養(yǎng)分添加對亞熱帶常綠闊葉林土壤養(yǎng)分狀況的影響.pdf

1、土壤是植物生存的重要環(huán)境因子,也是森林生態(tài)系統(tǒng)研究的重要組成部分。一方面,森林土壤可為森林植被的存在和發(fā)展提供必要的物質(zhì)基礎(chǔ);另一方面,森林植被的出現(xiàn)及其演替反過來也將影響其土壤的形成和發(fā)育。隨著人口增加、經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境變化對土地資源的壓力日益增大,導(dǎo)致土地退化和污染十分嚴(yán)重。目前,土壤質(zhì)量是制約全球生物圈可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一,亦是生態(tài)環(huán)境、土壤管理和土地利用的可持續(xù)評估、判斷準(zhǔn)則。土壤是森林生態(tài)系統(tǒng)營養(yǎng)元素轉(zhuǎn)化的重要樞紐,其養(yǎng)分狀

2、況影響林木生長,使森林生態(tài)系統(tǒng)表現(xiàn)出不同的生產(chǎn)力水平。
　　在氮沉降全球化的背景下,研究和預(yù)測氮沉降對我國森林生態(tài)系統(tǒng)的影響及其反饋,對于制定合理的經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略、制訂森林資源和環(huán)境管理計劃和提高應(yīng)對全球變化能力均具有重要理論價值和實(shí)踐意義。鑒于此,于2011年1月在安徽查灣自然保護(hù)區(qū)選擇亞熱帶常綠闊葉林建立了永久性的試驗(yàn)樣地,通過養(yǎng)分添加試驗(yàn)(氮添加、氮磷添加),探討氮磷添加對亞熱帶常綠闊葉林土壤養(yǎng)分狀況的影響,為揭示森林土壤養(yǎng)分

3、動態(tài)及其對氮沉降增加的響應(yīng)機(jī)理提供基礎(chǔ)。
　　研究結(jié)果顯示,養(yǎng)分添加前表層0-10cm土壤pH(H2O)平均值為4.28、pH(KCl)的平均值為3.34,電導(dǎo)率(EC)的均值為200.47μS·cm-1,全氮的均值為3.13g·kg-1,全鉀的均值為9.52g·kg-1,全鈣的均值為83.22g·kg-1,全鎂的均值為1.70g·kg-1,全磷的均值為176.03mg·kg-1。不同處理各養(yǎng)分之間差異不顯著(p>0.05)。

4、r>　　養(yǎng)分添加后,對照(CK)樣地表層0-10cm土壤中,銨態(tài)氮含量最高出現(xiàn)在2012年6月(11.05mg·kg-1),最低在2011年12月(3.60mg·kg-1);氮添加(N)處理樣地分別出現(xiàn)在2011年10月(14.64mg·kg-1)、2011年9月(4.90mg·kg-1);氮磷添加(N+P)處理,則分別在2011年8月(17.24mg·kg-1、2011年9月(4.90mg·kg-1)。10-20cm土層中,對照銨態(tài)氮

5、含量最高在2011年8月(19.16mg·kg-1),最低在2011年12月(2.50mg·kg-1);氮添加分別出現(xiàn)在在2011年8月(11.67mg·kg-1)、2011年7月(3.41mg·kg-1);氮磷添加分別在2011年8月(15.45mg·kg-1)、2011年7月(2.97mg·kg-1)。
　　表層0-10cm土壤中,對照硝態(tài)氮含量最高在2012年2月(1.65mg·kg-1),最低在2011年12月(0.17m

6、g·kg-1);氮添加分別在2011年10月(22.51mg·kg-1)和2012年4月(0.17mg·kg-1);氮磷添加分別在2011年10月(7.14mg·kg-1)和2012年4月(0.18mg·kg-1)。10-20cm土層中,對照硝態(tài)氮含量最高在2011年7月(1.43mg·kg-1),最低在2011年10月(0.35mg·kg-1);氮添加分別在2011年10月(10.08mg·kg-1)和2012年4月(0.18mg·k

7、g-1);氮磷添加分別在2011年10月(4.11mg·kg-1)和2012年4月(0.20mg·kg-1)。養(yǎng)分添加處理和對照之間差異顯著(p<0.05),而氮添加和氮磷添加之間差異不顯著(p>0.05)。
　　表層0-10cm土壤中,對照土壤速效磷含量最高在2012年6月(5.71mg·kg-1),最低在2011年12月(0.46mg·kg-1);氮添加分別在2011年9月(2.82mg·kg-1)、2011年12月(1.41

8、mg·kg-1);氮磷添加分別在2011年12月(3.81mg·kg-1)、2011年12月(0.37mg·kg-1)。10-20cm土層中對照土壤速效磷含量最高在2011年5月份(1.13mg·kg-1),最低在12月(0.58mg·kg-1);氮添加分別出現(xiàn)在2012年4月(3.96mg·kg-1)和2011年7月(1.08mg·kg-1);氮磷添加分別在2012年4月(3.34mg·kg-1)和2011年7月(0.92mg·kg-

9、1)。對照和氮添加之間差異不顯著(p>0.05),氮磷添加和對照及氮添加之間差異顯著(p<0.05)。
　　表層0-10cm土壤中,對照可溶性有機(jī)碳(DOC)含量最高在2011年8月(368.24mg·kg-1),最低在2011年10月(118.37mg·kg-1);氮添加DOC含量最高在2011年8月(391.16mg·kg-1),最低在2012年6月(84.32mg·kg-1)。氮磷添加DOC含量最高在2011年8月(381.

10、43mg·kg-1),最低在2012年6月(92.71mg·kg-1)。
　　原位培養(yǎng)結(jié)果顯示,對照0-10cm土壤的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為556.87μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、671.50μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、1228.37μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-230.82μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-18.67μg·kg-1·

11、d-1(2012年2-4月)、-163.31μg·kg-1·d-1(2011年8-9月);10-20cm土層的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為244.31μg·kg-1·d-1(2012年2-4月)、201.13μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、392.73μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-467.57μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-8.30μg·kg-1·d-1(2012年

12、2-4月)、-438.28μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)。
　　氮添加處理0-10cm土壤的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為583.64μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、687.39μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、1271.03μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-233.79μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-343.87μg·kg-1·d-1(2

13、011年10-12月)、-278.10μg·kg-1·d-1(2011年10-12月);10-20cm土層的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為285.31μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、177.65μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、462.97μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-264.72μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-89.26μg·kg-1·d-1(2011年

14、10-12月)、-190.86μg·kg-1·d-1(2011年10-12月)。
　　氮磷添加處理0-10cm土壤的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為379.83μg·kg-1·d-1(2011年9-10月)、676.65μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、877.39μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-404.18μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-64.36μg·kg-1·d

15、-1(2011年10-12月)、-407.86μg·kg-1·d-1(2011年8-9月);10-20cm土層的銨化速率、硝化速率和礦化速率最高值分別為162.31μg·kg-1·d-1(2012年6-7月)、285.00μg·kg-1·d-1(2011年9-10月)、351.21μg·kg-1·d-1(2012年6-7月),最低值分別為-417.96μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)、-45.69μg·kg-1·d-1(20

16、11年10-12月)、-425.14μg·kg-1·d-1(2011年8-9月)。
　　研究結(jié)果表明,在氮添加處理后的一個月,表層土壤無機(jī)氮含量表現(xiàn)出比對照高的格局,且0-10cm土層對養(yǎng)分添加的響應(yīng)比10-20cm土層更加敏感,可見短期(如1-2年)氮添加可以顯著促進(jìn)森林土壤氮素礦化,且對表層土壤的促進(jìn)效果更為明顯。不同處理中,添加N和N+P處理均使兩個土層銨態(tài)氮和硝態(tài)氮含量顯著增加,但兩個處理間的差異并不顯著。添加氮磷處理土壤

17、有效磷含量高于氮添加和對照,隨著施肥處理的進(jìn)行,其差異隨之增大。而氮添加和對照樣地土壤有效磷含量的差異并沒有達(dá)到統(tǒng)計顯著水平。
　　不同處理0-10cm和10-20cm土層的氮素凈銨化,凈硝化和凈礦化速率具有相似的季節(jié)性變化規(guī)律,即夏季氮素凈轉(zhuǎn)化速率最高,冬季氮素凈轉(zhuǎn)化速率最低,春季和秋季氮素凈轉(zhuǎn)化速率有一定差異,但不顯著。初步結(jié)果顯示,養(yǎng)分添加使土壤年平均凈礦化速率下降,氮添加使土壤硝化速率下降,銨化速率上升;而氮磷添加使硝化速