论文部分内容阅读
近几十年来,随着化石燃料的燃烧、森林砍伐、化肥的生产和使用等人类活动导致了大气中活性N浓度迅速增加,并不断向陆地和水生生态系统沉降。陆地生态系统中,碳、氮循环是全球生物地球化学循环的重要组成部分。凋落物是植物生态系统碳库和养分库的主要组成部分,对陆地生态系统的养分循环和碳流通起着重要的作用,是全球碳平衡的一个关键环节。过量的N沉降引发的一系列生态问题已经引起了国内外学者的广泛关注。本研究以华西雨屏区天然常绿阔叶林为研究对象,从2013年11月至2014年11月,采用尼龙网袋法对阔叶林凋落叶进行原位分解试验,通过模拟N(NH4NO3)沉降,N沉降水平分别为对照(CK,0 g N·m-2·a-1)、低氮沉降(L,5 gN·m-2·a-1)、中氮沉降(M,15gN·m-2·a-1)和高氮沉降(H,30gN·m-2·a-1),研究了N沉降对常绿阔叶林凋落叶分解及其养分释放的影响。结果表明:(1)华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶在2014夏季分解最快,CK、L、M和H处理凋落叶的质量损失贡献率分别为37.78%、29.76%、34.31%和37.27%;在2014春季分解最慢,各处理凋落叶的质量损失贡献率分别为14.65%、14.00%、12.61%和10.76%。(2)N沉降显著抑制华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶的分解,随着N沉降量的增加其抑制作用也更加明显。各处理使凋落叶质量损失95%的时间增加了0.53~1.88 a。(3)各处理C、N分解系数均表现为k(CK)>k(L)>k(M)>>(H),且N元素的释放速度快于C元素的释放速度。L、M和H处理使凋落叶C元素分解损失95%所需时间增加了0.92、1.38和2.20 a,使N元素分解95%所需时间增加了0.64、0.87和1.22a。分解1a后,L、M和H处理的C残留率较CK增加了6.00%、9.89%和14.11%,N残留率较CK增加了4.13%、6.75%和10.08%,N沉降显著增加了C、N残留率,抑制了凋落叶分解过程中C、N的释放。(4)经过1a的分解,M和H处理木质素和纤维素残留率显著高于对照,N沉降显著抑制了凋落叶木质素和纤维素的降解,N沉降抑制凋落叶分解的原因可能是无机N的添加对木质素和纤维素的降解造成了阻碍。(5)N沉降显著增加了华西雨屏区天然常绿阔叶林凋落叶基质C、N和纤维素含量并显著降低了P含量,影响了凋落叶的C/N、C/P、木质素/N和纤维素/N,加剧了凋落叶分解过程中P的限制,抑制了微生物的生长和活性,延缓了凋落叶分解过程。(6)在模拟N沉降条件下,N沉降提高了质量残留率与C/N、木质素/N和纤维素/N的相关性,降低了与C残留率、N残留率、纤维素残留率和C/P的相关性,相对于N残留率、木质素残留率、P残留率、C/N和纤维素/N来说,C残留率、纤维素残留率、C/P和木质素/N是反映凋落叶分解的良好指标。