生态学,碳氮循环

太岳山油松林土壤碳氮动态及对模拟氮沉降的响应汪金松北京林业大学林学院\n\n\n\n1.185.31\n\n\n43.37TgNa-1\n\n\n\nGomeSatellite\nSciamachySatellite\n\n(adaptedfromSchimeletal.,1995)\nTheWorld'sCarbonReservoirsReservoirSize(GtC)Atmosphere750Forests610Soils1580Surfaceocean1020Deepocean38,100FossilfuelsCoal4,000Oil500Naturalgas500Totalfossilfuel5,000\n影响土壤碳库变化的主要途径\n土壤中氮素转换过程\n\n\n揭示土壤碳氮动态对模拟氮沉降的响应特征和机制，寻求太岳山油松林“N饱和点”临界点；为推动氮沉降对碳循环影响和碳氮相互作用机理模型的建立等提供依据；为提高油松人工林生态系统经营和管理水平提供理论基础。研究目的及意义\n研究方法及初步结果实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n高氮中氮低氮对照HN(150kgNhm-2yr-1)MN(100kgNhm-2yr-1)LN(50kgNhm-2yr-1)CK(0kgNhm-2yr-1)\nN36°41′42.7″E112°04′45.7″N36°40′52.2″E112°05′51.5″\n\n表1：油松人工林不同氮处理样地的主要林分和立地特征本底值Tab1:BackgroundvaluesofthestandandsitecharacteristicsindifferentnitrogentreatmentsplotsofartificialPinustabulaeformisforest处理水平林分特征立地特征林龄(a)密度(株·hm-2)平均胸径(cm)平均树高(m)平均坡度(°)海拔(m)土壤容重(g·cm-3)土壤PHCK75125817.813.11915891.287.37LN75122521.213.81515891.237.47MN75129220.211.61915891.257.68HN75125820.512.41815891.267.74\n表2：油松天然林不同氮处理样地的主要林分和立地特征本底值Tab1:BackgroundvaluesofthestandandsitecharacteristicsindifferentnitrogentreatmentsplotsofnaturalPinustabulaeformisforest处理水平林分特征立地特征林龄(a)密度(株·hm-2)平均胸径(cm)平均树高(m)平均坡度(°)海拔(m)土壤容重(g·cm-3)土壤PHCK90126713.907.72416801.247.12LN90156710.647.82116801.277.13MN90120813.497.42516801.277.19HN90122513.389.02316801.267.28\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n第一次取样时间为2009年7月初即模拟氮沉降处理前；第二次取样时间为2010年7月，还处于模拟氮沉降实验初期，此时取样有利于清楚地了解氮沉降初期土壤的变化；第三次取样时间为2011年7月，此时模拟氮沉降实验已进行两年，氮沉降对土壤的影响已有比较明显的表现。测量土壤的容重、PH、全N、铵态氮、硝态氮、有机质、速效磷、速效钾、交换性阳离子Mg2+、Ca2+、K+、Na+(原子吸收分光光度计法)。取样时按“S”形取样法分0-20cm、20-40cm和40-60cm三层取样。\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n在各样地内随机设置5个1m×1m的凋落物收集器，每月底收集落在收集器上的凋落物，装入塑料袋内带回实验室，区分针叶、阔叶、落枝、落花、落果、树皮及其碎屑物等组分，在80°C恒温条件下烘干48h后称量。取部分样品粉碎后测定有机C、全N、全P、全K、Ca和Mg。\n\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n2009年10月分别在油松人工林和天然林收集落叶，其中天然林收集了优势树种辽东栎落叶，将所收集的落叶放入实验室自然风干备用。选取一小部分测量凋落物叶的初始养分情况(全碳、全氮、全磷、全钾、Ca和Mg)。叶凋落物分解试验采用网袋法。其中天然林又分为针叶、阔叶、针叶和阔叶混合三种处理，不同N处理重复3次，于2010年4月随机放在各处理相应的各样地中。每样地24袋分解袋随机埋设在6个点上。样品每3个月收一次，每次每个样方随机取回3袋带回实验室，去掉泥沙、杂物等，在65°C条件下烘干至恒重，再称其重量。计算凋落物残留率和失重率，然后粉碎样品做样品分析。\n\n\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\nQuercusliaotungensisCorylusmandshuricaSwidabretchneideri\n\n\n\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n切根+去凋去凋对照\n挖沟除草+去凋埋石棉瓦\n\n天然林\n人工林\n\nQ10(5cm)Q10(10cm)TreatCKLNMNHNTreatCKLNMNHNA3.223.422.943.13A5.817.616.556.82B1.731.721.321.58B3.863.672.922.75C2.412.081.862.16C3.713.292.593.22\n变量RS=aebTRS=aW+bRS=aebTWcVariableabR2abR2abcR2T5/W100.2920.1170.613———1.2280.0712.3630.764T10/W100.1680.1760.812-1.0563.3720.4390.2370.1590.3930.819T5/W100.2410.1230.650———0.5870.1081.9560.829T10/W100.1110.2030.909-1.1973.3050.4450.150.1880.3720.912T5/W100.2970.1080.647———0.7040.0871.6140.812T10/W100.1360.1880.916-1.6474.080.5270.1330.189-0.0240.916T5/W100.2840.1140.652———0.7520.0942.1260.913T10/W100.1340.1920.942-2.0014.5040.5910.2730.1581.0040.961\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\n\n\n实验样地的布置；模拟氮沉降试验；油松林土壤不同层次理化性质对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物量及养分归还量对模拟氮沉降的响应；油松林凋落物分解及养分释放对模拟氮沉降的响应；油松林主要树种新生叶比叶面积、养分含量及对模拟氮沉降的响应；油松林不同组分土壤呼吸动态特征及对模拟氮沉降的响应；主要氮素转换过程的动态特征及对模拟氮沉降的响应；氮沉降对油松幼苗生物量分配及根系形态的影响。\nWinRhizo\n\n\n\n\n\n\n谢谢指点!