【摘 要】
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油松（Pinus tabuliformis Carr.）具有耐干旱、耐贫瘠,根系发达,适应性强等特点,是劣质迹地营造防护林的首选树种,在森林生态系统中占有十分重要的地位。为更好地理解氮添加对油松天然林土壤和林木养分的影响及其随林龄和生长季的变化规律,探究土壤氮素供应水平和新生枝叶之间的养分关系,揭示植物N、P养分分配以及限制阈值,以期为指导林木生长环境调节和林地土壤肥力管理提供参考。以关帝山地区孝
【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 tabuliformis Carr.）具有耐干旱、耐贫瘠,根系发达,适应性强等特点,是劣质迹地营造防护林的首选树种,在森林生态系统中占有十分重要的地位。为更好地理解氮添加对油松天然林土壤和林木养分的影响及其随林龄和生长季的变化规律,探究土壤氮素供应水平和新生枝叶之间的养分关系,揭示植物N、P养分分配以及限制阈值,以期为指导林木生长环境调节和林地土壤肥力管理提供参考。以关帝山地区孝文林场42年（Ⅴ龄级）、55年（Ⅵ龄级）、65年（Ⅶ龄级）生油松天然林为研究对象,在一个生长季内,通过5个水平的(对照、5 g·m-2·a-1、10 g·m-2·a-1、15 g·m-2·a-1和20 g·m-2·a-1)短期氮添加试验,形成土壤（0～30 cm土层）氮浓度梯度。分别于生长季初期（5月）、中期（7月）和末期（9月）测定土壤a层（0～10 cm）、b层（10～20 cm）、c层（20～30cm）和当年生枝叶的全碳（TC）、全氮（TN）、全磷（TP）含量以及土壤铵态氮、硝态氮和速效磷含量。主要研究结果如下:（1）氮添加对不同林龄油松天然林土壤a层营养元素含量影响较大,对b层和c层影响较小;持续的氮输入会导致土壤a层中的C、N、P含量呈先增大后减小趋势,且在7月（生长季中期）效果最为明显;土壤C、N含量受林龄因素的影响程度较P含量更大;（2）在不同生长季,油松天然林土壤碳-氮耦合关系不同,5月和9月较稳定,7月由于油松生长最为迅速,此时铵态氮变化更显著,被吸收效果也更明显;随着林龄的增大,土壤碳-氮耦合三组斜率均逐渐减小,Ⅶ龄级变化最为平缓;（3）土壤中适量的氮素供应量有助于油松天然林新生枝叶对营养元素的吸收,从而促进植物生长,但当土壤氮浓度超过一定含量,达到饱和时,便会通过改变土壤中营养元素的含量进而抑制其地上部分生长,其阈值为2.5～3.0 g·kg-1;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;（4）不同林龄油松天然林新生枝叶中,C、N、P元素内稳性指数是不同的,整体均表现为C＞P＞N;油松新生枝和叶在不同生长阶段N和P的生理功能不同,营养生长阶段（5月）N比P表现出更高的内稳性,而生殖生长阶段（7月）则相反;同时,随着林龄的增大,其内稳性逐渐减弱,这是植物为了适应生长阶段变化和环境的重要对策之一;（5）在不同氮添加处理下,该区油松天然林新生枝和叶之间的氮磷分配率差异显著。其中,分配给新生枝N和P含量的增加速度具有一定平衡性,而新生叶属于代谢功能主导的组织,养分循环速率快,分配给叶的P含量的增加速度大于N含量的速度,当N含量增加时,P含量消耗的更快;同时,过量的氮添加会导致植物对各器官养分分配率的降低,进而降低植物的生长速率;（6）在5月的取样中,该区3个林龄油松天然林新生枝和叶生长均受N限制,且随着林龄的增大和土壤氮浓度的增加,受限制状况会有所缓解,其限制效应的土壤氮浓度阈值为2.0～2.5 g·kg-1;但在7月和9月的取样中,随着土壤氮浓度的增加,枝和叶由受N限制逐渐转为受N、P限制或二者均不受限,且N限制效应7月土壤氮浓度阈值为2.0～2.5 g·kg-1,9月土壤氮浓度阈值为2.5～3.0 g·kg-1。
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