施氮對(duì)杉木林氮素轉(zhuǎn)化與土壤呼吸的影響.pdf

1、化石燃料的燃燒、大量有害氣體的排放、人類活動(dòng)等行為導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)中氮含量的迅猛增加，對(duì)生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響，受到全球關(guān)注。同時(shí)，過(guò)量的氮輸入對(duì)于森林生態(tài)系統(tǒng)中的碳氮循環(huán)、轉(zhuǎn)化機(jī)制產(chǎn)生嚴(yán)重的影響，從而危害陸地生態(tài)系統(tǒng)的功能效應(yīng)。在全球化氮沉降增加的背景下，中國(guó)作為高氮區(qū)，研究高氮輸入對(duì)森林土壤理化性質(zhì)、土壤呼吸的影響具有重要的實(shí)踐意義。本試驗(yàn)選址于亞熱帶邊緣地區(qū)，杉木作為我國(guó)亞熱帶地區(qū)典型常綠針葉林樹種，以杉木人工林為研究對(duì)象，通過(guò)人為

2、氮添加試驗(yàn)，研究氮添加對(duì)杉木林土壤氮素轉(zhuǎn)化與土壤呼吸的影響機(jī)理及其控制因素的響應(yīng)特征，得出結(jié)論如下：
　　在0-10 cm和10-30 cm土層中，森林土壤中全氮、無(wú)機(jī)氮含量均表現(xiàn)為施氮組大于對(duì)照組，且在各土層中呈自上而下逐層遞減的趨勢(shì)。在0-10 cm土層中，土壤全氮年平均含量高低順序?yàn)镹(1.80 g·kg-1)＞CK(1.38 g·kg-1)，土壤無(wú)機(jī)氮年平均含量高低順序?yàn)镹(13.92 mg·kg-1)＞CK(4.72 m

3、g·kg-1)。在10-30 cm土層中，土壤全氮年平均含量高低順序?yàn)镹(1.70 g·kg-1)＞CK(1.24 g·kg-1)，土壤無(wú)機(jī)氮年平均含量高低順序?yàn)镹(10.39 mg·kg-1)＞CK(3.22 mg·kg-1)。
　　氮添加對(duì)杉木林土壤氮素礦化速率結(jié)果表明，施氮雖然對(duì)氨化作用、硝化作用和礦化作用均產(chǎn)生促進(jìn)影響，各土層的氨化速率、硝化速率、礦化速率均表現(xiàn)為施氮組大于對(duì)照組，但在硝化作用、礦化作用上差異性顯著。在0-

4、10 cm土層中，年均氨化速率高低順序?yàn)镹(69.89μg·kg-1·d-1)＞CK(62.05μg·kg-1·d-1)，年均硝化速率高低為N(103.37μg·kg-1·d-1)＞CK(90.59μg·kg-1·d-1)，年均礦化速率高低為N(167.76μg·kg-1·d-1)＞CK(149.54μg·kg-1·d-1)。在10-30 cm土層中，年均氨化速率高低順序?yàn)镹(49.58μg·kg-1·d-1)＞CK(42.85μg·k

5、g-1·d-1)，年均硝化速率高低為N(66.29μg·kg-1·d-1)＞CK(46.48μg·kg-1·d-1)，年均礦化速率高低為N(106.38μg·kg-1·d-1)＞CK(82.87μg·kg-1·d-1)。
　　杉木新鮮枝葉、細(xì)根的養(yǎng)分含量分析得出，氮添加增加了枝、葉和細(xì)根中氮含量，年平均含量大于對(duì)照組。其中，枝葉的氮含量均表現(xiàn)為一級(jí)＞二級(jí)＞三級(jí)，葉＞枝。在地上枝葉部分養(yǎng)分儲(chǔ)量中，不同營(yíng)養(yǎng)元素含量的高低順序表現(xiàn)為N＞

6、Ca＞K＞Mg＞P，樹枝與樹葉的養(yǎng)分儲(chǔ)量分別為35.41 g·kg-1、38.51 g·kg-1。在地下根系部分（主要為細(xì)根）的營(yíng)養(yǎng)元素含量高低為N＞K＞Ca＞Mg＞P。
　　氮添加表現(xiàn)為對(duì)土壤微生物量碳具有抑制作用，而對(duì)土壤微生物量氮卻表現(xiàn)為促進(jìn)作用。在表層0-10 cm土壤中，杉木土壤微生物量碳年平均含量高低表現(xiàn)為CK(127.28 mg·kg-1)＞N(124.59 mg·kg-1)，均表現(xiàn)為夏季達(dá)到最高，冬季最低；土壤微生

7、物量氮年平均含量分別為N(7.32 mg·kg-1)＞CK(6.84 mg·kg-1)，施氮和對(duì)照處理下，土壤微生物量氮最高值均出現(xiàn)在夏季，而其最低值則分別出現(xiàn)在秋季和春季。在10-30 cm中，土壤微生物量碳年平均含量高低順序?yàn)镃K(120.54 mg·kg-1)＞N(118.83 mg·kg-1)，土壤微生物量氮年平均含量分別為N(7.32 mg·kg-1)＞CK(6.84 mg·kg-1)。
　　施氮處理下杉木林土壤呼吸具有