由于工农业生产、交通运输、城市化进程加快,人类活动向大气中排放大量氮化物和硫化物,直接导致酸沉降的增加。酸沉降作为全球性的环境问题已经备受关注。森林生态系统是酸沉降的主要接受者,对维护地球生态平衡起到重要作用。福建已经成为酸雨严重地区之一,作为福建主要的引种树种之一,邓恩桉(Eucalyptus dunnii Maiden)具有抗寒性且较速生,目前正显示出良好的发展势头,因此开展邓恩桉人工林对酸沉降的响应及其程度的研究对进一步扩大种植面积及制订应对全球酸沉降措施具有重要的理论指导意义。既可为我国桉树速生丰产林的可持续经营提供科学依据,又可为酸沉降增加环境下的亚热带阔叶林森林管理提供理论基础。利用二元二次回归旋转设计方法安排模拟氮、硫复合沉降的试验,从2007年7月底每月以尿素(CO(NH2)2)作为外加氮源,硫酸钠(Na2SO4)作为外加硫源,人为喷施不同处理组合的尿素及硫酸钠。通过野外模拟氮、硫复合沉降试验,研究3年生邓恩桉幼龄林的土壤化学性质、林木养分以及林木胸径生长对模拟氮、硫复合沉降的响应并建立相应的响应模型,对响应模型解析,分析氮素和硫素二因子的独立效应、交互作用以及边际效应。主要研究结果如下:1邓恩桉幼龄林土壤化学性质对模拟氮、硫复合沉降的响应氮、硫复合沉降的影响下,邓恩桉幼龄林的土壤有机质含量、全氮含量以及全磷含量的变化趋势相同,随着沉降时间而先减少后增加,当增加到一定限度后又开始下降,影响达到显著水平。模拟酸沉降一年,对整个土壤层来说,土壤有机质含量在整个酸沉降过程中都呈下降趋势,上层土壤(0-20cm)减少4.7%,中层土壤(20-40cm)减少3.9%,下层土壤(40-60cm)减少3.8%。模拟氮、硫复合沉降两个季度后,邓恩桉幼龄林上层土壤有机质的响应模型回归显著,在低水平编码值时,氮沉降和硫沉降的独立作用是促进土壤有机质的增加的正作用,高水平编码值时,表现为负作用;交互作用不显著;氮沉降和硫沉降的边际效应显著。模拟氮、硫复合沉降一年后,氮、硫复合沉降能够促进邓恩桉幼龄林土壤全氮含量的增加,上层土壤(0-20cm)、中层土壤(20-40cm)、下层土壤(40-60cm)全氮含量较原始土样分别平均增加19.5%,15.7%和9.3%。邓恩桉幼龄林上层土壤全氮含量对模拟氮、硫复合沉降的响应模型回归显著;氮的独立效应显著(p<0.05),全氮含量随着氮沉降量的增加而增加;氮沉降和硫沉降对邓恩桉幼龄林土壤全氮的交互作用显著(p<0.05),在低水平编码范围内,氮沉降与硫沉降表现为正的交互作用,在高水平编码值时,表现为负的交互作用。沉降一年后,上层土壤(0-20cm)全磷含量平均减少1.61%,中层土壤(20-40cm)全磷含量平均减少0.63%,下层土壤(40-60cm)全磷含量平均减少1.47%。模拟氮、硫复合沉降一年后,邓恩桉幼龄林上层土壤全磷对氮、硫复合沉降的响应模型达到显著水平,全磷含量对氮沉降的响应符合收益递减规律,邓恩桉幼龄林土壤全磷含量对于氮、硫沉降的交互作用达到显著水平(p<0.05)。氮、硫复合沉降对于邓恩桉幼龄林土壤全钾含量的增加有促进作用,但是方差分析不显著,响应模型回归不显著;在氮、硫复合沉降处理下,邓恩桉幼龄林土壤交换性酸含量、交换性铝的含量逐渐增加,但是方差分析差异多数不显著,响应模型回归不显著。氮、硫复合沉降引起土壤C/N比值、有效磷含量、速效钾含量的减少,导致土壤有效硫含量的先增加后减少,仅部分方差分析显著,响应模型回归不显著。模拟氮、硫复合沉降一年后,邓恩桉幼龄林上层土壤有效磷对硫沉降的边际效应显著,邓恩桉幼龄林土壤有效磷含量对于氮、硫沉降的交互作用达到显著水平(p<0.05)。2邓恩桉幼龄林林木养分对模拟氮、硫复合沉降的响应模拟氮、硫复合沉降提高叶的氮含量,在沉降后期影响显著,但是达到一定限度后就会减少;沉降初期,提高磷、钾含量,后期抑制磷、钾含量的增加,并且差异显著;引起镁的流失,不同程度的影响有机质含量,但是都均不显著。模拟氮、硫复合沉降引起N/K比值先增加后减少,最终小于最适范围值,氮、硫复合沉降引起叶片中N与K两元素失衡;N/Mg比值先减少后增加到最适范围值以内;N/P比值先减少后增加,最终保持在最适范围值以内。模拟氮、硫复合沉降一年后,邓恩桉幼龄林林木养分对模拟氮、硫复合沉降的响应模型除了钾元素的响应方程回归不显著外,活立木叶有机质、N元素、P元素、Mg元素的响应模型回归均达到显著水平(p<0.05)。其中,邓恩桉幼龄林活立木叶有机质对氮、硫沉降的独立作用达到显著水平(p<0.05);活立木叶的氮含量对于氮沉降和硫沉降的边际效应均达到显著水平(p<0.05);活立木磷含量对于氮沉降的独立作用达到显著水平(p<0.05),对于氮沉降和硫沉降的边际效应达到显著水平(p<0.05);活立木叶镁的含量对氮沉降的独立效应显著,对氮沉降的边际效应显著。3邓恩桉幼龄林林木生长对模拟氮、硫复合沉降的响应应用二次回归旋转设计方法,排除年龄生长的影响,建立邓恩桉胸径生长响应的回归方程: y? = 0.7763+0.1935x1 ?0.1256x2?0.5100x1x2?0.2450x12?0.5975x22,分析氮、硫复合沉降对胸径增长的影响。结果表明,模拟氮、硫复合沉降能够促进邓恩桉林木胸径的增长,方差分析显著;氮、硫复合沉降对于邓恩桉胸径增长的促进作用符合收益递减规律,适当的增加林分氮、硫输入量,能够促进林木生长,当纯硫输入为28.20 kg·hm-2·a-1(硫编码值为0.394 9),纯氮输入为64.78 kg·hm-2·a-1(氮编码值为-0.105 1)时,邓恩桉幼龄林胸径年增长量可望达到最大0.84 cm。当氮或者硫沉降量超过临界负荷值时就会抑制林木生长。