模拟氮沉降对大兴安岭南段白桦林土壤呼吸的影响

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工业革命以来,随着化石燃料燃烧与含氮肥料大量使用和人类活动增强等导致大气含氮化合物激增,严重影响到全球氮循环与碳排放;而森林土壤作为陆地生态系统巨大的碳库,研究模拟氮沉降对森林土壤呼吸变化及其影响显得十分迫切。本研究以位于大兴安岭南段白桦林为研究对象,设计了对照(CK,0 kg·hm-2·a-1),低氮(LN,10kg·hm-2·a-1),中氮(MN,25kg·hm-2·a-1),高氮(HN,50kg·hm-2·a-1)4个处理水平,研究了模拟氮沉降对白桦林土壤呼吸的影响。主要结果如下:  1.白桦林土壤呼吸的基本特征是:生长季(5-9月)土壤平均呼吸速率为3.42±0.09μmol·m-2s-1,且表现为7月(4.55)>8月(4.48)>6月(3.30)>9月(2.68)>5月(2.08)μmol·m-2s-1;土壤呼吸与温度呈极显著的指数相关(P<0.001),与土壤湿度显著相关(P<0.05),与土壤温度、湿度双因素作用呈极显著相关(P<0.001),且双因素模型模拟效果优于单因素;土壤呼吸温度敏感系数Q10为2.43。  2.不同处理下,土壤呼吸日动态与月动态均表现为HN>MN>LN>CK;与CK相比,HN、MN和LN处理下生长季土壤平均呼吸速率分别提高了34.79%、24.56%和13.74%,结果表明模拟氮沉降对土壤呼吸起促进作用,且HN、MN、LN与CK处理相比存在显著差异。  3.模拟氮沉降对土壤温度敏感性和土壤湿度无明显规律性影响;HN、MN和LN处理下,土壤温度与土壤呼吸速率呈极显著相关性(P<0.001),其Q10值分别为2.13、2.53和2.31;土壤湿度与土壤呼吸呈显著线性函数关系(P<0.05);土壤温度与土壤湿度双因素交互作用与土壤呼吸速率呈极显著相关性(P<0.001)。
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