论文部分内容阅读
上个世纪以来,全球范围内人类活动引发的陆地生态系统的氮输入增加了3-5倍,这一趋势仍在继续。中国亚热带地区已成为全球高氮沉降区之一,高氮输入对森林生态系统土壤呼吸等碳循环过程和生物生产力变化机制影响巨大。本研究以湖南省植物园的樟树林、湿地松林为研究对象,通过人工模拟氮沉降试验,设置对照(CK,0 kgN·hm-1·a-1)、低氮(LN,50 kgN·hm-2·a-1)、中氮(MN,150kgN·hn-1·a-1)、高氮(HN,300kgN·hm-1·a-1)4种模拟氮沉降水平,分析了樟树林、湿地松林土壤呼吸及其控制因素对模拟氮沉降处理的响应。主要结果如下：(1)4种模拟氮沉降浓度处理方式对樟树林、湿地松林土壤呼吸值日变化产生影响。樟树林样地在CK.LN.MN水平土壤呼吸最高值出现在晚上(22：00-4：00),最低值出现在中午12：00左右,HN水平最高值出现在中午12：00,且全天变化区间并不大；湿地松林样地4种模拟氮沉降浓度处理方式土壤呼吸值日变化不明显,最高值均出现上午9：00左右；樟树林、湿地松林在4种不同模拟氮沉降浓度处理下土壤呼吸速率均有相似的季节动态变化,与温度变化走势相近,峰值均出现在试验地温度最高的夏季(6-8月份),最低值均出现在试验地气温度最低的冬季(1-2月份)。(2)模拟氮沉降显著抑制樟树林、湿地松林土壤呼吸速率和年累积量,对照样地CK与LN.MN.HN样地的差异性显著(p<0.05,n=9),3种模拟氮沉降处理均降低年累积量,但随时间的推移,模拟氮沉降对土壤呼吸的抑制效果随之减弱。2种林分之间年均土壤呼吸速率和土壤呼吸年累积量在3种模拟氮沉降浓度处理下差异性显著(p<0.01),均表现为：樟树林>湿地松林。(3)模拟氮沉降处理对2种森林类型的土壤呼吸速率的敏感系数Qlo的影响并不明显(p>0.05)。樟树林在4种模拟氮沉降浓度处理下土壤呼吸的温度敏感系W10值表现出：LN>CK)>HN)>MN;湿地松林土壤呼吸的温度敏感系数Q10表现出：CK)>MN>HN)>LN;樟树林中的Q10值总体高于湿地松林。(4)土壤温度是影响土壤呼吸的主要因子之一,土壤温度控制土壤呼吸速率变异表现为：湿地松林>樟树林。土壤湿度与土壤呼吸的关系不明显,土壤湿度对土壤呼吸影响表现为：樟树林>湿地松林。(5)模拟氮沉降明显减少樟树林、湿地松林的有效氮,表现为：湿地松林>樟树林,模拟氮沉降处理间无显著差异。模拟氮沉降增加了土壤中硝态氮的含量,且土壤硝态氮含量随模拟氮沉降水平升高而增大。在樟树林和湿地松林中,通过对土壤呼吸速率的日动态、季节动态、年均呼吸速率及年呼吸累积量的对比,不同模拟氮沉降浓度处理间均表现为：樟树林>湿地松林。