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模拟大气氮沉降对闽北森林土壤理化性质及森林碳动态的影响

王强  
【摘要】:在全球范围内,由人为排放所产生的氮沉降主要集中在北美、欧洲、东亚及南亚地区。由于人为活动的结果,北半球大面积的陆地所接受的氮素沉降日益增加。森林是氮沉降的大面积的直接承受者。当大气氮沉降量超过森林生态系统的需求时,氮沉降会淋洗出植物体内的养分,导致叶片过早脱落,还会降低植物的抗性;氮沉降能引起土壤酸化,同时造成土壤盐基离子淋失。 国内对酸雨的研究很多,但鲜见有关氮沉降与森林相互作用关系的研究。福建地处东南沿海,是个林业大省,森林覆盖率达60.52%,在福建开展大气氮沉降对森林生态系统的影响的研究具有重要的理论和现实意义。 本研究分为对照NO和处理N1、N2和N3,每种处理设三个重复样地,于2004年1月开始,每月月初分别以CO(NH_2)_2溶液的形式人为喷施0、60、120、240kg.hm~(-2).yr~(-1)N。通过野外人工模拟氮沉降试验,研究不同水平氮沉降对森林土壤理化性质、以及对森林碳动态的影响。 研究结果表明:(1)氮沉降引起土壤密度的增加,三种水平沉降在初期比对照高2.55%、8.01%、12.24%,试验进行快两年时为7.46%、8.64%、16.63%,其增长量与氮沉降量以及沉降时间呈现正相关。(2)氮沉降引起土壤pH值下降,0-20cm土层较20-40cm和40-60cm土层敏感,pH值的下降程度与氮沉降量呈正相关,N3出现最小的pH值(4.31),比对照低9.59%,氮沉降时间越长,土壤pH值下降程度越大,土壤酸化也就越明显。(3)氮沉降引起土壤有机质含量的降低,氮沉降初期和近两年时三种水平氮沉降下的土壤有机质含量分别比对照低7.35%、10.92%和11.38%和18.83%、21.85%、26.64%,土壤表层土壤的有机质比低层更易溶出,土壤有机质的溶出量与氮沉降量以及沉降时间呈正相关。(4)氮沉降引起各个土壤层全氮含量的增加,且上层土壤的增加程度更高,整个土壤层全氮含量的增长与氮沉降量呈正相关。有效氮(铵态氮+硝态氮)含量随氮沉降水平的提高和沉降时间的延长而增加,N3水平沉降下的有效氮在初期和近两年时分别比对照高20.50%和42.15%。(5)氮沉降造成整个土壤层中速效磷的衰减、速效钾和交换性Ca~(2+)以及交换性Mg~(2+)的淋失。氮沉降初期为速效磷和交换性Ca~(2+)的快速衰减和淋失阶段,N2能引起交换性Ca~(2+)更大程度的淋失;越大程度的氮沉降引起表层土壤更大程度的速


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