论文题目：石漠化生态恢复中顶坛花椒-土壤系统碳、氮、钙变化规律研究
摘要：石漠化问题严重制约了喀斯特地区生态和经济的发展,开展生态恢复是治理喀斯特石漠化的核心任务。在喀斯特石漠化治理生态恢复中,碳是陆地上所有生命的基础,氮是植被恢复的重要营养元素,钙是喀斯特地区岩溶动力循环的关键元素。因此,在喀斯特地区植被生态恢复工程中,不仅要注重土壤中碳氮营养元素,还要提高对富含元素钙的关注。本研究以植物-土壤钙元素循环为主线,探明石漠化生态恢复中钙元素分布及其与碳、氮元素的关系,阐述顶坛花椒（Zanthoxylum planispinum var.dintanensis）生长对富钙岩溶土壤环境的适应,阐明石漠化恢复中植物-土壤的碳、氮、钙变化规律,为喀斯特石漠化退化生态系统的恢复提供科学依据,为钙循环研究提供基础资料。主要取得的研究成果如下:1、顶坛花椒林土壤有机碳、全氮和总钙含量为21～55 g/kg、8.4～12g/kg及40～59 g/kg,均以表层土壤0～10 cm含量较高。顶坛花椒植株全碳含量404～431 g/kg,在各部位含量排序为树枝＞叶片＞根＞枯落物;全氮含量为26～43 g/kg,以根系含量最高,其次是叶片,在花椒各部位之间具有显著差异;总钙含量为4.1～43 g/kg,在顶坛花椒内表现枯落物＞叶片＞根＞枝的分配规律。2、随顶坛花椒种植年限的增加,土壤、根系和枯落物碳氮含量增加,叶片中全碳含量减少,而叶片全氮含量先增后减;土壤和叶片总钙含量增加,根系和枯落物中总钙含量先增后减;树枝中碳氮钙含量无显著变化。长期种植花椒造成碳、氮、钙元素之间的不平衡,以及钙的生理调节功能的延迟反应,可能是顶坛花椒生长衰退的另一个原因。3、土壤中交换态钙、酸溶态钙和水溶态钙含量分别为1.99 g/kg、0.34g/kg和0.29 g/kg,土壤钙迁移和转化受土壤水分、全磷及全镁的影响较大。主成分分析表明喀斯特生态系统中钙同碳、氮、磷一样对土壤质量有明显的支配作用。4、顶坛花椒叶片中果胶酸钙、水溶性有机酸钙、磷酸和碳酸钙含量较高,根系中草酸钙含量较多,树枝中各形态钙含量均较少。说明顶坛花椒通过增强叶片细胞组织间的粘结、细胞膜的稳定性来增强细胞壁的刚性,同时在根系中将未及时运输至植物地上部分多余的钙进行消化来适应富钙环境,且在长期的适应性进化过程中,顶坛花椒植物各部位对钙的储存方式的多样性可能是其在高钙环境中能够生长较好的原因。5、顶坛花椒体内钙素含量与土壤中水溶态钙、交换态钙和酸溶态钙水平紧密相关,而与土壤总钙含量无显著关系,表明土壤碳氮养分含量和有效性钙水平是影响花椒体内钙素含量的主导因素。土壤全氮对顶坛花椒果胶钙、草酸钙、硝酸钙与氯化钙具有促进作用,表明土壤中氮素水平的提高可增强顶坛花椒对高钙环境的适应性。叶片全碳含量与叶片总钙呈极显著负相关关系,叶片全氮与花椒体内总钙含量间具有显著正相关关系,说明花椒在干旱恶劣环境下形成了低碳-高钙叶片建成策略;且顶坛花椒体内钙元素通过影响碳素分配、氮素有效性而影响植物光合作用及植物生长发育。
关键词：喀斯特石漠化;生态恢复;顶坛花椒;土壤;碳氮钙
学科专业：环境科学
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 研究背景与意义
1.2 研究进展
1.2.1 喀斯特地区石漠化生态恢复研究进展
1.2.2 石漠化生态恢复中碳氮钙研究进展
1.2.3 顶坛花椒生长与喀斯特环境的关系
1.3 研究内容
1.4 技术路线
第二章 研究区概况与研究方法
2.1 研究区概况
2.2 花椒树种植年限的选择
2.3 样品的采集与处理
2.3.1 植物样品采集
2.3.2 土壤样品采集
2.4 样品处理与测定
2.4.1 土壤指标的测定
2.4.2 植物指标的测定
2.5 数据处理
第三章 不同种植年限花椒林土壤钙形态特征
3.1 结果与分析
3.1.1 不同种植年限花椒林土壤钙形态分布特征
3.1.2 不同种植年限花椒林土壤理化性质
3.1.3 土壤因子间的相关性分析
3.1.4 土壤因子对土壤钙的相对重要性分析
3.2 讨论
3.2.1 顶坛花椒林土壤钙形态特征
3.2.2 种植年限对土壤钙的影响
3.2.3 土壤因子对土壤钙元素迁移的影响
3.3 小结
第四章 顶坛花椒林土壤碳氮钙生态化学计量学特征
4.1 结果与分析
4.1.1 顶坛花椒林土壤生态化学计量比特征
4.1.2 土壤生态化学计量指标的主成分分析
4.1.3 土壤碳氮钙生态计量比与土壤理化性质的关系
4.2 讨论
4.2.1 顶坛花椒林土壤碳氮磷生态化学计量学特征
4.2.2 土壤因子与碳氮磷生态化学计量学的关系
4.2.3 探究钙与其他元素生态化学计量学的研究意义
4.3 小结
第五章 碳氮钙元素在顶坛花椒器官及其枯落物中的分布特征
5.1 结果与分析
5.1.1 不同种植年限顶坛花椒根茎叶、枯落物碳氮钙含量
5.1.2 顶坛花椒碳氮钙含量分布比较
5.1.3 顶坛花椒碳氮钙元素相关性分析
5.2 讨论
5.2.1 顶坛花椒各部位碳氮钙含量总体特征
5.2.2 种植年限对顶坛花椒碳氮钙元素的影响
5.2.3 顶坛花椒碳氮钙元素间的交互作用
5.3 小结
第六章 顶坛花椒植物-土壤系统中碳氮钙元素关系
6.1 结果与分析
6.1.1 土壤碳氮钙与植物碳氮钙的相关性分析
6.1.2 顶坛花椒氮钙吸收、转运及返还能力
6.1.3 土壤-植物碳氮钙素与钙吸收、转运和返还能力的关系
6.2 讨论
6.2.1 顶坛花椒对土壤中钙吸收、转运和返还能力分析
6.2.2 喜钙植物-土壤系统中碳氮钙元素关系
6.3 小结
第七章 结论与展望
7.1 主要结论
7.2 论文创新点
7.3 展望与不足
参考文献
附图
致谢