【摘 要】
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自从18世纪60年代英国开始进行第一次工业革命以来,工业化进程加速,城市化步伐加快,大量石油化石能源的燃烧造成空气污染也日益严重。近年来,全球气候变化背景下的N沉降现象不仅对空气质量因子、土壤酸化、植被初级生产力、碳汇造成负面作用,而且对植被养分利用和再吸收、植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量情况产生不利影响。为了阐明植物养分吸收和利用情况与环境之间的关系,本研究选取了3方面的影响因子
【基金项目】
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国家“十三五”重点研发计划课题;
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自从18世纪60年代英国开始进行第一次工业革命以来,工业化进程加速,城市化步伐加快,大量石油化石能源的燃烧造成空气污染也日益严重。近年来,全球气候变化背景下的N沉降现象不仅对空气质量因子、土壤酸化、植被初级生产力、碳汇造成负面作用,而且对植被养分利用和再吸收、植物-土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)化学计量情况产生不利影响。为了阐明植物养分吸收和利用情况与环境之间的关系,本研究选取了3方面的影响因子:(1)气候因子:年均气温(MAT)、年均降雨量(MAP)、日照时间(SH);(2)空气环境变化因子:二氧化硫(SO2)、二氧化氮(NO2)、可吸入颗粒物(PM10、PM2.5)一氧化碳(CO)、臭氧(O3);(3)城市人口情况:常驻人口数量(RP)。以气候、空气质量变化以及人口变化背景下广东省不同城市红锥林植物-土壤为研究对象,研究内容主要包括:探究其对植物—土壤养分状况的影响,并分析主要空气质量因子与气候因子和常住人口之间的关系;探究对植物-土壤养分的主要影响因子及影响程度;明确主要影响因子的影响对象之间的关系。加深对全球气候变化和快速城市化背景下,森林生态系统养分状况的认识和理解,并为南亚热带森林生态系统林分管理和养分利用提供科学依据。本研究主要结论如下:(1)空气质量因子与气候因子、常驻人口数量存在相关性。O3、CO在乐昌市、广州市和中山市差异不显著,而NO2含量在三市之间差异显著且广州市含量最高。NO2含量和气候因子(年均降雨量、年均气温、日照时间、常驻人口数量)具有相关性,且NO2和RP、MAP具有显著线性正相关关系;SO2和MAT、SH具有显著线性负相关关系;O3和MAT、SH具有显著线性正相关关系。(2)不同城市不同林型红锥林0~20 cm和20~40 cm土壤pH值、阳离子交换量、C、N、P化学计量差异显著(P<0.05),且随着土壤深度增加土壤C、N、P、C:N、C:P、N:P均出现下降趋势,而土壤pH值随着土壤深度增加(0~20 cm至20~40 cm),呈现降低的情况。(3)枝条-叶片-凋落叶C、N、P生态化学计量差异显著,且广州市叶片、枝、凋落叶N含量高于乐昌市和中山市。其中年降雨量、常驻人口数量、二氧化氮和PM10是影响红锥C、N、P生态化学记录的主要因子;且NO2(50.0%、55.0%和58.6%和58.1%)对枝叶P和N:P差异性影响程度大于土壤养分(8.5%、7.1%和2.7%、1.5%)和胸径(41.5%、37.8%和38.7%、40.4%)对其影响。NO2含量和红锥枝叶P含量具有显著线性负相关关系,而NO2含量和枝叶N:P具有显著线性正相关关系。(4)养分N再吸收率高于P再吸收率,且N、P养分再吸收率分别和叶片N含量、胸径具有显著线性正相关关系(P=0.042;P=0.039)。凋落叶N、C:N分别和叶片N、C:N具有显著线性负相关关系(P=0.027;P=0.006);凋落叶C、P含量均与胸径呈显著线性负相关关系(P=0.015;P=0.042)。
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