1、    模擬氮沉降對高黎貢山自然公園片區(qū)中山濕性常綠闊葉林土壤呼吸速率的影響    李雪娟 喬璐 唐宗英 趙士杰 車麗莎 付磊昌摘要：于2016年12月至2017年10月，對黎貢山中山濕性常綠闊葉林進(jìn)行了模擬氮沉降試驗(yàn)，采用的氮沉降水平分別為對照、低氮、中氮和高氮，每月定期用紅外co2分析法測定土壤呼吸速率。結(jié)果表明：2016年12月至2017年10月，土壤呼吸受到了一定的抑制;抑制程度最明顯的是n3o處理，說明高氮處理對土壤呼吸的抑制作用較明顯;n15、n5、no這3個(gè)氮處理的呼吸速率較接近，特別是n15與no兩者變化不大。關(guān)鍵詞：中山濕性常綠闊葉林，

2、土壤呼吸，氮沉降：s714：a：1674-9944（2018）2-0009-021 引言森林生態(tài)系統(tǒng)作為陸地生態(tài)系統(tǒng)的主體，在維持全球生態(tài)系統(tǒng)碳平衡以及調(diào)節(jié)全球氣候等方面有重要作用1。隨著人工施氮和化石燃料的大量使用，大氣沉降的氮量也在逐年增加。輕度的氮沉降會促進(jìn)植被的生長，但過量的沉降氮會引起生物多樣性的降低、土壤酸化等2-4，影響森林生態(tài)系統(tǒng)的土壤呼吸。在全球環(huán)境問題日益嚴(yán)重的今天，研究森林土壤呼吸作用對大氣氮沉降的響應(yīng)機(jī)制，是評估碳循環(huán)動態(tài)、預(yù)測全球碳收支的基礎(chǔ)，國內(nèi)外學(xué)者展開了很多相關(guān)研究，如cleveland和townsend4在熱帶雨林的研究發(fā)現(xiàn)施氮增加了植物的細(xì)根生物量，從而促進(jìn)

3、了土壤呼吸速率;涂利華等5在華西雨屏區(qū)苦竹林的研究表明，氮沉降增加了微生物的生物量碳、氮含量，提高了土壤微生物呼吸速率，進(jìn)而促進(jìn)了土壤總呼吸。由于受眾多因子的影響，土壤呼吸速率對氮沉降的響應(yīng)主要表現(xiàn)為氮沉降對土壤呼吸的促進(jìn)6、抑制7，8和無影響9，10這3種情況，說明森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對氮沉降增加的響應(yīng)仍然有很大的不確定性。高黎貢山位于中緬交界地帶，是國際關(guān)注的地理學(xué)與生物學(xué)保護(hù)研究的關(guān)鍵地區(qū)之一，目前已有的研究包括高黎貢山的氣候條件、地質(zhì)特征、主要植被和土壤類型等各個(gè)方面，而關(guān)于氮沉降與土壤呼吸之間的關(guān)系的研究還比較缺乏。因此，在高黎貢山開展森林生態(tài)系統(tǒng)土壤呼吸對氮沉降增加的響應(yīng)研究，也有

4、助于加深對森林生態(tài)系統(tǒng)功能及其影響因素研究的深化。2 材料和方法2.1 研究地基本概況研究地位于高黎貢山國家級自然保護(hù)區(qū)赧亢管理站管轄范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)區(qū)（24°49n，98°46e;海拔2050m）。該地區(qū)的氣候類型屬于我國西部型季風(fēng)氣候的暖性濕潤型，年平均溫為13.2，最熱月平均溫為17.1（7月），最冷月平均溫為6.2（1月）。年均降雨量在1000 mm以上。土壤類型為黃棕壤。植被類型為中山濕性常綠闊葉林，以香葉樹lindera communzs，紅木荷schema wallichii，青岡cyclobalanopsis glauca，扭子果ardzsza vzrens，粗

5、穗石櫟l.saepadmo，胡桃，uglansregia，隱紋杜莖山maesa mani purensis，灰毛漿果楝c/-padessa cinerascens，粗毛羊蹄甲bauhinia hirsuta，桂北木姜子litsea subcoriacea，中平樹macaranga denticu-lata，毛葉合歡albizia mollis等組成。2.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)2016年12月在赧亢管理站管轄范圍高黎貢山自然公園內(nèi)設(shè)置1塊樣地，樣地中建立12個(gè)5m×5m的樣方，每個(gè)樣方之間設(shè)>5 m寬的緩沖帶。用nh4 cl進(jìn)行氮沉降處理，共設(shè)4個(gè)水平，分別為對照（ck，0 g n/（m2

6、·a、低氮（5 g n/（m2·a、中氮（15g n/（m2·a和高氮（30 g n/（m2·a，每個(gè)水平2個(gè)重復(fù)。將年施用量平均分成12等分，從2016年12月開始，每月下旬對各處理定量地施氮，具體方法是將各水平所需nh4 cl溶解至1l水中，用噴霧器在該水平樣方中來回均勻噴灑，對照只噴灑水。每個(gè)樣方內(nèi)隨機(jī)布置2個(gè)pvc管（內(nèi)徑30 cm，高50 cm，插入土壤深度為1020 cm），定期測定土壤呼吸速率。2.3 土壤呼吸測定采用動態(tài)氣室法連接到便攜式11- 840a c02/h20分析系統(tǒng)測定土壤呼吸。3 結(jié)果與分析土壤呼吸速率監(jiān)測結(jié)果如表1所示。3

7、.1 不同時(shí)間土壤呼吸速率的變化由圖1可知，2016年12月的數(shù)據(jù)為土壤呼吸速率的背景數(shù)據(jù)，通過施氮處理以后，到2017年7月，土壤呼吸收到了一定的抑制，該結(jié)果在n30、n15、n5、no這4個(gè)氮處理濃度上的變化規(guī)律均相似;隨著時(shí)間的推移，3個(gè)月后（2017年10月），土壤呼吸速率有一定的回升，但變化幅度不大，總體還是受到抑制，而且在4個(gè)氮處理濃度上的變化規(guī)律均相似。3.2 不同氮處理土壤呼吸率的變化由圖2可知，4種處理濃度（ n30、n15、n5、no）2016年12月的背景值之間差異不大，通過施氮處理以后，2017年7月、10月土壤呼吸收到了一定的抑制，其中抑制程度最明顯的是n30處理，土

8、壤呼吸速率有最初的39. 24 g/（m2·d），減低到11. 82 g/（m2·d）、15.86 g/（m2·d），說明高氮處理對土壤呼吸的抑制作用較明顯;n15、n5、no這3個(gè)氮處理的呼吸速率較接近，特別是n15與no兩者變化不大，具體的原因有待后續(xù)進(jìn)一步研究。4 結(jié)論通過2016年12月施氮處理以后，到2017年7月、10月，土壤呼吸受到了一定的抑制，該結(jié)果在n30、n15、n5、no這4個(gè)氮處理濃度上的變化規(guī)律均相似;抑制程度最明顯的是n30處理，說明高氮處理對土壤呼吸的抑制作用較明顯;n15、n5、no這3個(gè)氮處理的呼吸速率較接近，特別是n15與no兩

9、者變化不大，具體的原因有待后續(xù)進(jìn)一步研究。參考文獻(xiàn)：lpost w m.emanuel w r.zinke p j，el al. soil pool and world lifezonesj. nature，1982 （298）：156 159.2 hoegberg p，fan h，quist m，et al. tree growth an d soil acidification in response t0 30 years of experimental nitrogen loading onboreal forestj. global change biology，2006，12 （3

10、） ：489 499.3dise n，rothwell j，gauci v， et al. predicting dissolved inorganicnitrogen leaching in european forests using two independent databasesj. science of the total environment ，2009 ，407（5）：1798 1808.4cleveland c c，townsend a r.nutrient additions to a tropical rainforest drive substantial soil

11、carbon dioxide losses to the atmospherej. proceedings of the national academy of sciences，2006，103（27） ：1031610321.5涂利華，胡庭興，黃立華，等.華西雨屏區(qū)苦竹林土壤呼吸對模擬氮沉降的響應(yīng)j.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2009，33（4）：728738.6賈淑霞，王政權(quán)，梅莉，等，施肥對落葉松和水曲柳人工林土壤呼吸的影響j.植物生態(tài)學(xué)報(bào)，2007，31（3） ：372379.7olsson p， linder s，giesler r， et al. fertilization of borea

12、l forestreduces both autotrophic and hetemtrophic soil respirationj.global change biology ，2005，11（10） ：17451753.8jia s，wang z，li x，et al.n fertilization afects on soil respiration.microbial biomass an d root respiration in larix gmelinii and fraxinus mandshurica plantations in chinaj. plant and soi

13、l，2010， 333（1/2） ：325336.9 samuelson l， mathew r，stokes t，et al. soil an d microbial respiration in a loblolly pine plantation in response to seven years of irrigation and fertilizationj. forest ecology and management，2009，258（11） ：24312438.10jiang j，zong n，song m，et al. responses of ecosystem respiration an d its components to fertilization in an alpine meadow onthe t