模擬大氣氮沉降對閩北森林土壤理化性質(zhì)及森林碳動態(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)大氣氮沉降量超過森林生態(tài)系統(tǒng)的需求時，氮沉降會淋洗出植物體內(nèi)的養(yǎng)分，導(dǎo)致葉片過早脫落，還會降低植物的抗性；氮沉降能引起土壤酸化，同時造成土壤鹽基離子淋失。 國內(nèi)對酸雨的研究很多，但鮮見有關(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，是個林業(yè)大省，森林

2、覆蓋率達(dá)60.52％，在福建開展大氣氮沉降對森林生態(tài)系統(tǒng)的影響的研究具有重要的理論和現(xiàn)實(shí)意義。 本研究分為對照N0和處理N1、N2和N3，每種處理設(shè)三個重復(fù)樣地，于2004年1月開始，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。通過野外人工模擬氮沉降試驗(yàn)，研究不同水平氮沉降對森林土壤理化性質(zhì)、以及對森林碳動態(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照高2.55％、8.01％、12.24％，試驗(yàn)進(jìn)行快兩年時為7.46％、8.64％、16.63％，其增長量與氮沉降量以及沉降時間呈現(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)，比對照低9.59％，氮沉降時間越長，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三種水平氮沉降下的土壤有機(jī)質(zhì)含量分別比對照低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間呈正相關(guān)。(4)氮沉降引起各個土壤層全氮含量的增加，且上層土壤的增加程度更高，整個土壤層全氮含量的增長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間的延長而增加，N3水平沉降下的有效氮在初期

5、和近兩年時分別比對照高20.50％和42.15％。(5)氮沉降造成整個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加劇了速效鉀向更深一層土壤運(yùn)移；整個土壤層的速效鉀和交換性Mg2+的淋失與氮沉降時間呈正相關(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(比對照高0.7％)，而N2和N3不利于碳的積累(分別比對照低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