模擬氮沉降對典型闊葉紅松林土壤氮初級轉(zhuǎn)化速率的影響.pdf

1、氮，通常作為溫帶森林生態(tài)系統(tǒng)的主要限制因子之一，決定著生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的高低。然而自工業(yè)革命以來，由于人類活動越發(fā)頻繁，大量的氮素以干、濕沉降的形式輸入到森林生態(tài)系統(tǒng)中，對生態(tài)系統(tǒng)的氮素循環(huán)造成了極大的影響。而作為氮素儲存與轉(zhuǎn)化過程的重要載體，森林土壤也對高水平氮沉降產(chǎn)生了一系列的響應(yīng)，其中包括各氮素轉(zhuǎn)化過程的初級轉(zhuǎn)化速率的變化以及某些特定轉(zhuǎn)化過程中所產(chǎn)生的氧化亞氮(N2O)排放速率及其來源方式的改變。
　　本實(shí)驗(yàn)選擇我國小興安嶺地

2、區(qū)的地帶性頂極植被群落-典型闊葉紅松(Pinuskoraiensis)林內(nèi)的一塊人工模擬氮沉降長達(dá)6年的實(shí)驗(yàn)樣地，來探究氮沉降對土壤氮的初級轉(zhuǎn)化速率以及N2O的排放速率和來源方式的影響。結(jié)果表明，模擬氮沉降而進(jìn)行的連續(xù)重復(fù)施加不同劑量的氮肥處理(N0，N30，N60，N120)并沒有對森林土壤內(nèi)的初級轉(zhuǎn)化速率產(chǎn)生顯著的影響。硝酸根的主要產(chǎn)生方式為銨根的氧化（即自養(yǎng)硝化），而土壤有機(jī)氮的氧化作用（即異養(yǎng)硝化）則可以忽略不計。各處理(N0，

3、N30，N60，N120)之間的銨根氧化細(xì)菌(AOB)與銨根氧化真菌(AOA)的種群數(shù)量均沒有顯著差異，這可能是造成氮初級硝化速率對氮沉降沒有顯著響應(yīng)的內(nèi)在機(jī)制。在所有的土壤樣品內(nèi)，銨根的初級同化速率始終低于氮的初級礦化速率，這導(dǎo)致銨根的凈礦化。而且，氮的初級硝化速率也都遠(yuǎn)高于硝酸根的總消耗速率，這造成硝酸根的大量積累，同時也表明氮通過硝酸根淋溶或氮氧化物氣體排放等方式從土壤中流失的風(fēng)險極高。N30處理的N2O的排放速率顯著高于N0處理

4、的速率(p＜0.05），這與土壤中氮的可利用性以及微生物活性的差異有關(guān)。在產(chǎn)生的N2O總量中，有51.88-84.86％是通過反硝化過程產(chǎn)生，始終高于硝化過程貢獻(xiàn)的比例，這表明反硝化過程是本實(shí)驗(yàn)所研究的弱酸性森林土壤中產(chǎn)生N2O的主要機(jī)制。土壤中硝化過程（等價于自養(yǎng)硝化）的氧化亞氮轉(zhuǎn)化比例的范圍在0.01％至0.10％之間，反硝化過程的氧化亞氮轉(zhuǎn)化比例的范圍在14.65％至25.75％之間，且與硝化過程中氧化亞氮轉(zhuǎn)化比例的規(guī)律一致，均為