【摘 要】
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在大气CO2升高和氮(N)沉降增加等全球变化背景下,N元素对生态系统碳(C)、N元素周转过程的影响开始引起越来越多的关注。作为陆地生态系统C库重要组成部分的森林土壤,也逐渐成为
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在大气CO2升高和氮(N)沉降增加等全球变化背景下,N元素对生态系统碳(C)、N元素周转过程的影响开始引起越来越多的关注。作为陆地生态系统C库重要组成部分的森林土壤,也逐渐成为研究的重点之一。
本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物,利用人工施N,在实验室控制条件下,模拟N沉降对森林土壤表层C、N元素周转过程影响。旨在从微观上揭示N沉降对凋落物和土壤表层腐殖质分解过程中C、N元素周转过程和土壤C库的影响,主要结论如下:
(1)外源N输入加快了凋落物早期的分解。阔叶树种(岳桦Betula ermanii、蒙古栎Quercus mongolica、椴树Tilia amurensis)的凋落物的分解速度明显快于针叶树种(红松Pinus koraiensis、鱼鳞云杉Picea jezoensis)。凋落物的木质素含量是控制其分解速度的主导因子。
(2)N添加对凋落物可溶性有机C(DOC)淋失没有显著影响。DOC淋失主要受凋落物基本性质的控制。阔叶树种的凋落物DOC淋失量明显高于针叶树种。
(3)不同植被下的土壤性质和C、N周转过程有较大的差异,岳桦林下土壤的微生物生物量和N矿化速率都显著高于暗针叶林,而土壤的C矿化量却低于暗针叶林。岳桦林土壤的DOC和DON淋失量也高于暗针叶林。
(4)N添加显著降低了森林表层土壤的呼吸速率。外加氮对土壤DOC淋失的影响存在一个平衡点,过高的N输入可能加快土壤中DOC的分解速度,降低DOC的淋失量。
研究结果表明,尽管长白山森林生态系统还没有达到“N饱和”,但不断升高的N沉降水平将对长白山典型森林生态系统土壤的C、N元素的周转过程产生较大的影响。但要全面评估N沉降对长白山地区森林土壤C库的影响,还需在野外进行长期定位研究。
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