中亚热带天然林土壤CH4吸收速率对模拟N沉降的响应

• 作者: 刘小飞 吴君君 杨智杰 陈朝琪 黄永梅
• 来源期刊: 生态学报
• 关键词: 中亚热带天然林 土壤 CH4吸收速率 N 沉降 土壤可溶性 N 土壤 pH
• 年，卷（期）: 2014,（10）
• 所属期刊栏目: 个体与基础生态
• 页码范围: 2498-2508
• 页数: 11页
• 语种: 中文
• DOI: 10.5846/stxb201306101618

摘要

陆地森林土壤是重要的大气甲烷(CH4)汇,大气氮(N)沉降增加对森林土壤CH4吸收速率影响突出.运用静态箱-气相色谱法对中亚热带天然林土壤CH4吸收速率对模拟N沉降的响应进行连续3a的观测;试验作3种N处理,分别为对照(CK,0 kg N· hm-2·a-1)、低氮(LN,50 kg N·hm-2·a-1)和高氮(HN,100 kg N·hm-2·a-1),每种处理重复3次,每个月采集气体1次,同时测定0-5 cm土壤温度和0-12 cm土壤含水量;分析不同N沉降水平土壤CH4吸收速率的差异、动态变化以及对土壤含水量和土壤温度响应,并探讨N沉降对土壤理化性质的影响.结果显示:天然林土壤(CK)平均CH4吸收速率为(-62.78±14.39)μg· m-2·h-1,LN和HN土壤平均CH4吸收速率分别下降了30.21％、7.24％,CK、LN和HN处理土壤CH4吸收速率季节变化趋势相似;观测期间土壤CH4吸收速率对LN响应达到显著水平(P＜0.05),对HN响应则不显著(P＞0.05);LN、HN处理前两年对土壤CH4吸收速率抑制作用均不显著(P＞0.05),但在第3年LN极显著降低了土壤CH4吸收速率(P＜0.01),HN处理对土壤CH4吸收速率的影响则在第3年表现为显著抑制作用(P＜0.05),表明土壤CH4吸收速率对N沉降的响应随着N沉降时间的持续呈抑制效应加剧的趋势.相关分析表明:CK与HN土壤CH4吸收速率与土壤温度和土壤含水量均有显著相关性(P＜0.05),但LN土壤CH4吸收速率仅与土壤含水量显著相关(P＜0.05),表明土壤含水量是控制各N沉降处理土壤CH4吸收速率动态的主要环境因子.此外,LN、HN处理下土壤pH均极显著降低(P＜0.01),但LN土壤pH极显著低于HN(P＜0.01);LN处理极显著提高了土壤C/N比(P＜0.01),HN处理则相反;LN和HN处理对土壤NH4+-N、NO3--N、可溶性总N(TDN)、可溶性有机碳(DOC)、地面凋落物量、地下0-10 cm细根生物量影响均不显著(P＞0.05),表明一定时期内N沉降首先引起了土壤pH和土壤C/N比的显著变化.