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氮沉降对杉木和枫香土壤氮磷转化及碳矿化的影响

2016-08-09王方超邹丽群方向民万松泽吴南生王辉民陈伏生

生态学报 2016年11期

王方超,邹丽群,唐 静,方向民,万松泽,吴南生,*,王辉民,陈伏生

1 江西农业大学林学院, 江西特色林木资源培育与利用2011协同创新中心,南昌 330045 2 赣南师范学院生命与环境科学学院,赣州 341000 3 中国科学院地理科学与资源研究所, 中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站,北京 100101



氮沉降对杉木和枫香土壤氮磷转化及碳矿化的影响

王方超1,邹丽群1,唐静2,方向民1,万松泽1,吴南生1,*,王辉民3,陈伏生1

1 江西农业大学林学院, 江西特色林木资源培育与利用2011协同创新中心,南昌 330045 2 赣南师范学院生命与环境科学学院,赣州 341000 3 中国科学院地理科学与资源研究所, 中国科学院千烟洲红壤丘陵综合开发试验站,北京 100101

摘要:氮沉降是全球变化的重大环境问题,根际是地下生态过程研究的前沿,但目前氮沉降对亚热带地区不同树种土壤氮、磷供应和碳矿化根际过程的影响及其机制尚不清楚。选取典型红壤区15a针叶树杉木(Cunninghamia lanceolata)和阔叶树枫香(Liquidamba formosana)为对象,野外原位开展10 g N m-2a-1氮沉降试验3a,于2014年8月收集杉木和枫香根际土壤和非根际土壤,测定其pH值、有效氮、速效磷、水溶性有机碳及其34 d有机碳矿化动态,并计算根际效应。结果表明:氮沉降显著降低两个树种土壤pH值和杉木根际土壤速效磷(P<0.05);提高枫香非根际土壤-N和杉木非根际土壤水溶性有机碳含量。同时,氮沉降显著提高杉木土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的增幅分别为71.2%和41.2%,降低枫香土壤有机碳矿化速率,根际和非根际的降幅分别为10.6%和44.1%。此外,氮沉降显著降低枫香土壤-N和有机碳前期矿化速率的根际效应,增强后期矿化速率的根际效应,而杉木对氮沉降响应不显著。可见,氮沉降可显著改变树木土壤养分供应和有机碳稳定性,且丘陵红壤区针叶树和阔叶树根际过程对氮沉降的响应模式有别。率先报道了亚热带不同树种根际碳、氮、磷耦合过程对氮沉降的响应格局,并较好地揭示了针叶树和阔叶树对氮沉降响应的分异机制。

关键词:根际过程;全球变化;养分供应;有机碳稳定性;丘陵红壤

氮(N)沉降的持续加重及其生态效应受到科学家的广泛关注[1-2]。20世纪以来,由于人类活动的影响,N沉降量不断升高,全球当前N沉降速率已超过10 kg N hm-2a-1,预计到2050年还将增加1倍,部分地区可达50 kg N hm-2a-1[3]。……

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