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文檔簡介
1、化石燃料的燃燒、大量有害氣體的排放、人類活動等行為導(dǎo)致陸地生態(tài)系統(tǒng)中氮含量的迅猛增加,對生態(tài)環(huán)境產(chǎn)生惡劣影響,受到全球關(guān)注。同時,過量的氮輸入對于森林生態(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,中國作為高氮區(qū),研究高氮輸入對森林土壤理化性質(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象,通過人為
2、氮添加試驗(yàn),研究氮添加對杉木林土壤氮素轉(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、無機(jī)氮含量均表現(xiàn)為施氮組大于對照組,且在各土層中呈自上而下逐層遞減的趨勢。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)。
氮添加對杉木林土壤氮素礦化速率結(jié)果表明,施氮雖然對氨化作用、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,年平均含量大于對照組。其中,枝葉的氮含量均表現(xiàn)為一級>二級>三級,葉>枝。在地上枝葉部分養(yǎng)分儲量中,不同營養(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)的營養(yǎng)元素含量高低為N>K>Ca>Mg>P。
氮添加表現(xiàn)為對土壤微生物量碳具有抑制作用,而對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
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