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开云优惠体育网页版入口:西南喀斯特坡地不同利用方式土壤关键氮循环过程及其驱动机制

更新时间:2026-09-01
西南喀斯特坡地不同利用方式土壤关键氮循环过程及其驱动机制 开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口来源:河池开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口库;
地区:广西-河池;
开云优惠体育网页版入口名称:西南喀斯特坡地不同利用方式土壤关键氮循环过程及其驱动机制
推荐部门:河池市科学技术局
第一完成单位:中国科学院亚热带农业生态研究所
主要完成单位:中国科学院亚热带农业生态研究所
主要完成人员:肖孔操,陈浩,杜虎,肖峻,汪珍川,郑亮,刘静,孙锡斌
开云优惠体育网页版入口开云优惠体育网页版入口登记号:2022F112J005807
登记日期:20221103
开云优惠体育网页版入口简介:
氮是生态系统主要的限制性元素,充分认识氮生物地化循环特征及其驱动机制对于理解生态系统结构与功能以及维护生态环境安全均有重要意义。受二元结构影响,人类活动干扰下喀斯特坡地土壤氮呈快速流失特征。然而,由于土壤表层岩溶带的复杂性,导致目前对于氮流失的主要途径、通量水平及驱动机制等关键问题的认识尚很不足。项目依托中科院环江站喀斯特坡地植被土壤表层岩溶带三维水土过程观测平台,通过连续野外监测结合室内实验对喀斯特坡地不同利用方式下土壤氮关键转化过程及其驱动机制进行了研究。主要研究开云优惠体育网页版入口如下:(1)不同利用方式下土壤不同形态氮随水流失特征也有所不同。在多数情况下,土壤氮素以硝态氮形态流失为主。雨季初临(3 月份)时,土壤各形态氮均呈高浓度流失状态,尤其是可溶性有机氮。其中玉米小区地表径流中的可溶性有机氮浓度高达88 mg N L1,其次是牧草小区地表径流中的可溶性有机氮浓度也高达56 mg N L1。因此,从防控土壤氮流失角度而言,应当在雨季来临初期这一重要时间节点重点防控可溶性有机氮流失。从全年平均来看,不同利用方式下地表径流中的铵态氮、硝态氮和可溶性有机氮浓度整体上要高于壤中流和深层渗漏液,这意味着当地表径流发生时,土壤氮流失也急剧增加,因此采取合理措施以削弱地表径流的发生有助于更好地减缓土壤氮流失。除了水文过程驱动的氮素流失外,土壤氮素还易受反硝化过程作用变为气态损失。玉米地土壤N2O 排放速率显著高于其他利用方式。这一方面表明,在坡地玉米种植系统中反硝化过程是驱动土壤氮流失的一个重要途径。另一方面,将喀斯特坡地利用方式由传统的玉米种植转变为其他利用方式如牧草地或自然抛荒有助于减少N2O 这一重要温室气体排放。(2)土地利用方式对土壤氮初级转化速率的影响在湿季和干季有所差异。在湿季时,牧草和自然恢复小区土壤的总矿化速(GNM)显著高于玉米小区。而在干季时,不同利用方式下土壤总矿化速率没有显著差异。在湿季时,土壤总硝化速率以牧草小区最高,显著高于其他三种利用方式;在干季时,土壤总硝化速率在各利用方式之间也没有显著差异。硝态氮异化还原成铵(DNRA)过程速率在不同利用方式之间总体差异并不大。此外,与玉米小区相比,总铵氮固持速率(GAI)和总硝氮固持速率(GNI)在核桃、牧草以及自然恢复等低程度干扰利用方式下均有不同程度的增加。这一结果也有助于解释减少人为干扰为什么能够增加喀斯特坡地土壤氮固持。(3)喀斯特坡地土壤中氨氧化古菌(AOA)的基因拷贝数显著高于氨氧化细菌(AOB)的基因拷贝数。不同土地利用方式对氨氧化功能微生物的影响因时间而异。与其他利用方式相比,玉米地土壤在37 月植物生长季期间AOA 丰度相对较低,而在1012 月非生长季期间AOA 丰度相对较高。AOB 丰度整体而言,在全年的波动幅度较。俗匀换指吹卦4、5 月份植被生长旺季时AOB 丰度急剧增加。反硝化微生物随时间波动幅度较硝化微生物大,且生长季与非生长季时间段没有明显的趋势差异。玉米地土壤的自生固氮微生物丰度远远高于其它三种利用方式。(4)斯特坡地利用方式改变引起的土壤环境(温湿度)、土壤氮有效性和功能微生物类群变化是影响氮流失的关键因子。项目开云优惠体育网页版入口有助于深入理解喀斯特生态系统氮生物地化循环特征,并能为喀斯特坡地氮循环调控、喀斯特坡地可持续利用及生态服务功能提升提供开云优惠体育网页版入口支撑。
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