自20世纪以来,由于人类工业、农业、畜牧业的迅速发展,越来越多的活性氮(N)进入大气,全球大气N沉降量不断增加,并对自然生态系统造成了极大的影响。随着社会发展的需要,我国大部分原始常绿阔叶林都遭到大面积破坏,取而代之的是越来越多的次生林,且次生林已经逐渐发展为我国森林资源的主体部分。为揭示大气N沉降增加对亚热带次生常绿阔叶林土壤生化特性的影响方式和作用机制,为更加深入地理解大气N沉降增加对次生林土壤养分的潜在影响提供理论基础和数据支撑,2013年11月,在华西雨屏区次生湿性常绿阔叶林内设置模拟N沉降样地。2014年1月用硝酸铵(NHNO)进行喷洒施N模拟N沉降,共设3个水平:对照(CK,+0g N·m·a),低氮(LN,+5 g N·m·a),高氮(HN,+15 g N·m·a)。在模拟N沉降2.3年后每间隔3月进行取样,研究该次生常绿阔叶林地腐殖质层(A层)和淋溶层表层(B层)土壤的生化特性对N沉降増加的响应。得出以下主要研究结果:(1)该次生林A层土壤总有机碳(TOC)含量为174.30 g·kg,全氮(TN)含量为39.35 g·kg,远高于四川其它相似林分类型。模拟N沉降通过抑制土壤碳(C)排放显著增加了A层土壤有机C的含量,同时显著增加了A层土壤硝态氮(NO-N)、铵态氮(NH-N)和土壤碳氮比(C/N)。A层土壤中TOC与NO-N和NH-N含量之间存在极显著正相关关系。模拟N沉降显著增加了B层土壤NO-N含量,但对B层土壤TOC、NH-N和C/N无显著影响。两层土壤浸提性溶解有机碳(ED OC)、易氧化碳(ROC)、TN和氨硝比对N添加无显著响应。(2)该次生林A层土壤酸碱度(pH)显著小于B层。模拟N沉降显著降低了A、B两层土壤pH,NH的硝化作用和过量NO的淋失是引起土壤酸化的主要原因。N添加显著降低了A层土壤氢离子(H)含量,B层土壤也表现出降低趋势但未达到显著水平。随着模拟N沉降水平的升高,B层土壤铝离子(Al)含量显著增加,镁离子(Mg)含量显著降低。N添加对两层土壤交换性酸、钾离子(K)、钙离子(Ca)、钠离子(Na)、盐基饱和度(BS)均无显著影响。相关性分析结果表明,B层土壤中Mg与交换性酸和Al呈显著负相关。两层土壤中BS与H、交换性酸呈极显著负相关。(3)模拟N沉降对该次生林A层土壤微生物量碳(MBC)及多酚氧化酶、蔗糖酶、酸性磷酸酶、脲酶四种酶活性均未产生显著影响。N沉降显著增加了A层土壤微生物量氮(MBN)含量,可能是因为N沉降减缓了土壤的有效N限制。氮沉降对B层多酚氧化酶活性有显著地抑制作用,而对其它三种酶无显著影响。同时土壤B层微生物量其它指标对N添加无显著响应。相关性分析结果表明,两层土壤中MBC与多酚氧化酶、MBN与脲酶均呈显著正相关关系。
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