模擬氮沉降對華西雨屏區(qū)苦竹林凋落物和土壤氮礦化的影響.pdf

1、隨著全球工農(nóng)業(yè)的發(fā)展，人類的許多活動如汽化石燃料的燃燒，化肥的生產(chǎn)與使用和車尾氣的排放等產(chǎn)生了大量活性氮(N)，導(dǎo)致全球大氣N沉降顯著增加，這一趨勢在未來數(shù)十年將進(jìn)一步加劇。N沉降的顯著增加可能對森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和功能等造成顯著影響。我國作為全球三大N沉降區(qū)（分別為歐洲，美國和中國）之一，有關(guān)N沉降的研究還處在起步階段?？嘀瘢≒leiobastus amarus）是我國南方退耕還林的重要竹種之一，在長江中上游生態(tài)屏障建設(shè)及地區(qū)經(jīng)濟(jì)發(fā)建

2、設(shè)中，發(fā)揮著十分重要的生態(tài)、經(jīng)濟(jì)作用。對華西雨屏區(qū)苦竹林進(jìn)行模擬N沉降試驗(yàn)，探究苦竹林凋落物養(yǎng)分元素輸入量、凋落物基質(zhì)質(zhì)量和土壤N礦化對模擬N沉降的響應(yīng)，有利于為該地區(qū)苦竹林的可持續(xù)經(jīng)營提供重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和理論依據(jù)。本次試驗(yàn)?zāi)MN沉降水平分別為對照(不施N)、低N(50 kg·N·hm-2·a-1)、中N(150 kg·N·hm-2·a-1)和高N(300 kg·N·hm-2·a-1)。
　　研究結(jié)果表明:
　　(1)模擬N

3、沉降顯著增加了苦竹林凋落量，增幅為8.75％～28.08％;各處理下凋落物各組分養(yǎng)分元素含量大小順序均為N＞Ca＞K＞Mg＞P。模擬N沉降顯著增加了凋落葉中的N、P、K、Ca和Mg元素含量，增幅分別為18.10％～32.71％，16.11％～22.67％，12.86％～22.54％，10.31％～14.70％和13.18％～24.07％。各處理下凋落物各組分養(yǎng)分元素年輸入量大小順序均為N＞Ca＞K＞Mg＞P。相對于CK，各處理均顯著增加

4、了各養(yǎng)分元素年輸入量，其中N元素年輸入量增幅在21.98％～62.12％之間，P元素增幅度在50.62％～22.18％之間，Ca元素增加幅度在24.02％～50.89％之間，Mg元素增加幅在28.59％～68.78％之間，K元素增幅在23.85％～58.66％之間，且高N(HN)相對于中N(MN)及低N(LN)均顯著增加了N、P、K、Ca和Mg元素年輸入量。本研究表明模擬氮沉降增加了凋落物對土壤養(yǎng)分的輸入量，這對于維持苦竹林地肥力，長期

5、保持苦竹林分的生產(chǎn)力具有重要的作用。
　　(2)模擬N沉降顯著增加了凋落葉中N、P元素含量，中N處理顯著增加了凋落枝中N元素含量，中N和高N處理均顯著增加了凋落枝中P元素含量;模擬N沉降對凋落物中C元素含量影響很微弱，表現(xiàn)出各模擬N沉降處理顯著降低了凋落葉中的C/N，中N處理顯著降低了凋落枝中的C/N.模擬N沉降對木質(zhì)素和纖維素含量均未造成顯著影響。由于模擬N沉降增加了苦竹凋落物的N、P含量，降低了其C/N，因此N沉降可能會促進(jìn)苦

6、竹凋落物的初期分解。
　　(3)模擬N沉降降低了苦竹林土壤pH值，降低范圍在0.30％～7.69％之間，且HN與CK之間差異達(dá)顯著水平。模擬N沉降增加了苦竹林土壤TOC含量，且與CK相比，LN和HN顯著增加了苦竹林土壤的TOC含量，增加幅度分別為2.63％和4.03％。模擬N沉降增加了苦竹林土壤TN含量，但僅有HN顯著增加，增幅為13.2％。模擬N沉降并未對苦竹林土壤C/N造成顯著影響。自然狀態(tài)下(CK)，微生物生物量碳(MBC)

7、含量為0.23 mg·g-1，HN處理顯著增加了MBC，增幅為14.10％。自然狀態(tài)下(CK)，苦竹林土壤微生物生物量N(MBN)含量為0.023 mg·g-1，模擬N沉降顯著增加了土壤MBN含量，且增加范圍在12.12％～25.63％之間。模擬N沉降增加了苦竹林土壤有效N含量，且HN處理顯著增加。CK處理后的土壤中細(xì)根生物量為616.42g·m-2，經(jīng)HN處理后的細(xì)根生物量與經(jīng)CK處理后的細(xì)根生物量之間差異達(dá)顯著水平。本研究結(jié)果表明模

8、擬N沉降對有助于加速養(yǎng)分循環(huán)、改善土壤質(zhì)量、增加土壤肥力。
　　(4)模擬氮沉降顯著增加了苦竹林土壤凈氮礦化量和凈氮礦化速率，且苦竹林凈氮礦化速率和土壤初始無機(jī)氮含量、土壤微生物生物氮含量、細(xì)根生物量及凋落物量成顯著正相關(guān)關(guān)系，而和土壤pH值及凋落葉C/N成顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。本研究結(jié)果表明模擬N沉降主要是通過影響苦竹林土壤理化性質(zhì)、細(xì)根生物量和凋落物性質(zhì)，從而對土壤N礦化產(chǎn)生影響，且由于模擬N沉降表現(xiàn)出增加土壤凈N礦化量和凈N礦化速