模擬大氣氮沉降對(duì)閩北森林土壤理化性質(zhì)及森林碳動(dòng)態(tài)的影響.pdf

1、在全球范圍內(nèi)，由人為排放所產(chǎn)生的氮沉降主要集中在北美、歐洲、東亞及南亞地區(qū)。由于人為活動(dòng)的結(jié)果，北半球大面積的陸地所接受的氮素沉降日益增加。森林是氮沉降的大面積的直接承受者。當(dāng)大氣氮沉降量超過(guò)森林生態(tài)系統(tǒng)的需求時(shí)，氮沉降會(huì)淋洗出植物體內(nèi)的養(yǎng)分，導(dǎo)致葉片過(guò)早脫落，還會(huì)降低植物的抗性；氮沉降能引起土壤酸化，同時(shí)造成土壤鹽基離子淋失。 國(guó)內(nèi)對(duì)酸雨的研究很多，但鮮見(jiàn)有關(guān)氮沉降與森林相互作用關(guān)系的研究。福建地處東南沿海，是個(gè)林業(yè)大省，森林

2、覆蓋率達(dá)60.52％，在福建開(kāi)展大氣氮沉降對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)的影響的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本研究分為對(duì)照N0和處理N1、N2和N3，每種處理設(shè)三個(gè)重復(fù)樣地，于2004年1月開(kāi)始，每月月初分別以CO(NH2)2溶液的形式人為噴施0、60、120、240kg.hm-2.yr-1N。通過(guò)野外人工模擬氮沉降試驗(yàn)，研究不同水平氮沉降對(duì)森林土壤理化性質(zhì)、以及對(duì)森林碳動(dòng)態(tài)的影響。 研究結(jié)果表明：(1)氮沉降引起土壤密度的增加，三

3、種水平沉降在初期比對(duì)照高2.55％、8.01％、12.24％，試驗(yàn)進(jìn)行快兩年時(shí)為7.46％、8.64％、16.63％，其增長(zhǎng)量與氮沉降量以及沉降時(shí)間呈現(xiàn)正相關(guān)。(2)氮沉降引起土壤pH值下降，0-20cm土層較20-40cm和40-60cm土層敏感，pH值的下降程度與氮沉降量呈正相關(guān)，N3出現(xiàn)最小的pH值(4.31)，比對(duì)照低9.59％，氮沉降時(shí)間越長(zhǎng)，土壤pH值下降程度越大，土壤酸化也就越明顯。(3)氮沉降引起土壤有機(jī)質(zhì)含量的降低，氮

4、沉降初期和近兩年時(shí)三種水平氮沉降下的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比對(duì)照低7.35％、10.92％和11.38％和18.83％、21.85％、26.64％，土壤表層土壤的有機(jī)質(zhì)比低層更易溶出，土壤有機(jī)質(zhì)的溶出量與氮沉降量以及沉降時(shí)間呈正相關(guān)。(4)氮沉降引起各個(gè)土壤層全氮含量的增加，且上層土壤的增加程度更高，整個(gè)土壤層全氮含量的增長(zhǎng)與氮沉降量呈正相關(guān)。有效氮(銨態(tài)氮+硝態(tài)氮)含量隨氮沉降水平的提高和沉降時(shí)間的延長(zhǎng)而增加，N3水平沉降下的有效氮在初期

5、和近兩年時(shí)分別比對(duì)照高20.50％和42.15％。(5)氮沉降造成整個(gè)土壤層中速效磷的衰減、速效鉀和交換性Ca2+以及交換性Mg2+的淋失。氮沉降初期為速效磷和交換性Ca2+的快速衰減和淋失階段，N2能引起交換性Ca2+更大程度的淋失；越大程度的氮沉降引起表層土壤更大程度的速效鉀淋失同時(shí)加劇了速效鉀向更深一層土壤運(yùn)移；整個(gè)土壤層的速效鉀和交換性Mg2+的淋失與氮沉降時(shí)間呈正相關(guān)。(6)土壤有機(jī)碳在氮沉降作用下溶出，其含量降低，且溶出量與

6、氮沉降量以及沉降時(shí)間呈正相關(guān)；氮沉降初期，氮沉降有利于當(dāng)年生葉的有機(jī)碳積累，三種氮沉降處理的葉片分別比對(duì)照高2.50％、2.71％和1.57％，但隨著氮沉降的繼續(xù)，N1輸入依然有利于碳的積累(比對(duì)照高0.7％)，而N2和N3不利于碳的積累(分別比對(duì)照低1.26％和4.41％)，且氮沉降量越大就越不利于碳積累。(7)凋落物中碳的含量以及碳的歸還量并不隨氮沉降水平的不同而出現(xiàn)顯著差異，主要受季節(jié)和自然條件的影響。N2和N3水平沉降能提高凋落