ-20160909)项目共同资助

Response of Soil Nitrogen Components to Nitrogen Addition in Wet Meadow in the Tibetan Plateau

WEI Xing-xing¹, WU Jiang-qi¹, LI Guang^1*, WANG Hai-yan¹,LIU Shuai-nan¹, ZHANG Shi-kang², ZHANG Juan¹

1. College of forestry, Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China;
2. College of agriculture,Gansu Agricultural University, Lanzhou, Gansu Province 730070, China

Received:2020-08-20 Revised:2020-10-06 Published:2021-06-02
Contact: * E-mail:lig@gsau.edu.cn

摘要/Abstract

摘要： 为研究青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加程度的响应规律,分析氮素大量输入生态系统后可能产生的环境和生态问题,本研究以青藏高原东北边缘碌曲县尕海-则岔国家自然保护区境内的湿草甸土壤为研究对象,设置空白对照(CK,0 g·m^-2)、低浓度(N₅,5 g·m^-2)、中浓度(N₁₀,10 g·m^-2)和高浓度(N₁₅,15 g·m^-2)4种处理,分析不同氮添加下的土壤氮组分含量(铵态氮、硝态氮、可溶性有机氮)的垂直和季节变化。结果表明:不同氮添加处理均能增加土壤氮组分含量,其增加程度依次为N₅＞N₁₀＞N₁₅＞CK;在土壤垂直剖面上,土壤氮组分含量随土层深度增加而降低;在植物生长季内,氮添加处理后的土壤氮组分含量较高值出现在植物生长末期。本研究表明氮添加对青藏高原湿草甸土壤有效氮的增加具有显著促进作用。

关键词: 青藏高原, 湿草甸, 土壤氮组分, 氮添加

Abstract: This study was aimed to study the response of soil nitrogen components of wet meadows in the Qinghai-Tibet Plateau to the degree of nitrogen addition,analyze the environmental and ecological problems that may occur after a large amount of nitrogen is input into the ecosystem,and contribute to the ecological construction,environmental protection and rational use of wet meadows Provide scientific basis. The wet meadow soil in the Gahai-Zecha National Nature Reserve in Luqu County,on the northeastern edge of the Qinghai-Tibet Plateau,were used as the research object. Four treatments including a blank control (CK),low concentration nitrogen addition (N₅),medium concentration nitrogen addition (N₁₀) and high concentration nitrogen addition (N₁₅) were set up to analyze the soil nitrogen composition under different nitrogen concentration treatments,and the vertical and seasonal changes of the content (ammonium nitrogen,nitrate nitrogen,soluble organic nitrogen). The results showed that nitrogen addition increased the content of soil nitrogen components in a dose dependent manner. In the vertical section of the soil,the nitrogen content of the soil decreased as the depth of the soil layer increased. During the plant growth season,the higher soil nitrogen content after nitrogen addition treatment appeared at the end of plant growth.This study shows that nitrogen addition can significantly promote the increase of soil available nitrogen in wet meadows on the Qinghai-Tibet Plateau.

Key words: Qinghai-Tibet Plateau, Wet meadow, Soil nitrogen component, Nitrogen added

中图分类号:

S155.2+92

魏星星, 吴江琪, 李广, 王海燕, 刘帅楠, 张世康, 张娟. 青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 677-683.

WEI Xing-xing , WU Jiang-qi , LI Guang, WANG Hai-yan,LIU Shuai-nan, ZHANG Shi-kang, ZHANG Juan. Response of Soil Nitrogen Components to Nitrogen Addition in Wet Meadow in the Tibetan Plateau[J]. Acta Agrestia Sinica, 2021, 29(4): 677-683.

0
/ / 推荐

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/10.11733/j.issn.1007-0435.2021.04.006

https://manu40.magtech.com.cn/Jweb_cdxb/CN/Y2021/V29/I4/677

参考文献

[1] Chapin F S,Pamela A M,Harold A M. Principles of Terrestrial Ecosystem Ecology[M]. Berlin:Springer,2011,369-397
[2] Murphy D V,Macdonald A J,Stockdale E A,et al. Soluble organic nitrogen in agricultural soils[J]. Biology & Fertility of Soils,2000,30(5-6):374-387
[3] 王丽娜,罗久富,杨梅香,等. 氮添加对退化高寒草地土壤微生物量碳氮的影响[J]. 草业学报,2019,28(7):38-48
[4] 樊后保,黄玉梓. 陆地生态系统氮饱和对植物影响的生理生态机制[J]. 植物生理与分子生物学学报,2006,32(4):395-402
[5] 鲁显楷,莫江明,张炜,等. 模拟大气氮沉降对中国森林生态系统影响的研究进展[J]. 热带亚热带植物学报,2019,27(5):500-522
[6] 杨金艳,赵惠勋,王传宽. 森林对氮饱和的响应[J]. 应用与环境生物学报,2004,10(4):507-511
[7] Galloway J N,Townsend A R,Jan Willem E,et al. Transfor mation of the nitrogen cycle:recent trends,questions,and potential solutions[J]. Science,2008,320(5878):889-892
[8] 吕宪国,刘晓辉. 中国湿地研究进展——献给中国科学院东北地理与农业生态研究所建所50周年[J]. 地理科学,2008(3):301-308
[9] Qu Y,Luo C Y,Zhang H Q,et al. Modeling the wetland restorability based on natural and anthropogenic impacts in Sanjiang Plain,China[J]. Ecological Indicators Integrating Monitoring Assessment & Management,2018,91:429-438
[10] 孙建胜. 试论湿地系统的生态功能与湿地的生态恢复[J]. 农业与技术,2019,39(9):53-54
[11] 张安峰. 氮添加对黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳矿化的影响[J]. 山东林业科技,2020,50(2):10-16
[12] 张丹,宫超,宋长春,等. 无机氮添加对湿地土壤CO₂和N₂O排放影响[J]. 土壤与作物,2019,8(4):373-380
[13] 刘永万,白炜,尹鹏松,等. 外源氮素添加对长江源区高寒沼泽草甸土壤养分及植物群落生物量的影响[J].草地学报,2020,28(2):483-491
[14] 沈豪,董世魁,李帅,等. 氮添加对高寒草甸植物功能群数量特征和光合作用的影响[J]. 生态学杂志,2019,38(5):1276-1284
[15] 赵志龙,张镱锂,刘林山,等. 青藏高原湿地研究进展[J]. 地理科学进展,2014,33(31):1218-1230
[16] 马维伟,王辉,黄蓉,等. 尕海湿地生态系统土壤有机碳储量和碳密度分布[J]. 应用生态学报,2014,25(3):738-744
[17] 王淇,王立,马维伟,等. 尕海湿地退化过程中土壤微生物生物量碳、氮的动态变化[J]. 甘肃农业大学学报,2017,52(4):103-109
[18] 吴江琪,马维伟,李广,等. 尕海湿地沼泽化草甸中不同积水区土壤活性有机碳含量[J]. 湿地科学,2017,15(1):137-143
[19] 吴江琪,马维伟,李广,等. 尕海湿草甸不同地下水位土壤理化特征的比较分析[J]. 草地学报,2018,26(2):341-347
[20] 辛玉梅,史静,武慧娟,等. 碌曲县尕海湿地植物资源及区系研究[J]. 青海草业,2012,21(Z1):55-57,35
[21] 顾峰雪,黄玫,张远东,等. 1961—2010年中国区域氮沉降时空格局模拟研究[J]. 生态学报,2016,36(12):3591-3600
[22] 鲁如坤. 土壤农业化学分析方法[M]. 北京:中国农业科技出版社,1999:39-69
[23] Berg M P,Verhoef H A,Bolger T,et al. Efects of air pollu-tant temperature interactions on mineral N dynamics and cation leaching in reciplicate forest soil transplantation experiments[J]. Biogeochemistry,1997,39(3):295-326
[24] Bai Y F,Wu J G,Clark C M,et al. Tradeoffs and thresh-oldsin the effects of nitrogen addition onbiodiversity and ecosystem functioning:evidence from Inner Mongolia grasslands[J]. Global Change Biology,2010,16(2):358-372
[25] Gundersen P,Emmett B A,KjNaas O J,et al. Impact of nitrogen deposition on nitrogen cycling in forests:a synthesis of NITREX data[J]. Forest Ecology & Management,1998,101(1-3):37-55
[26] Prescott C E,Corbin J P,Parkinson D. Immobilization and availability of N and P in the forest floors of fertilized rocky mountain coniferous forests[J]. Plant and Soil,1992,143(1):1-10
[27] 王书丽,黄立君,袁希,等. 氮添加和升温对杉木林凋落物分解及碳氮磷化学计量特征的影响[J]. 生态学杂志,2020,39(9):2842-2850
[28] 刘志江,林伟盛,杨舟然,等. 模拟增温和氮沉降对中亚热带杉木幼林土壤有效氮的影响[J]. 生态学报,2017,37(1):44-53
[29] 王常慧,邢雪荣,韩兴国. 温度和湿度对我国内蒙古羊草草原土壤净氮矿化的影响[J]. 生态学报,2004(11):2472-2476
[30] 杨红露,秦纪洪,孙辉. 冻融交替对土壤CO₂及N₂O释放效应的研究进展[J]. 土壤,2010,42(4):519-525
[31] 傅民杰,王传宽,王颖,等. 四种温带森林土壤氮矿化与硝化时空格局[J]. 生态学报,2009,29(7):3747-3758
[32] 闫钟清,齐玉春,董云社,等. 草地生态系统氮循环关键过程对全球变化及人类活动的响应与机制[J]. 草业学报,2014,23(6):279-292
[33] 李东,罗旭鹏,曹广民,等. 高寒草甸土壤异养呼吸对气候变化和氮沉降响应的模拟[J]. 草业学报,2015,24(7):1-11
[34] 张慧敏,李希来,杨帆. 增温和氮添加对高寒草甸土壤微生物氮素生理群的影响[J]. 草地学报,2020,28(3):606-612
[35] 陶贞,沈承德,高全洲,等. 高寒草甸土壤有机碳储量及其垂直分布特征[J]. 地理学报,2006(7):720-728
[36] 邓建才,陈效民,柯用春,等. 土壤水分对土壤中硝态氮水平运移的影响[J]. 中国环境科学,2004(3):25-29
[37] Rütting T,Boeckx P,Müller C,et al. Assessment of the importance of dissimilatory nitrate reduction to ammonium for the terrestrial nitrogen cycle[J]. Biogeosciences,2011,8:1779-1791
[38] 周建斌,陈竹君,郑险峰. 土壤可溶性有机氮及其在氮素供应及转化中的作用[J]. 土壤通报,2005,36(2):244-248
[39] 苏渝钦,刘何铭,郑泽梅,等. 氮磷添加对中亚热带常绿阔叶林土壤有效氮和pH值的影响[J]. 生态学杂志,2016,35(9):2279-2285
[40] 胡艳玲,韩士杰,李雪峰,等. 长白山原始林和次生林土壤有效氮含量对模拟氮沉降的响应[J]. 东北林业大学学报,2009,37(5):36-38,42
[41] 杨蕾,邹玉和,杨靖宇,等. 沼泽湿地生态系统氮素循环研究综述[J]. 四川林业科技,2019,40(2):99-104
[42] 刘小娥,苏世平,吴玉山,等. 地膜覆盖和秸秆还田对半干旱区玉米地土壤氮素矿化的影响[J]. 甘肃农业大学学报,2019,54(4):30-36
[43] 高悦文,王圣瑞,张伟华,等. 洱海沉积物中溶解性有机氮季节性变化[J]. 环境科学研究,2012,25(6):659-665
[44] 杨绒,严德翼,周建斌,等. 黄土区不同类型土壤可溶性有机氮的含量及特性[J]. 生态学报,2007(4):1397-1403
[45] 杨永胜. 不同林分类型土壤碳储量与土壤氮有效性的关系[J]. 科技创新与应用,2017(2):286-287
[46] 赵景学,陈晓鹏,曲广鹏,等. 藏北高寒植被地上生物量与土壤环境因子的关系[J]. 中国草地学报,2011,33(1):59-64
[47] 陈怀璞,张天雨,葛振鸣,等. 崇明东滩盐沼湿地土壤碳氮储量分布特征[J]. 生态与农村环境学报,2017,33(3):242-251
[48] 杜满义,封焕英,范少辉,等. 闽西毛竹林不同施肥处理下土壤有机碳含量垂直分布与季节动态[J]. 林业科学,2017,53(3):12-20

青藏高原湿草甸土壤氮组分对氮添加浓度的响应

Response of Soil Nitrogen Components to Nitrogen Addition in Wet Meadow in the Tibetan Plateau

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics

本文评价

[1]	李若玮, 叶冲冲, 王毅, 韩国栋, 孙建. 基于InVEST模型的青藏高原碳储量估算及其驱动力分析[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 43-51.
[2]	兰翔宇, 叶冲冲, 王毅, 曾涛, 孙建. 1995—2014年青藏高原水源涵养功能时空演变特征及其驱动力分析[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 80-92.
[3]	姚喜喜, 王立亚, 严振英, 李泉林, 王有彬, 马秉云, 雷延民, 周睿, 谢久祥. 青藏高原典型草地牧草营养品质和消化率特征及其相关性[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 113-120.
[4]	张中华, 马丽, 周秉荣, 宋明华, 徐文华, 邓艳芳, 王芳, 佘延娣, 张骞, 姚步青, 马真, 周华坤. 高寒草甸优势种功能多样性对增温和模拟放牧的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(S1): 225-232.
[5]	王谭国艳, 马志远, 李沛洋, 郭俊宏, 张嘉懿, 蒋胜竞. 短期增温对青藏高原高寒草甸不同植物根际丛枝菌根真菌的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1959-1966.
[6]	张博, 程杰, 王淑红, 刘晶, 杨雪, 晏昕辉, 李伟. 氮添加和放牧对云雾山草原优势种异速生长模式的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(9): 1983-1991.
[7]	张玉琪, 马源, 文铜, 吴玉鑫, 肖海龙, 张德罡, 陈建纲. 祁连山东缘高寒草甸植物及各部位对氮素添加的响应[J]. 草地学报, 2021, 29(8): 1628-1636.
[8]	马小林, 侯庆丰, 杨鼎. 退耕还草对青海省农牧民家庭收入的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(4): 772-779.
[9]	孙一梅, 田青, 郭爱霞, 张森溪, 吕朋, 左小安. 放牧和氮添加对半干旱沙质草地优势种糙隐子草及群落功能性状的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(3): 563-571.
[10]	韩梦丽, 白史且, 孙盛楠, 鄢家俊, 张传杰, 张昌兵, 张靖雪, 游明鸿, 李达旭, 严学兵. 基于MaxEnt模型青藏高原老芒麦适生区模拟预测[J]. 草地学报, 2021, 29(2): 374-382.
[11]	张力天, 刘炜, 刘德梅, 董瑞珍, 王晓丽, 张敏, 仁增曲扎, 边巴普尺, 杨时海, 马玉寿. 青藏高原白草生殖生长期植株器官生物量分配特征[J]. 草地学报, 2021, 29(12): 2694-2702.
[12]	李宏林, 胡竞格, 肖锋, 梁德飞, 周华坤. 生长季封育和氮添加对退化高寒沼泽湿地土壤水分状况的影响[J]. 草地学报, 2021, 29(11): 2523-2529.
[13]	陆永祥, 赵嫚, 陈良寅, 成启明, 游明鸿, 李达旭, 陈仕勇, 白史且, 李平. 布氏乳杆菌和甲酸对青藏高原不同物候期燕麦青贮饲料发酵品质和细菌群落的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(6): 1736-1743.
[14]	姜翠霞, 胡长胜, 魏海燕, 王宪举, 丁路明. 夏季模拟放牧对青藏高原冬春草场牧草品质和土壤养分的影响[J]. 草地学报, 2020, 28(5): 1473-1477.
[15]	张小芳, 张春平, 董全民, 杨晓霞, 刘文亭, 俞旸, 杨增增, 魏琳娜, 张艳芬, 褚晖, 李彩弟, 冯斌. 三江源区高寒混播草地群落结构特征的研究[J]. 草地学报, 2020, 28(4): 1090-1099.