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森林生态系统是陆地生态系统的主体,是陆地最大的碳库。工业革命以来,氮沉降的急剧增加对森林生态系统结构和功能造成严重威胁,影响森林生态系统在全球碳循环中所发挥的重要作用。常绿阔叶林是我国南方典型的地带性森林植被,是全球常绿阔叶林的重要组成部分,探索氮沉降对常绿阔叶林碳储量的影响,以揭示森林生态系统对氮沉降的响应机制,具有重要意义。本试验设计了2种氮沉降模拟试验,即高氮(HN,100 kg N·hm-2·a-1)和高氮加磷(HN+P,100 kg N·hm-2·a-1+50 kg N·hm-2·a-1),另设对照(CK,不添加任何氮、磷)。通过5年的试验研究,主要结果如下。1、不同N、P添加对土壤理化性质影响。土壤容重和含水率的变化趋势相同,均为HN>CK>HN+P,而土壤pH、电导率和有机质表现各不相同,pH为CK(4.37)>HN+P(4.34)>HN(4.29)、电导率为CK>HN>HN+P、有机质是HN+P(55.21 g/kg)>HN(53.25 g/kg)>CK(50.50 g/kg)。在0-10 cm土层中,不同处理间土壤TP和N:P值差异显著,N:P随不同N、P添加表现为HN+P(23.66)>HN(21.98)>CK(21.65),而N、P添加对土壤TC、TN、C:N值和C:P值的影响均不显著。2、不同N、P添加对林下植被植物多样性的影响。林下灌草层多样性指数均发生变化,分别对林下灌木层和草本层多样性进行差异性检验,其结果显示不同处理的影响均未达到显著水平(p>0.05)。灌木层多样性指数,HN处理均小于CK和HN+P;丰富度指数(S)、Shannon-Wiener(H)和Piolou均匀度指数(Jsw)的均值都表现为HN+P>CK;而Simpson指数(Simp)和Alatalo均匀度指数(AL)与其相反。不同N、P处理草本层(包括藤本)多样性指数指标多数大于对照组,其中S和Simp值的表现趋势相同,H为HN>HN+P,但Jsw和AL为HN+P>HN。从林下植被整体(灌草层)来看,其多样性指数值均为CK>HN>HN+P,除丰富度指数外,其他多样性指数不同处理间都存在显著差异(p<0.05)。表明N、P添加降低了林下植被的物种多样性。3、不同N、P添加对林木生长的影响。N、P添加在一定程度上促进了胸径增长,不同处理表现为HN+P>HN>CK。经过5年试验处理后,CK样地林木DBH平均增长了1.63 cm,HN处理样地林木胸径增长1.74 cm,HN+P处理样地林木胸径增长1.84cm。差异性分析结果显示,不同处理间林木DBH增长值差异显著(p<0.05)。N、P添加提高了乔木层生物量,不同处理其林分生物量增量表现为HN+P(52.23 t·hm-2)>CK(36.94 t·hm-2)>HN(33.08 t·hm-2),差异不显著(p>0.05)。4、不同N、P添加对林下灌木生长的影响。对灌木生物量模型进行了拟合和优化,以地径平方乘高(D2H)或冠径树高乘积(CH)为变量的二项式函数模型和幂函数模型能很好地估测灌木的生物量,预测精度均超过0.8。利用拟合模型估算了林下灌木生物量。N、P添加促进了灌木的生长,其生物量均有所增加,具体表现为HN+P(850.65 kg/hm-2)>HN(449.65 kg/hm-2)>CK(247.78 kg/hm-2);不同处理的灌木叶生物量、全株生物量和地上部分生物量差异显著(p<0.05)。同时,N、P添加降低了灌木生物量的根冠比(CK(0.42)>HN(0.32)>HN+P(0.30)),但不同处理间差异不显著(p>0.05)。5、不同N、P添加对植被碳储量的影响。N、P添加提高了林分碳储量,不同处理间林下灌木地上部分碳密度大小表现为HN+P(0.62 t/hm-2)>HN(0.33 t/hm-2)>CK(0.21 t/hm-2),且差异显著(p<0.05),而不同处理间灌木根系碳密度大小变化与地上部分一致(HN+P(0.19 t/hm-2)>HN(0.11 t/hm-2)>CK(0.08 t/hm-2)),但差异不显著(p>0.05)。不同处理对乔木层各组分碳密度均有一定影响,其中树干、树枝和树根的碳密度增量表现一致,具体为HN+P>HN>CK,乔木树叶的碳密度增量的变化趋势有所不同,表现为HN(1.42 t/hm-2)>HN+P(1.35 t/hm-2)>CK(0.97 t/hm-2)。不同N、P添加促进乔木层碳密度增长,大小表现为HN+P(18.47 t/hm-2)>HN(22.98 t/hm-2)>CK(26.12 t/hm-2),但差异不显著。可见,N、P添加促进了林分植被碳密度的增长。6、不同N、P添加对土壤碳储量的影响。不同处理0-10 cm土层的碳密度大小依次是HN(50.60 t/hm-2)>CK(42.50 t/hm-2)>HN+P(35.54 t/hm-2),HN处理增加土壤碳储,与以往研究结果一致;N、P添加对10-20 cm土壤碳密度影响不明显,碳密度值均在25 t·hm-2左右。说明不同N、P添加对森林表层土壤碳储量的影响较大,随着土层加深,N、P添加对土壤碳储量的影响减弱。