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氮沉降对杉木人工林土壤理化性质和酶活性的影响

徐雷  
【摘要】: 近几十年人类活动向大气中排放的含氮化合物激增,并引起大气氮沉降也成比例增加。氮沉降的增加导致了一系列严重的生态问题,如水体富营养化、森林衰退、土壤酸化、生物多样性减少。由于森林生态系统是氮沉降的主要接受者及其对维护地球生态平衡的重要作用,氮沉降对森林生态系统结构和功能影响的研究得到了欧美国家的重视,成为生态学研究的热点之一。 我国已成为仅次于欧洲和美国的第三大氮沉降区,而且未来几十年这种趋势还会加剧,然而对氮沉降的研究却涉及甚少。杉木是我国南方重要的用材树种之一,自然分布和人工栽培都很辽阔。福建是我国林业大省,地处东南沿海,属亚热带季风气候。因此在福建开展氮沉降对杉木人工林生态系统影响的研究,既可以弥补我国有关氮沉降对森林生态系统研究的不足,又可为我国乃至亚热带地区进一步开展氮沉降研究打下基础,同时还可为杉木林的可持续经营提供理论指导。 通过4个水平的模拟氮沉降试验:NO(对照,OKg N hm~(-2).a~(-1))、N1(60Kg N hm~(-2).a~(-1))、N2(120KgN hm~(-2).a~(-1))、N3(240Kg N hm~(-2).a~(-1)),研究氮沉降对杉木人工林土壤理化性质及其酶活性的影响。 主要研究结果如下: 1氮沉降对土壤理化性质的影响 1)氮沉降引起土壤容重、pH值、全量和交换性钙、交换性盐基总量、盐基饱和度、有效养分含量的增加,但增加的程度与氮沉降量的大小之间没表现出明显的关系。 2)在氮沉降的影响下,土壤有机质含量、碳氮比、速效磷、速效钾、交换性镁均随着氮沉降量的增加先升高,达到一定程度后又下降,仅部分方差分析差异显著。 3)尽管在个别情况下稍有差异,但是从整体上来说氮沉降对土壤氮素的影响是显著的。土壤全氮、NH_4-N、NO_3-N以及土壤有效N(NH_4-N+NO_3-N)含量均成显著正相关关系。 4)氮沉降对土壤毛管孔隙度、自然和饱和含水量、全磷、全钾、全镁、阳离子交换量都基本没多大影响,方差分析差异多数不显著。 5)氮沉降引起土壤交换性铝、交换性酸总量、交换性铝占交换性酸百分比以及交换性Al/(Ca+Mg)的降低,但是都不显著。 2氮沉降对土壤酶活性的影响 1)相同氮沉降处理下,三种土壤酶的活性均随着土层深度的增加而呈减弱趋势,即0-20>20-40>40-60。相同土层,不同氮沉降处理之间土壤三种酶的活性差异较大,但一般N1处理的三种土壤酶活性最大,然而在统计上只是部分差异显著。 2)三种酶在氮沉降影响下随时间的动态变化,没有显示出统一的规律,蔗糖酶波动较大,而脲酶和过氧化氢酶两者趋势较一致。


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