氮沉降對樟樹林和馬尾松林凋落物分解的影響.pdf

1、近幾十年來，由于礦物燃料燃燒、含氮化肥的生產(chǎn)和使用、人口增長和畜牧業(yè)發(fā)展等原因，人類向大氣中排放的含氮化合物越來越多。大量的大氣氮沉降導(dǎo)致了一系列生態(tài)問題諸如水體富營養(yǎng)化、土壤酸化、土壤營養(yǎng)元素失衡等，這些均引起了全世界的極大的關(guān)注。目前，研究氮沉降已是為全球生態(tài)環(huán)境研究的熱點內(nèi)容之一。氮在陸地生態(tài)系統(tǒng)過程的調(diào)節(jié)中通常起到關(guān)鍵的作用，因此，氮沉降增加所產(chǎn)生的生態(tài)后果深受人們的關(guān)注。中國的亞熱帶森林為世界上極少見的森林植被類型，是世界同緯

2、度地區(qū)唯一的森林植被。對亞熱帶森林凋落物分解的研究，對亞熱帶森林養(yǎng)分循環(huán)及維持持續(xù)生產(chǎn)力的機(jī)制的研究，和探究人工林植被的恢復(fù)機(jī)制等均具有極高的理論價值與科學(xué)依據(jù)。
　　 本文以樟樹林和馬尾松林為研究對象，設(shè)置三個梯度LN(5gNm-2yr-1，MN(15gNm-2yr-1)，HN(30gNm-2yr-1)4種氮添加水平。對其凋落枝和凋落葉分解過程中凋落物重量的變化規(guī)律，如干重的殘留率、凋落枝和凋落葉中初始養(yǎng)分含量、凋落枝和凋落葉

3、分解過程中各種組分主要營養(yǎng)元素的含量變化等進(jìn)行為期一年的研究（2011年10月至2012年10月）。研究結(jié)果表明:
　　 (1)經(jīng)過12個月的分解實驗，CK、HN、MN、LN處理馬尾松凋落枝的殘留率分別為47.67％、53.86％、52.67％、50.90％，馬尾松凋落葉的殘留率分別為71.33％、70.02％、69.67％、70.12％。樟樹凋落枝的干重殘留率分別為39.5％、37.79％、34.83％、35.89％，樟樹凋落

4、葉干重殘留率分別為8.5％、9.1％、9.59％、9.81％。從以上數(shù)據(jù)可以看出，經(jīng)過一年的分解，樟樹和馬尾松凋落枝和凋落葉分解變化是不一致的，其分解速率的大小順序為樟樹凋落葉＞樟樹凋落枝＞馬尾松凋落枝＞馬尾松凋落葉。樟樹凋落枝的干重殘留率隨分解時間變化的曲線與樟樹凋落葉基本相似:最初殘留率值較大，并減少較慢，之后逐漸降低，6到8個月后殘留率降低速率最快，后逐漸趨于穩(wěn)定值。經(jīng)過12個月的分解，最終樟樹凋落枝的干重殘留率低于馬尾松凋落枝的

5、干重殘留率，且殘留率的變化規(guī)律差別較大，樟樹凋落枝的分解速率在6到8個月最快，而馬尾松在10個月以后才達(dá)到最快。不同氮濃度處理下樟樹凋落枝的干重殘留率均低于對照組。高濃度氮處理下馬尾松凋落枝的干重殘留率較高。低、中濃度氮處理下凋落枝干重殘留率較低。由此可知在相同的氮濃度處理下樟樹凋落枝的分解速率明顯高于馬尾松。
　　 (2)樟樹凋落物和馬尾松凋落物不同組成成分（枝、葉、果）的養(yǎng)分含量。C是凋落物最主要的養(yǎng)分，其所含的比例最大，其

6、含量范圍（446.790g·kg-1～507.467g·kg-1），樟樹果中的含量最大，明顯高于枝和葉，枝和葉的含量差別不大，而馬尾松果中C的含量又明顯低于枝和葉，其枝和葉的含量差別也不大。其次是N的含量，其含量范圍（4.605g·kg-1～11.90g·kg-1），樟樹葉的含量最大，而馬尾松則是果中的含量最大。其次是S的含量，其范圍是（0.727g·kg-1～1.666g·kg-1），P的含量范圍（0.1994g·kg-1～1.602

7、g·kg-1）。C/N的值在38.02～103.63之間。馬尾松凋落枝的C/N值最大，而樟樹葉C/N值最小。不同樹種，不同組分之間凋落物的初始元素有一定的差異，但其差異性因樹種和元素的不同而不同。
　　 (3)經(jīng)過一年的分解實驗，馬尾松凋落葉分解過程中C含量，HN處理、MN處理、LN處理分別下降14.8％、24.1％、20.0％，馬尾松凋落枝分解過程中的C含量分別下降了13.8％、13.6％、9.6％。而樟樹凋落葉分解過程中C含

8、量，HN處理、MN處理、LN處理分別下降19.0％、15.5％、14.8％，樟樹凋落枝分解過程中C含量分別上升了2.0％、62.1％、10.3％。經(jīng)過LSD多重比較發(fā)現(xiàn)，馬尾松凋落葉分解過程中的C含量，HN處理、MN處理、LN處理之間差異性顯著，其凋落枝分解過程中C含量不同處理間差異性不顯著，樟樹凋落葉分解時，不同處理間C含量差異性顯著，樟樹凋落枝分解過程中C含量出現(xiàn)一定的上升，且不同處理間差異性顯著。說明施氮處理對馬尾松凋落枝和凋落葉

9、及樟樹凋落枝C元素的釋放表現(xiàn)為一定的抑制作用，而對樟樹凋落葉表現(xiàn)為促進(jìn)作用。凋落物C含量隨著干物質(zhì)的流失而釋放。
　　 (4)樟樹和馬尾松凋落葉和凋落枝在分解一年后，凋落物中N元素的含量總體上都是下降的趨勢，馬尾松凋落葉分解一年后N含量，HN處理、MN處理、LN處理分別下降34.7％、25.8％、21.5％。凋落枝分解時分別下降了54.4％、7.4％、36.9％。而樟樹凋落葉分解下降了13.6％、14.1％、20.6％，樟樹凋落

10、枝分解分別下降了8.3％、15.9％、22.8％。經(jīng)過LSD多重比較發(fā)現(xiàn)，馬尾松和樟樹凋落枝與凋落葉分解過程中，HN處理、MN處理、LN處理之間差異性顯著，說明施加氮對凋落物分解過程中N元素的含量變化趨勢沒有影響，凋落物分解過程最終N元素的含量是下降的，但是下降的幅度因樹種和N濃度處理的不同而不同。
　　 (5)K元素的含量在樟樹和馬尾松凋落枝和凋落葉的分解過程中都經(jīng)歷了兩個階段，先是下降再是增加的趨勢。馬尾松凋落枝和凋落葉分解

11、時間達(dá)到6個月時，K含量開始上升。樟樹凋落枝和凋落葉分解時間為10個月時，K元素的含量開始上升。馬尾松和樟樹凋落枝和凋落葉分解過程中Ca元素含量的變化均呈波動式下降的趨勢，樟樹和馬尾松凋落物中Ca元素含量很小，隨著干重的下降，Ca元素的含量變小。但是下降的幅度隨著N處理濃度與樹種的不同而不同，變化復(fù)雜，規(guī)律性不明顯。Mg元素的含量在馬尾松和樟樹凋落物分解過程中均是波動式下降的，Mg元素在樟樹凋落物的含量范圍為0.8g·kg-1～1.1g