论文部分内容阅读
近年来,大量化石燃料的燃烧、交通运输业的大力发展、工业的快速增长和人类活动导致了大气中的氮、硫浓度增加,过量的氮、硫沉降已经产生了诸多生态问题,并且引起了国内外学者的广泛关注。森林土壤养分和酶活性对森林生态系统碳、氮循环具有重要作用。基于此,本研究以华西雨屏区常绿阔叶林为研究对象,从2013年4月至2015年4月,通过定位模拟氮、硫沉降,研究了常绿阔叶林土壤(0-20cm 土层)主要养分含量和酶活性对氮、硫及其复合沉降的响应,旨在为评估未来大气氮、硫沉降对森林土壤生态过程的影响提供参考数据。试验共设置9个处理水平:对照(CK,0g·N·m-2·a-1,0g·S·m-2·a-1)、低氮(LN,5g·N·m-2·a-1)、高氮(HN,15g·N·m-2·a-1)、低硫(LS,20g·S·m-2·a-1)、高硫(HS,40g·S·m-2·a-1)、低氮低硫(LNLS,5g·N·m-2·a-1,20 g·S·m-2·a-1)、低氮高硫(LNHS,5g·N·m-2·a-1,40g·S·m-2·a-1)、高氮低硫(HNLS,15 g·N·m-2·a-1,20g·S·m-2·a-1)和高氮高硫(HNHS,15g·N·m-2·a-1,40g·S·m-2·a-1)。主要研究结果如下:(1)氮沉降降低了华西雨屏区常绿阔叶林土壤有机质含量,LN和HN处理分别降低了 7.85%和12.56%;高硫沉降的常绿阔叶林土壤有机质含量降低了 7.27%,低硫沉降却无明显影响;氮、硫复合沉降交互作用明显,LNLS、LNHS、HNLS和HNHS处理也降低了常绿阔叶林土壤有机质含量,分别降低了 11.97%、9.13%、13.43%和15.80%,低硫和低氮、低硫和高氮、高氮和低硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用。(2)高氮沉降增加了华西雨屏区常绿阔叶林土壤全氮含量,增幅为10.43%,低氮沉降却无明显影响;低硫沉降的常绿阔叶林土壤全氮含量降低了 2.32%,高硫沉降则无明显影响;氮、硫复合沉降交互作用明显,LSLN、HNLS和HNHS处理增加了常绿阔叶林土壤全氮含量,分别增加了 6.31%、11.84%和12.55%,低硫和低氮、高氮和低硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用。(3)氮、硫及其复合沉降对华西雨屏区常绿阔叶林土壤全磷和全钾含量无明显影响。(4)氮沉降降低了华西雨屏区常绿阔叶林土壤C/N,LN和HN处理分别降低了11.17%和20.05%;硫沉降对土壤C/N无明显影响;氮、硫复合沉降对土壤C/N具有明显的交互作用,低氮和高硫、低硫和低氮、高氮和低硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用。氮沉降降低了土壤C/P,LN和HN处理分别降低6.87%和10.13%;硫沉降对土壤C/P无明显影响;氮、硫复合沉降对土壤C/P具有明显的交互作用,低硫和低氮及高氮和低硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用。氮沉降增加了土壤N/P,LN和HN处理分别增加了 4.46%和13.33%;高硫沉降的土壤N/P增加了 5.58%,低硫沉降对土壤N/P无明显影响;氮、硫复合沉降对土壤N/P具有明显的交互作用,低氮和低硫、低氮和高硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用,高氮和低硫复合沉降产生拮抗作用。(5)华西雨屏区常绿阔叶林7种土壤酶活性具有较明显的季节动态。其中,纤维素酶活性、脲酶活性和多酚氧化酶活性秋季较高,蔗糖酶活性春季较高,酸性磷酸酶活性春季较高,过氧化氢酶活性和过氧化物酶活性冬季较高。模拟氮、硫及其复合沉降未改变土壤酶活性的季节动态。(6)氮沉降对华西雨屏区常绿阔叶林蔗糖酶和过氧化氢酶的活性无明显影响,促进了脲酶和酸性磷酸酶的活性,抑制了过氧化物酶的活性;高氮沉降抑制了纤维素酶和多酚氧化酶的活性。硫沉降对纤维素酶和过氧化氢酶的活性无明显影响,促进了酸性磷酸酶活性;低硫沉降促进了蔗糖酶活性,高硫沉降抑制了蔗糖酶、脲酶、多酚氧化酶和过氧化物酶的活性。氮、硫复合沉降对纤维素酶和过氧化氢酶的活性无明显影响,对蔗糖酶、脲酶、酸性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性的影响具有明显的交互作用。对于蔗糖酶来说,高氮和高硫复合沉降产生协同作用,高氮和低硫复合沉降产生拮抗作用;对于脲酶,氮沉降在氮、硫复合沉降中占主导地位;对于酸性磷酸酶,高氮和低硫及低氮和低硫复合沉降产生协同作用;对于多酚氧化酶,高氮和高硫复合沉降产生协同作用;对于过氧化物酶,高氮和低硫及高氮和高硫复合沉降产生协同作用。