濟南南部山區(qū)水源涵養(yǎng)林土壤氮礦化特征研究.pdf

1、森林生態(tài)系統(tǒng)的重要生源元素之一便是氮元素，其主要是以有機態(tài)的形式存在，且有90％以上的氮素存在于森林土壤中，有機態(tài)氮向無機態(tài)氮轉(zhuǎn)化，這一過程不僅決定著森林生態(tài)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)與功能，同時也在影響森林生態(tài)系統(tǒng)氮保持與淋失過程中起著關(guān)鍵作用。濟南南部山區(qū)石灰?guī)r山地土層很薄，水土流失嚴重，造成石灰?guī)r山地成土比較困難，且又容易流失，該區(qū)域主要植被為人工側(cè)柏純林。
　　 本文以南部山區(qū)石灰?guī)r山地不同人工恢復(fù)年限的側(cè)柏純林為研究對象，開展在枯水期

2、和豐水期土壤氮礦化能力變化及其影響因素的研究，為探明石灰?guī)r山地側(cè)柏純林枯水期和豐水期的土壤氮礦化能力，于2011年11月1日～2012年2月1日以及2012年5月31日～2012年8月27日，本文通過采用PVC管原位培養(yǎng)法，對濟南南部山區(qū)石灰?guī)r山地人工恢復(fù)不同年限的側(cè)柏純林（5年、10年、25年）林下土壤8個月期間的氮礦化能力進行了研究。研究結(jié)果表明:在枯水期，3種不同恢復(fù)年限側(cè)柏純林NO3--N含量先升高后降低然后再有所升高，NH4+

3、-N含量變化沒有明顯的規(guī)律性。其凈硝化速率和凈氮礦化速率均在11月份達到最大值，分別為0.07±0.04，0.11±0.01，0.15±0.02mg/(kg·d)和0.15±0.04，0.29±0.02，0.33±0.03 mg/(kg·d)。石灰?guī)r山地側(cè)柏純林土壤的凈氮礦化速率與土壤濕度表現(xiàn)為二次函數(shù)關(guān)系(r=0.589，p=0.018)，但隨濕度增加，土壤凈氮礦化能力降低。土壤凈氮礦化速率與土壤pH值呈顯著負相關(guān)(r=-0.452，

4、p=0.018)，與土壤有機碳含量、微生物量碳含量和C/N比均成正相關(guān)關(guān)系，但相關(guān)性不顯著(r=0.076，p=0.707;r=0.374，p=0.055;r=0.337，p=0.086)。在枯水期，石灰?guī)r山地側(cè)柏純林土壤也存在較強的氮轉(zhuǎn)化能力，氣溫變化所導(dǎo)致的土壤環(huán)境因素對氮礦化有顯著影響。在豐水期，3種不同恢復(fù)年限側(cè)柏純林NO3--N含量和NH4+-N含量的變化趨勢基本一致，且NO3--N含量和NH4+-N含量與枯水期相比明顯升高，

5、這表明豐水期植物處于茂盛生長期，土壤微生物活動劇烈，土壤礦化作用明顯增強。其凈硝化速率和凈礦化速率均在7月份達到最大值，分別為0.351±0.051，0.382±0.028，0.587±0.095mg/(kg·d)和0.358±0.060，0.476±0.027，0.613±0.109mg/(kg·d)。且在豐水期和枯水期，土壤凈氮礦化速率與土壤典型特征因子的相關(guān)性不盡相同。土壤含水量與土壤凈氮礦化速率相關(guān)性基本一致，也呈二次函數(shù)關(guān)系(

6、r=0.891，p=0.011)，且隨濕度增加，土壤凈氮礦化能力降低;然而，土壤pH值對土壤凈氮礦化速率幾乎沒有影響;且土壤凈氮礦化率與土壤有機碳含量和C/N比均呈負相關(guān)關(guān)系(r=-0.176，p=0.651;r=-0.326，p=0.392)。這表明石灰?guī)r山地這一特殊生境決定了其土壤氮礦化能力在豐水期和枯水期有著明顯的區(qū)別。
　　 本文通過對南部山區(qū)石灰?guī)r山地不同人工恢復(fù)年限的側(cè)柏純林的土壤氮礦化能力變化及其影響因素的研究，旨