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城市化不但对社会经济发展具有重大影响,而且会对城市生态系统产生很大影响。土壤作为城市生态系统中重要的组成部分,也会受到城市化的影响,发生一系列的变化,包括土壤碳氮循环规律的变化。本研究在北京城区与郊区选择三种常见的人工林(油松、侧柏、毛白杨)土壤开展对比研究,分析了土壤有机碳库、微生物量碳、微生物群落功能多样性和不同季节的氮循环特征的城郊差异及其影响因素。主要的结果如下:
1.北京城区林地土壤pH、全N与郊区差异不大,而土壤容重和C/N比都显著高于郊区。
2.林地土壤有机碳城区与郊区的差异不显著。郊区林地土壤微生物量碳含量(367.29mg kg-1)显著高于城区(294.23 mg kg-1)。郊区林地土壤微生物活性高于城区。林地土壤微生物多样性和均匀度城郊差异不显著,但树种间存在一定的差异。说明城市化过程对城市土壤微生物量以及微生物群落的结构和功能有一定影响,且这种影响存在树种间差异。
3.北京城区与郊区林地土壤硝态氮和氨态氮含量均有明显的季节动态,夏季显著高于春季和秋季。三个季节城区林地土壤硝态氮含量均显著高于郊区(春季28.41 mg kg-1和19.66 mg kg-1;夏季99.35 mg kg-1和59.51 mg kg-1;秋季9.61 mg kg-1和5.63 mg kg-1)。城区林地土壤净潜在矿化速率高于郊区,但差异未达到显著水平,而反硝化潜势城区高于郊区,且差异达到极显著性水平。夏、秋两季,城区和郊区的林地土壤硝态氮含量存在树种间差异,夏季城区的林地土壤的净潜在矿化和硝化也呈现出树种间的差异(p<0.05)。
4.影响城区与郊区林地土壤无机氮库的环境因子存在差异,城区林地土壤无机氮库的变化主要与土壤有机碳和容重相关,而郊区主要与土壤水分相关。