模擬氮沉降對(duì)珍稀樹種枯枝分解的影響.pdf

1、目前，由人類活動(dòng)造成的陸地生態(tài)系統(tǒng)氮輸入量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)了其自身的生物固氮，外源氮輸入的增多已經(jīng)對(duì)凋落物分解產(chǎn)生影響。氮沉降增加作為全球變化的重要現(xiàn)象之一，并將繼續(xù)對(duì)森林凋落物分解產(chǎn)生影響。而凋落物分解在森林土壤形成、植物和微生物的養(yǎng)分循環(huán)起著重要作用。由于研究樹種生長(zhǎng)環(huán)境的不同，凋落物性質(zhì)的差異和分解階段的不同等原因。氮輸入對(duì)凋落物分解的影響表現(xiàn)為促進(jìn)、無(wú)影響和抑制三種效果，有關(guān)作用機(jī)理還有待進(jìn)一步深入研究。 在氮沉降全球化的背

2、景下，對(duì)珍稀樹種凋落物的分解進(jìn)行模擬研究，可以預(yù)測(cè)珍稀樹種凋落物養(yǎng)分歸還對(duì)大氣氮沉降的響應(yīng)，為關(guān)于氮沉降對(duì)森林凋落物分解的影響提供一定的參考，為珍稀樹種的保護(hù)以及珍稀樹種如何應(yīng)對(duì)大氣氮沉降帶來(lái)的影響提供理論依據(jù)。 通過(guò)野外模擬試驗(yàn)，研究了南方紅豆杉、南方鐵杉、長(zhǎng)苞鐵杉、三尖杉、福建柏、柳杉、水杉枝分解對(duì)氮沉降增加的響應(yīng)。試驗(yàn)設(shè)計(jì)為4種處理：N0(0 kg·hm-2·a-1)，N1(50 kg·hm-2·a-1)，N2(100 k

3、g·hm-2·a-1)，N3(150 kg·hm-2·a-1)，每種處理重復(fù)3次。研究結(jié)果表明： 外加氮源整體上加快了枝凋落物的分解，經(jīng)N0、N1、N2、N3處理1年后，南方紅豆杉枝的殘留率分別為79.985％、77.845％、76.615％、76.845％，分解系數(shù)為0.2185、0.2289、0.2426、0.2528，周轉(zhuǎn)期為13.713a、13.085a、12.348a、11.85a。N1、N2、N3促進(jìn)了南方紅豆杉枝的

4、分解；南方鐵杉枝的殘留率為70.475％～73.955％，周轉(zhuǎn)期分別為11.534a、11.633a、10.485a、12.359a，N2促進(jìn)南方鐵杉枝的分解，而N3表現(xiàn)出一定的抑制作用；長(zhǎng)苞鐵杉枝的殘留率分別為81.775％～83.59％，分解系數(shù)為0.1933、0.1886、0.1937、0.1798，周轉(zhuǎn)期為15.499a、15.882a、15.468a、16.658a，N3抑制長(zhǎng)苞鐵杉枝的分解；三尖杉枝的殘留率為71.245％～

5、72.94％，分解系數(shù)為0.2950、0.2997、0.3307、0.3629，周轉(zhuǎn)期為10.156a、9.932a、9.058a、8.252a，N3促進(jìn)三尖杉枝的分解；福建柏枝的殘留率為80.075％～82.34％，周轉(zhuǎn)期為15.578a、15.296a、15.027a、14.929a，N2、N3表現(xiàn)出促進(jìn)福建柏枝分解的作用；柳杉枝的殘留率為72.66％～74.465％，分解系數(shù)為0.3122、0.3141、0.3365、0.3055

6、，周轉(zhuǎn)期為9.595a、9.537a、8.904a、9.805a，N2促進(jìn)柳杉枝的分解；水杉枝的殘留率分別為80.745％～81.49％，分解系數(shù)為0.2181、0.2162、0.2042、0.2062，周轉(zhuǎn)期為13.734a、13.855a、14.674a、14.529a，N2、N3表現(xiàn)促進(jìn)水杉枝分解的作用。七個(gè)樹種分解速率大小順序?yàn)殚L(zhǎng)苞鐵杉>福建柏>水杉>南方紅豆杉>南方鐵杉>柳杉>三尖杉。 各樹種枝C元素的初始含量范圍在4

7、4.81～53.39％，實(shí)驗(yàn)結(jié)束時(shí)，C元素釋放量大小順序?yàn)榱?長(zhǎng)苞鐵杉>南方鐵杉>三尖杉>福建柏>南方紅豆杉>水杉。經(jīng)N0、N1、N2、N3處理1年后，各處理之間除南方鐵杉枝無(wú)顯著差異外，其他樹種均有顯著差異，總的來(lái)說(shuō)，氮沉降有抑制各樹種枝C元素分解的趨勢(shì)。各樹種初始N含量在2.537～8.509 g·kg-1之間，大小順序?yàn)樗?南方紅豆杉>三尖杉>福建柏>南方鐵杉>長(zhǎng)苞鐵杉>柳杉。氮沉降明顯增加了各樹種枝的N含量，各樹種枝N含量隨

8、著沉降水平的增加而增加，且N0、N1、N2、N3處理各樹種枝N含量均有顯著差異。分解1年后，南方鐵杉、長(zhǎng)苞鐵杉和柳杉枝各處理N均是富集的，N0處理分別增加了9.5％、34.7％、46.7％，南方紅豆杉、三尖杉、福建柏、水杉枝N是釋放的，N0處理分別下降了14.4％、31.6％、29％、35.2％。七個(gè)樹種枝P元素均是呈現(xiàn)釋放狀態(tài)，且釋放幅度大小順序?yàn)槿馍?福建柏>水杉>柳杉>南方鐵杉>南方紅豆杉>長(zhǎng)苞鐵杉，釋放率在16～83％之間。七

9、個(gè)樹種枝不同氮處理P元素含量變化趨勢(shì)相似，三尖杉和福建柏各處理之間P元素含量差異顯著，其他五個(gè)樹種不同處理之間差異不顯著。七個(gè)樹種K元素均呈現(xiàn)直接釋放狀態(tài)，且釋放率普遍比其他元素大。南方紅豆杉、南方鐵杉、長(zhǎng)苞鐵杉、三尖杉、福建柏枝K元素含量變化各處理之間存在顯著差異，增加氮源有促進(jìn)枝K元素的釋放的趨勢(shì)。各樹種枝Ca、Mg初始含量均不高。其中南方鐵杉枝Ca含量明顯比其他樹種低，只有0.055 g·kg-1，氮沉降1年后，南方鐵杉枝Ca元素