杉木人工林林木養(yǎng)分和凋落物分解對(duì)模擬氮沉降的響應(yīng).pdf

1、由于化石燃料燃燒、化肥生產(chǎn)和使用以及畜牧業(yè)集約化經(jīng)營(yíng)等人類(lèi)活動(dòng)向大氣排放了大量的氮化物，導(dǎo)致氮沉降增加，生態(tài)學(xué)家已開(kāi)展了一些關(guān)于氮沉降對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能影響的研究。國(guó)內(nèi)對(duì)這方面的研究還很少見(jiàn)。杉木(Cunninghamialanceolata)是我國(guó)南方重要的用材樹(shù)種之一，自然分布和人工栽培都很遼闊，是中國(guó)亞熱帶的典型的森林生態(tài)系統(tǒng)。在氮沉降全球化背景下，對(duì)杉木人工林進(jìn)行模擬氮沉降研究，可以彌補(bǔ)中國(guó)亞熱帶地區(qū)關(guān)于森林生態(tài)系統(tǒng)對(duì)氮沉

2、降響應(yīng)特征和機(jī)制的數(shù)據(jù)的缺乏，為我國(guó)乃至亞熱帶地區(qū)進(jìn)一步開(kāi)展氮沉降研究打下基礎(chǔ)和為杉木林的可持續(xù)經(jīng)營(yíng)提供理論指導(dǎo)。 通過(guò)4個(gè)水平的野外施用氮素實(shí)驗(yàn)：N0(對(duì)照)、N1(60kgNhm-2.a-1)、N2(120kgNhm-2.a-1)、N3(240kgNhm-2.a-1)，研究氮沉降對(duì)杉木人工林的林木養(yǎng)分、凋落物分解的影響。主要研究結(jié)果如下： 1模擬氮沉降對(duì)林木養(yǎng)分的影響 模擬氮沉降實(shí)驗(yàn)進(jìn)行兩年，N1、N2、N3

3、處理杉木針葉中磷的含量分別提高16.09％、36.68％、8.13％，N1、N2處理高于N0處理(12.34％)；第一年N2、N3處理表現(xiàn)出促進(jìn)磷含量提高的作用，第二年N1、N2處理表現(xiàn)出促進(jìn)磷含量提高的作用，效果均不顯著。 N1、N2、N3處理杉木針葉中鉀的含量分別提高28.81％(P＜0.01)、10.9％、22.11％，高于N0處理(8.43％)；第一年N3處理鉀含量有所降低；第二年N1、N2、N3處理均表現(xiàn)出促進(jìn)鉀含量提

4、高的作用，N1、N3處理效果顯著。 N1、N2、N3處理杉木針葉中氮的含量分別提高67.36％(P＜0.05)、96.54％(P＜0.05)、120.7％(P＜0.05)，N2、N3處理高于N0處理(70.87％)；第一年N1、N2處理表現(xiàn)出促進(jìn)氮含量提高的作用，第二年N3處理表現(xiàn)出促進(jìn)氮含量提高的作用，效果均不顯著。 N1、N2、N3處理杉木針葉中鈣的含量分別降低21.01％、17.15％、29.79％，高于N0處理(

5、4.21％)；第二年N1、N2、N3處理均表現(xiàn)出降低鈣含量的作用，效果不顯著。 N1、N2、N3處理杉木針葉中鎂的含量分別降低17.29％(P＜0.05)、11.14％、13.58％，高于N0處理(9.29％)；第一年N1、N3處理表現(xiàn)出降低鎂含量的作用，第二年N1、N2、N3處理均表現(xiàn)出降低鎂含量的作用，效果均不顯著。 N1、N2、N3處理杉木針葉中氮/鉀比值分別提高0.2123、0.4174、0.6871，N2、N3

6、處理高于N0處理(0.3362)；第一年N1、N2、N3處理均表現(xiàn)出促進(jìn)提高氮/鉀比值的作用，效果不顯著；第二年N1處理氮/鉀比值有所降低。 N1、N2、N3處理杉木針葉中氮/鎂比值分別提高5.1917(P＜0.05)、7.5046、7.8063，N2、N3處理高于N0處理(5.4843)；第一年N1、N2處理表現(xiàn)出促進(jìn)提高氮/鎂比值的作用，第二年N2、N3處理表現(xiàn)出促進(jìn)提高氮/鎂比值的作用，效果均不顯著。 N1、N2、

7、N3處理杉木針葉中氮/磷比值分別提高2.272、2.5444、4.1014，N3處理高于N0處理(2.6051)；第一年N1、N2處理表現(xiàn)出促進(jìn)提高氮/磷比值的作用，第二年N3處理表現(xiàn)出促進(jìn)提高氮/磷比值的作用，效果均不顯著；第二年N1處理氮/磷比值有所降低。 2模擬氮沉降對(duì)凋落物分解的影響 葉凋落物在模擬氮沉降條件下分解10個(gè)月，N1、N2、N3處理前4個(gè)月的失重率分別為19.89％、23.56％、21.63％與隨后的

8、6個(gè)月的失重率20.68％、22.99％、20.13％相差不大；只有N2處理的失重率46.54％大于N0處理失重率43.27％。N1處理6個(gè)月后，7-8月、9-10月葉凋落物失重率分別為12.55％、4.27％大于N0處理失重率11.88％、1.9％，表現(xiàn)出促進(jìn)分解的作用，效果不顯著。N2處理前2個(gè)月葉凋落物失重率為15.1％略大于N0處理失重率14.65％；9-10月失重率為10.29％大于N0處理失重率1.9％，表現(xiàn)出促進(jìn)分解的作用

9、，效果顯著(P＜0.05)。N3處理3-4月葉凋落物失重率為10.07％略大于N0處理失重率9.68％；9-10月失重率為7.59％大于N0處理失重率1.9％，效果比較明顯。模擬氮沉降條件下，氮的積累促進(jìn)葉凋落物的分解。 N2處理在1-4月的磷釋放比38.03％略大于N0處理釋放比36.61％；5-6月磷元素出現(xiàn)富集現(xiàn)象；N1、N3處理不會(huì)促進(jìn)磷釋放。1-4月鉀的釋放非常明顯，N1、N3處理鉀釋放比分別為83.26％、87.5％

10、略大于N0處理鉀釋放比80.65％，N2處理與N0處理相當(dāng)；5-8月鉀元素出現(xiàn)比較明顯的富集現(xiàn)象，尤其是N2處理；N2處理不會(huì)促進(jìn)鉀釋放。N1、N2、N3處理1-4月氮釋放比分別為12.71％、17.43％、8.66％，7-8月氮釋放比分別為20.52％、18.7％、21.1％，均小于N0處理氮釋放比25.41％、31.87％，差異不顯著；N1、N3處理在5-6月促進(jìn)氮的釋放，效果不顯著，N2處理出現(xiàn)富集現(xiàn)象。N1、N2、N3處理1-4