氮沉降對暖溫帶油松林碳吸存影響機制研究

《氮沉降對暖溫帶油松林碳吸存影響機制研究》是依託北京林業大學，由趙秀海擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：氮沉降對暖溫帶油松林碳吸存影響機制研究
• 依託單位：北京林業大學
• 項目負責人：趙秀海
• 項目類別：專項基金項目

項目摘要

氮沉降是影響森林碳吸存的重要因素，氮沉降是如何改變森林生態系統碳吸存能力的目前尚不清楚。本項目以暖溫帶油松林為研究對象，通過不同施氮水平的氮沉降模擬實驗，研究氮沉降對森林碳吸存的影響機制。主要研究內容包括：探討不同凋落物處理方式（去除凋落物層、切除根系、去凋加切根）和施氮水平對土壤呼吸的影響。本項目創新性在於嘗試從林木生長、土壤理化性質等方面探索氮沉降對油松林碳吸存的影響機制。項目研究結果對認識氮沉降驅動下的油松林碳吸存能力具有重要意義。

結題摘要

本項目完成了研究任務內容和目標，發表CSCD論文7篇，培養碩士研究生2人。具體研究成果如下：以太岳山油林為研究對象，對林地分別作3種凋落物處理:對照（C）、去凋（B）、去凋+切根（A），並設計了4個氮水平：對照（CK，0 kg•hm-2•a-1，以N計，下同）、低氮（LN，50 kg•hm-2•a-1）、中氮（MN，100 kg•hm-2•a-1）和高氮（HN，150 kg•hm-2•a-1），於2010~2012年生長季測定土壤呼吸速率的動態變化，並分析了土壤呼吸速率在施氮後的連續變化，以及與溫度、濕度、微生物生物量C、N、土壤酶活性、細根生物量的關係。結果表明：（1）去凋+切根、去凋、對照樣方不同施氮水平下土壤呼吸速率基本都在施N後的第1 d處在最高峰，隨即下降，切根+去凋、去凋處理樣方的土壤呼吸速率在施氮後第3 d趨於穩定，而對照處理土壤呼吸速率一直處於下降狀態。施氮在一定程度上抑制了切根+去凋處理的土壤呼吸速率，而促進了去凋處理、對照處理的土壤呼吸速率，並且土壤微生物生物量C、N的變化與土壤呼吸速率變化一致，土壤呼吸速率與土壤酶活性、土壤濕度相關性不顯著（P＞0.05），而與土壤溫度的相關關係顯著（P＜0.05），以土壤溫度、土壤濕度構建的複合模型Rs=aebTWc預測土壤呼吸的準確性高於單因子模型，施氮降低了每種凋落物處理指數關係模型（Rs=aebT）的決定係數R2，並且施氮降低了切根+去凋、去凋處理的溫度敏感性指數Q10，而對對照處理的Q10無明顯影響。（2）發現隨著觀測年限的推移，對照處理的土壤呼吸速率、去凋處理的土壤呼吸速率、凋落物層的呼吸速率對氮沉降的正回響逐漸減弱。土壤呼吸速率在去除凋落物條件下降低了28.99%，而土壤呼吸速率的變化幅度在施氮條件下呈降低趨勢。土壤溫度解釋了土壤呼吸速率變異的37.3%~62.2%，並與土壤呼吸速率存在顯著指數相關（P＜0.05），去除凋落物降低了模型決定係數R2；以土壤溫度和土壤水分構建的複合關係方程擬合效果均好於單因子模型，土壤溫度和水分共同解釋了土壤呼吸季節變化的67.6%~85.6%，並且施氮降低了去凋處理的複合模型決定係數R2，而對對照處理沒有顯著影響。施氮提高了土壤微生物生物量C、N，並且土壤微生物生物量C、N與土壤呼吸速率呈顯著正相關（P＜0.05）。說明氮沉降、凋落物是影響油松林土壤CO2通量的兩