在森林土壤中,无机氮的垂直移动速率较快,因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响,且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大,因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究...在森林土壤中,无机氮的垂直移动速率较快,因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响,且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大,因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究表明,"华西雨屏"区的年均氮湿沉降量高达95 kg N hm^(-2) a^(-1),处于中国最高水平,该森林生态系统出现一定氮饱和特征。基于以上背景,研究华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及相关酶活性对模拟氮沉降的响应,从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验,分别设置对照(CK,+0 g N hm^(-2) a^(-1))、低氮(LN,+5 g N hm^(-2) a^(-1))和高氮(HN,+15 g N hm^(-2) a^(-1))3个氮添加水平。在氮沉降进行5年后进行土壤采样,测定不同深度土壤(上层0-15 cm、中层15-30 cm、下层30-45 cm)全氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量及氮矿化相关酶活性。结果表明:(1)该常绿阔叶次生林不同深度土壤TN有显著差异;(2)模拟氮沉降对该系统土壤氮矿化总体表现出极显著抑制作用,其中中层土壤抑制作用最为强烈,净氮矿化速率主要受硝化过程的影响;(3)氮矿化相关酶活性均随土壤深度的加深而降低,模拟氮沉降对土壤脲酶活性有极显著促进作用,对土壤硝酸还原酶活性有显著抑制作用。由于无机氮在土壤剖面中的高度可移动性,深层土壤氮循环和特征对氮沉降的响应需要更加密切的关注。展开更多
土壤溶液被称作“土壤的血液”,是土壤中各种生物化学反应的中介物质,在外界环境发生变化时,土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应。为了探索持续增加的大气氮(N)沉降对森林生态系统的影响,以华西雨屏...土壤溶液被称作“土壤的血液”,是土壤中各种生物化学反应的中介物质,在外界环境发生变化时,土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应。为了探索持续增加的大气氮(N)沉降对森林生态系统的影响,以华西雨屏区亚热带常绿阔叶林为对象,设置对照(CK,0 g m^(-2) a^(-1)),低N(LN,5 g m^(-2) a^(-1)),高N(HN,15 g m^(-2) a^(-1))三种N处理,通过人工施加硝酸铵(2017年9月起改施硝酸钠及氯化铵)的方法模拟N沉降增加情景,N处理42个月后,使用负压土壤溶液采样器定位收集A层(37—45 cm)及B层(52—60 cm)土壤溶液,并进行分析(每月1次,为期1 a)。结果表明:对照处理中A、B两层土壤溶液NO_(3)^(-)浓度达(3.94±0.77)mg/L、(4.27±1.13)mg/L,N添加显著提高两层土壤溶液NO_(3)^(-)浓度和B层NH_(4)^(+)浓度;N添加显著降低土壤溶液pH,且显著增加Al^(3+)浓度,Ca^(2+)和Mg^(2+)含量有增加趋势,但影响不显著;N处理使A层土壤溶液可溶性有机碳(DOC)浓度显著降低,对两层土壤溶液芳香化指数(AI)无显著影响;两层土壤溶液电导率(EC)及氧化还原电位(Eh)显著增加;此外,两层土壤溶液中许多化学成分均呈现极显著相关,特别是NO_(3)^(-)与EC相关系数达到了0.855。本研究中,对照处理极高的NO_(3)^(-)含量以及B层土壤溶液硝酸盐浓度高于A层,表明该亚热带常绿阔叶林N的有效性超过植物和微生物的总营养需求而发生淋溶,该生态系统已达到氮饱和状态,此外N添加会显著促进土壤酸化和铝离子活化,表层土壤溶液DOC的降低一定程度反映了凋落物分解受N添加的抑制作用,显著升高的氧化还原电位可能导致土壤中某些金属元素的迁移率降低。展开更多
文摘在森林土壤中,无机氮的垂直移动速率较快,因此大气氮沉降极有可能对下层森林土壤造成较大影响,且表层土壤往往与下层土壤的物理化学特性和所处环境差异较大,因此土壤剖面中不同深度的土壤对大气氮沉降的响应可能存在较大差异。以往研究表明,"华西雨屏"区的年均氮湿沉降量高达95 kg N hm^(-2) a^(-1),处于中国最高水平,该森林生态系统出现一定氮饱和特征。基于以上背景,研究华西雨屏区常绿阔叶林不同深度土壤氮矿化及相关酶活性对模拟氮沉降的响应,从2014年1月起进行野外定位模拟氮沉降试验,分别设置对照(CK,+0 g N hm^(-2) a^(-1))、低氮(LN,+5 g N hm^(-2) a^(-1))和高氮(HN,+15 g N hm^(-2) a^(-1))3个氮添加水平。在氮沉降进行5年后进行土壤采样,测定不同深度土壤(上层0-15 cm、中层15-30 cm、下层30-45 cm)全氮(TN)、硝态氮(NO_(3)^(-)-N)、铵态氮(NH_(4)^(+)-N)含量及氮矿化相关酶活性。结果表明:(1)该常绿阔叶次生林不同深度土壤TN有显著差异;(2)模拟氮沉降对该系统土壤氮矿化总体表现出极显著抑制作用,其中中层土壤抑制作用最为强烈,净氮矿化速率主要受硝化过程的影响;(3)氮矿化相关酶活性均随土壤深度的加深而降低,模拟氮沉降对土壤脲酶活性有极显著促进作用,对土壤硝酸还原酶活性有显著抑制作用。由于无机氮在土壤剖面中的高度可移动性,深层土壤氮循环和特征对氮沉降的响应需要更加密切的关注。
文摘土壤溶液被称作“土壤的血液”,是土壤中各种生物化学反应的中介物质,在外界环境发生变化时,土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应。为了探索持续增加的大气氮(N)沉降对森林生态系统的影响,以华西雨屏区亚热带常绿阔叶林为对象,设置对照(CK,0 g m^(-2) a^(-1)),低N(LN,5 g m^(-2) a^(-1)),高N(HN,15 g m^(-2) a^(-1))三种N处理,通过人工施加硝酸铵(2017年9月起改施硝酸钠及氯化铵)的方法模拟N沉降增加情景,N处理42个月后,使用负压土壤溶液采样器定位收集A层(37—45 cm)及B层(52—60 cm)土壤溶液,并进行分析(每月1次,为期1 a)。结果表明:对照处理中A、B两层土壤溶液NO_(3)^(-)浓度达(3.94±0.77)mg/L、(4.27±1.13)mg/L,N添加显著提高两层土壤溶液NO_(3)^(-)浓度和B层NH_(4)^(+)浓度;N添加显著降低土壤溶液pH,且显著增加Al^(3+)浓度,Ca^(2+)和Mg^(2+)含量有增加趋势,但影响不显著;N处理使A层土壤溶液可溶性有机碳(DOC)浓度显著降低,对两层土壤溶液芳香化指数(AI)无显著影响;两层土壤溶液电导率(EC)及氧化还原电位(Eh)显著增加;此外,两层土壤溶液中许多化学成分均呈现极显著相关,特别是NO_(3)^(-)与EC相关系数达到了0.855。本研究中,对照处理极高的NO_(3)^(-)含量以及B层土壤溶液硝酸盐浓度高于A层,表明该亚热带常绿阔叶林N的有效性超过植物和微生物的总营养需求而发生淋溶,该生态系统已达到氮饱和状态,此外N添加会显著促进土壤酸化和铝离子活化,表层土壤溶液DOC的降低一定程度反映了凋落物分解受N添加的抑制作用,显著升高的氧化还原电位可能导致土壤中某些金属元素的迁移率降低。
