冻融循环对温带森林土壤碳氮转化的影响

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中高纬度与高海波地区森林土壤秋末春初常发生冻融现象,冻融过程通过影响土壤水热动态而改变土壤团聚体稳定性与微生物活性,进而影响土壤中碳(C)和氮(N)等元素转化、温室气体排放以及养分的流失。本研究采集长白山地区地带性植被类型阔叶红松林、白桦林、落叶松林土壤与枯落物,采用室内培养试验,通过对土壤与枯落物淋溶液中C、N、磷(P)养分含量的测定,研究冻融循环对温带森林土壤碳氮周转及养分流失的影响,揭示冻融循环对土壤碳氮转化过程的影响机理,以期为阐明长白山森林生态系统养分循环过程和趋势提供科学依据。主要结果如下:  (1)从长期来看,冻融处理均显著降低阔叶红松林、白桦林、长白落叶松林土壤有机碳矿化速率,且随冻融次数的增加,土壤碳矿化速率显著降低。冻融对土壤氮矿化作用的影响与土壤水分之间存在交互作用,在低含水量条件下,冻融促进土壤氮矿化作用;但在高含水量条件下,该影响还与土壤全碳(TC)和微生物量碳(MBC)含量有关。  (2)冻融对阔叶红松林、白桦林土壤淋溶液中溶解性有机碳(DOC)生成速率的影响不显著,但随着冻融次数的增加,土壤淋溶液中DOC生成速率先增加后降低,且土壤淋溶液中DOC生成速率与淋溶液中NH4+-N和NO3--N生成速率及土壤CO2释放速率显著正相关,而与淋溶液pH值显著负相关。  (3)冻融循环增加阔叶红松林土壤和枯落物C、N、P流失,其中C、P主要来源于枯落物,N主要来源于土壤。
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