【摘 要】
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油松（Pinus tabulaeformis）是我国北方特有的乡土针叶树种,具有环境适应性强、抗旱、耐寒等特点,是我国华北地区中低海拔山地和黄土丘陵等广大地区造林的主要树种,目前已成为山西雁北半干旱风沙区严重退化杨树“小老树”林改造的首选树种。在大气氮沉降背景下,通过油松人工林氮添加试验,研究土壤碳氮磷生态化学计量特征的响应以及针叶特征的进一步响应,有助于探究氮添加对油松人工林土壤和针叶养分含量的
【基金项目】
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山西农业大学学术恢复科研专项（2020XSHF34）； 北方功能油料树种培育与研发山西省重点实验室（201805D111010）；
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油松（Pinus tabulaeformis）是我国北方特有的乡土针叶树种,具有环境适应性强、抗旱、耐寒等特点,是我国华北地区中低海拔山地和黄土丘陵等广大地区造林的主要树种,目前已成为山西雁北半干旱风沙区严重退化杨树“小老树”林改造的首选树种。在大气氮沉降背景下,通过油松人工林氮添加试验,研究土壤碳氮磷生态化学计量特征的响应以及针叶特征的进一步响应,有助于探究氮添加对油松人工林土壤和针叶养分含量的影响及其随林龄和不同生长季的变化,深入了解不同土壤氮素水平和油松针叶养分含量的关系,揭示油松人工林针叶生长限制因素,进而为探索油松人工林持续生长潜力和林地生产力维护对策提供依据。本研究以山西省金沙滩林场4个林龄（20a、29a、37a、48a）油松人工林为研究对象,采用全生长季野外多水平林下施氮的方法进行人工模拟施氮试验,设置5个梯度(0g·m-2、5 g·m-2、10 g·m-2、15 g·m-2、20 g·m-2)短期氮添加试验,通过3个季节（生长季初期（5月）、生长季中期（7月）、生长季末期（9月））土壤（（0-30cm）全碳（TC）、全氮（TN）、全磷（TP）、硝态氮（NO3--N）、铵态氮（NH4+-N））和当年生针叶（TC、TN、TP含量）的分期取样测定及其计量比测算,分析比较计量指标随氮添加的变化,分析这些变化的季节差异和林龄差异。研究结果表明:（1）氮添加对不同林龄油松人工林土壤a层（0～10 cm）营养元素含量影响较大,对b层（10～20 cm）和c层（20～30 cm）影响较小;持续的氮输入会导致土壤a层中的TC、TP呈先增大后减小的变化趋势,TN呈持续增大的趋势,且在7月（生长季中期）效果最为明显;土壤TC、TN含量受林龄因素的影响程度较TP含量更大;（2）氮添加显著增加了油松人工林新生针叶养分含量,从而促进植物生长,当氮添加量达到15 g·m-2时,油松针叶养分含量达到最大,当继续增大氮添加量,油松针叶养分含量降低,降低了油松对N、P元素的利用效率,影响其生长发育;随着林龄的增大和生长季的变化,不同环境条件下的植物体,会自发调节器官内的养分平衡,以此来满足自身的生长发育和繁衍等生理需求;（3）各林龄油松人工林新生针叶在不同生长季其化学计量比有显著变化,夏季环境温度升高,光合作用增强,会消耗吸收更多的N、P元素;针叶养分在不同林龄间同时受到植被养分需求量和土壤养分供应量的约束,幼龄林和中龄林生长快速、代谢活动旺盛,消耗更多的N、P元素,近熟和成熟林时期富含碳的结构性物质积累,导致C/N、C/P高于幼龄林和中龄林。（4）在3个生长季取样中,本试验区油松生长受N限制严重,随着生长季的推进、林龄的增大和土壤氮浓度的升高,油松生长限制状况均有所缓解,5月份N限制效应土壤氮浓度范围在0.7～0.8 g·kg-1,7月份N限制效应土壤氮浓度范围在0.6～0.7 g·kg-1,9月份N限制效应土壤氮浓度范围在0.65～0.8 g·kg-1。
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