氮沉降对森林土壤磷循环的影响

磷是生物体必需的大量元素之一,也是许多生态系统的主要限制因子。近年来,大气氮沉降日益加剧,已对森林生态系统磷循环产生了不可忽视的影响。关于氮沉降对生态系统磷循环的影响已开展了一系列的研究,然而尚缺少对其整体的认识。因此,通过收集国内外已发表的相关文章,从以下五个方面综述氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响及其机理:1)阐述了森林生态系统土壤磷循环的概念;2)介绍了氮沉降对森林土壤磷循环影响的研究方法,包括长期定位模拟氮沉降法、自然氮沉降梯度法和同位素示踪法等;3)概述了氮沉降对森林生态系统土壤磷循环的影响。目前的研究结论趋向于认为长期氮沉降使森林土壤磷循环速率加快。长期氮输入易于使土壤中可溶性磷向非活性磷酸盐库迁移而难以被利用。因此,为了满足需求,土壤磷酸酶活性将增加以加速有机磷的矿化,从而加速磷素在土壤-植物-微生物之间的周转。4)探讨了氮沉降影响森林土壤磷循环的机制。氮沉降可通过改变土壤有机质的性质、微生物群落组成、磷酸酶活性以及阳离子的流动性等途径影响森林土壤磷循环;5)指出了当前研究存在的问题及未来的研究方向。     

酸沉降对森林生态系统影响的研究现状及展望

酸沉降影响下物质循环及其不平衡研究;酸沉降对土壤理化性质的影响;森林水化学方面的研究;酸沉降下重金属的活化研究;酸沉降对植物生长的影响研究;酸沉降和气候变化对森林的影响;模拟酸雨对土壤理化性质和植物生长的影响;酸沉降下土壤风化问题的研究;运用模型对酸化问题的研究;森林土壤人为和自然的酸化;酸沉降临界负荷的研究;酸沉降和其它污染物对植物的联合影响;酸化土壤恢复研究等方面介绍了酸沉降对森林生态系统影响的研究现状,并阐明了今后研究的方向及应该注意的问题。     

酸性森林土壤缓冲酸沉降关键机理研究进展

对有关酸性森林土壤如何缓冲酸沉降的研究进行了综述,从土壤矿物风化与离子交换反应、有机质的作用,和其他生命与非生命因素方面去探讨酸性森林土壤缓冲酸沉降的关键机理,旨在加深人们对酸性森林土壤响应酸沉降模式与缓冲机制的理解,从而更好地预测酸沉降背景下酸性森林土壤的酸化进程及其负面效应,为制定科学合理的森林经营管理措施,维持整个森林生态系统的稳定与生态服务功能提供科学借鉴。     

湿地松混交林地土壤养分、微生物和酶活性的研究

1　引　　言土壤养分、微生物和酶是森林生态系统的重要组成成分 .土壤养分含量对林木生长有重要影响 .土壤微生物参与土壤的物质循环和能量转化[16] ,而土壤酶参与土壤的许多重要的生物化学过程和物质循环[18] ,二者一起推动着土壤的代谢过程 ,影响着林木生长 .长期以来 ,有关森林土壤养分、微生物和酶的研究受到广泛重视[4 ,6～ 2 0 ] .黎蒴栲 (Ｃａｓ ｔａｎｏｐｓｉｓｆｉｓｓａ)、红荷 (Ｓｃｈｉｍａｗａｌｌｉｃｈｉｉ)和湿地松 (Ｐｉｎｕｓｅｌ ｌｉｏｔｔｉｉ)是我国南方重要的用材树种 ,但是关于黎蒴栲×湿地松及红荷×湿地松混交…     

氮沉降对森林土壤主要温室气体通量的影响

大气氮沉降已经并将继续对森林土壤主要温室气体(CO2、CH4和N2O)通量产生影响.综述了国内外氮沉降对森林土壤主要温室气体通量影响及其机理的研究现状.由于森林类型、土壤N状况、氮沉降量及沉降类型等不同,氮沉降对森林土壤主要温室气体通量的影响主要表现为抑制、促进和不显著3种效果.在N限制的森林中,氮沉降对土壤主要温室气体通量无显著影响,或促进土壤CO2排放;在"N饱和"的森林中,氮沉降可减少土壤CO2排放,抑制对大气CH4的吸收,增加N2O排放.分析了产生以上影响效果的作用机理,介绍了氮沉降对森林土壤主要温室气体通量影响的研究方法,探讨了该领域存在的问题及未来研究的方向.     

森林土壤氮素转换及其对氮沉降的响应

近几十年人类活动向大气中排放的含氮化合物激增 ,并引起大气氮沉降也成比例增加。目前 ,氮沉降的增加使一些森林生态系统结构和功能发生改变 ,甚至衰退。近 2 0 a欧洲和北美有关氮沉降及其对森林生态系统的影响方面的研究较多 ,而我国少有涉及。森林土壤氮素转换是森林生态系统氮素循环的一个重要的组成部分 ,而矿化、硝化和反硝化作用是其核心过程 ,氮沉降作为驱动因子势必改变森林土壤氮素转换速度、方向和通量。根据国外近 2 0 a有关研究 ,首先介绍了森林土壤氮素转换过程和强度 ,论述森林土壤氮素在生态系统氮素循环中的作用 ,然后在此基础上 ,介绍了氮沉降对森林土壤氮素循环的研究途径 ,探讨了氮沉降对森林土壤氮素矿化、硝化和反硝化作用的影响及其机理     

广州市森林土壤水化学和元素收支平衡研究

为了探讨酸沉降对森林生态系统的影响,于1998年4月至1999年3月对广州市3个不同林分试验点的降雨,林内穿透雨和土壤渗透水进行了物理量测定和化学分析,据此计划了元素的收支平衡,研究表明：（1）SO4^2-和Ca^2 是土壤水中最主要的阴,阳离子,土壤水中的主要组分浓度的变化与树冠和凋落物淋溶的贡献以及土壤中一系列物理化学过程（如硝化作用,吸附作用,阳离子交换反应）有关;（2）土壤水中H^ 和Al^3 浓度的增高是土壤酸化的重要指标,可能对森林植被构成潜在危害;（3）S－沉降（＞110kg/hm^2.a)可能不是目前土壤酸化的主要原因,也没引起土壤中碱性离子的大量淋失,由于研究区土壤有较强的吸附So4^2-的能力和容量,So4^2-和与之关系密切的Ca,Mg,K等元素在土壤中处于积累阶段;（4）过量的N沉降（＞20kg/hm^2.a)和NH4^ 的硝化 作用是广州市森林土壤进一步酸化的主要原因,由于该地区NOx排放量逐年上升,因此N沉降对森林生态系统的负面影响会进一步加剧。     

氮沉降对森林生态系统土壤碳库的影响

森林土壤碳库是陆地生态系统碳库的重要组成部分,对维持全球碳平衡具有重要意义。不断加剧的全球氮沉降有可能改变森林生态系统中碳元素的地球化学循环过程,从而引起森林土壤碳储量的变化。本文从森林土壤碳收支的角度,将氮沉降对森林生态系统土壤碳库影响的复杂过程划分为凋落物分解、细根周转、土壤呼吸和土壤可溶性有机碳淋失4个相对独立的过程。综合国内外研究现状,对其进行了简要评述,指出了目前研究的不足,并探讨了这一研究领域的发展方向。     

森林土壤呼吸对氮硫沉降的响应及机制

在氮沉降和硫沉降增加的背景下,土壤氮素可利用性增加和土壤酸化是多数陆地生态系统正在经历的两个重要生态学过程。氮沉降和硫沉降的增加以及两者之间的耦合作用对土壤呼吸会产生扰动,进而很大程度上可能影响到森林生态系统的碳收支。本文综述了氮沉降和硫沉降对土壤呼吸的影响及机制,分析了氮沉降与硫沉降的耦合作用,指出了目前森林生态系统土壤呼吸对氮沉降和硫沉降响应研究的薄弱环节以及今后相关领域的重点研究方向。     

森林土壤呼吸及其对全球变化的响应

森林土壤呼吸是全球碳循环的重要流通途径之一 ,其动态变化将直接影响全球 C平衡。森林土壤呼吸由自养呼吸和异养呼吸组成 ,不同森林类型、测定季节和测定方法等直接影响其所占比例。土壤温度和湿度是影响森林土壤呼吸的最主要因素 ,共同解释了森林土壤呼吸变化的大部分。因树种组成、生产力和枯落物数量等不同而使不同森林类型土壤呼吸速率表现出明显差异。采伐对森林土壤呼吸的影响结果有增加、降低或无影响 ,因采伐方式、森林类型、采伐迹地上植被恢复进程和气候条件等而异。火烧一般导致土壤呼吸速率降低。因肥料种类、施用剂量和立地条件不同 ,施肥对森林土壤呼吸的影响出现增加、降低或无影响等不同结果。大气 CO2 浓度升高和升温均可促进森林土壤呼吸。 N沉降有可能刺激了土壤呼吸 ,而酸沉降则可能降低了土壤呼吸。臭氧浓度和 UV-B辐射强度亦会在一定程度上影响森林土壤呼吸。但目前全球变化对森林土壤呼吸的综合影响尚不清楚 ,深入探讨森林土壤呼吸的调控因素及其对全球变化和营林措施的响应等仍是今后努力的主要方向。     

不同轮作制度对淮北白浆土团聚体及其有机碳的积累与分布的影响

淮北白浆土是苏鲁交界地区主要低产土壤 ,同时也是我国黄淮地区商品粮生产基地的重要土壤资源。该土壤除了剖面发生分异强烈、土壤理化性质不良外 ,有机碳匮乏是其主要肥力限制因子 [1]。土壤有机碳不但是维持和培育土壤质量的关键组成成分 ,而全球土壤有机碳每年分解释放大气 CO2 而且达到 0 .1～ 5.4C Pg·年 -1,土壤碳 0 .1 %的变化将导致大气圈 CO2 浓度 1 mg· L - 1的变化。因而其存储和释放的变化与大气 CO2 动态有密切的关系 [9,10 ] 。农业土壤对大气 CO2 的截存贡献是研究陆地系统对大气 CO2 的汇效应 (sink effect)的焦点 …     

三峡库区森林土壤大孔隙特征及对饱和导水率的影响

土壤大孔隙是土体内孔径较大能优先传导水分的根孔、洞穴或裂隙,大孔隙内优先流的产生是土壤水分运动研究由均衡走向非均衡的标志。利用原状土柱的水分穿透试验,对三峡库区山地不同林型覆盖下土壤的大孔隙结构进行了研究,分析了温性阔叶林棕壤、针阔混交林黄棕壤、暖性针叶林黄壤及弃耕草地剖面内大孔隙的剖面分布特征及其对土壤饱和导水率的影响。结果表明:研究区内森林土壤的大孔隙当量孔径在0.3—3 mm之间,占土壤总体积的0.15%—4.72%。大孔隙中孔径0.3—0.6 mm的大孔隙密度最大,占大孔隙总数量的72.2%—90.4%;而孔径1 mm的孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%—8.55%。土壤大孔隙密度和大孔隙面积比的顺序为:温性阔叶林棕壤针阔混交林黄棕壤针叶林黄壤弃耕坡地。各孔径段的大孔隙密度在不同样点均呈现A层-B层-C层逐渐减小的趋势,大孔隙密度与有机质含量呈显著正相关关系。土壤饱和导水率与不同孔径大孔隙的密度、面积比均成显著正相关关系,孔径1mm的大孔隙仅占大孔隙总数量的1.26%—8.55%,但决定了饱和导水率84.7%的变异。此外,森林土壤饱和导水率与各土壤层的有机质含量成显著正相关关系,有机质的增多有利于改善土壤的入渗性能。     

Effects of long-term nitrogen addition on phosphorus cycling in organic soil horizons of temperate forests

High atmospheric nitrogen (N) deposition is expected to impair phosphorus (P) nutrition of temperate forest ecosystems. We examined N and P cycling in organic soil horizons of temperate forests exposed to long-term N addition in the northeastern USA and Scandinavia. We determined N and P concentrations, enzyme activities and net N and P mineralization rates in organic soil horizons of two deciduous (Harvard Forest, Bear Brook) and two coniferous (Klosterhede, Gårdsjön) forests which had received experimental inorganic N addition between 25 and 150 kg N ha^?1 year^?1 for more than 25 years. Long-term N addition increased the activity of phosphatase (+?180%) and the activity of carbon (C)- and N-acquiring enzymes (cellobiohydrolase: +?70%, chitinase: +?25%). Soil N enrichment increased the N:P ratio of organic soil horizons by up to 150%. In coniferous organic soil horizons, net N and P mineralization were small and unaffected by N addition. In deciduous organic soil horizons, net N and P mineralization rates were significantly higher than at the coniferous sites, and N addition increased net N mineralization by up to 290%. High phosphatase activities concomitant with a 40% decline in P stocks of deciduous organic soil horizons indicate increased plant P demand. In summary, projected future global increases in atmospheric N deposition may induce P limitation in deciduous forests, impairing temperate forest growth.     

太湖地区土壤环境中SAS的分布和降解特点

采集了江苏省吴县市不同利用、不同乡镇和环境影响类型下的土壤样品 ,采用比色法分析其SAS含量 ,并以LAS为标物研究了SAS在土壤环境中的降解行为 .结果表明 ,供试土壤环境中SAS达 2～ 10mg·kg-1,并在土壤全剖面检测到 .土壤环境中SAS含量与土壤性质及其环境影响特点有关 .LAS在供试土壤环境中的降解符合土壤有机质分解的一级反应动力学方程 ,其半衰期为 10～ 16d ,因土壤种类而异 ,说明SAS作为特殊的有机污染物在土壤环境中的滞留性及其可能的环境危害 .     

三江平原典型湿地及其开垦后土壤中总硫变化的初步研究

以三江平原3种主要沼泽类型--小叶章(Calamagrostis angustifolia)沼泽、乌拉苔草(Carex meyeriana)沼泽、毛果苔草(Carex lasiocarpa)沼泽以及不同开垦年限的耕地为研究对象,对其土壤中总硫含量进行分析,3种沼泽中总硫量的顺序为小叶章沼泽(622．4mg·kg^-1)<乌拉苔草沼泽(820．5mg·kg^-1)、毛果苔草沼泽(1022．4mg·kg^-1),挠力河、鸭绿河、别拉洪河及浓江流域土壤中总硫量的顺序为挠力河(925．0mg·kg^-1)>鸭绿河(841．8mg·kg^-1)>浓江(636．5mg·kg^-1)>别拉洪河(520．8mg·kg^-1)沼泽湿地及耕地土壤总硫量在层次上具有明显的规律性,即由表土层向下,含量逐渐降低,1980～2000年开垦的耕地土壤中总硫含量平均值为180．5mg·kg^-1,而未开垦湿地中的总硫含量平均值为735．8mg·kg^-1。耕地中的总硫量显著低于湿地中的总硫量,并且开垦年限越长,土壤中的总硫量越低,表明湿地开垦导致土壤总硫明显流失。     

Disentangling the long‐term effects of disturbance on soil biogeochemistry in a wet tropical forest ecosystem

Climate change is increasing the intensity of severe tropical storms and cyclones (also referred to as hurricanes or typhoons), with major implications for tropical forest structure and function. These changes in disturbance regime are likely to play an important role in regulating ecosystem carbon (C) and nutrient dynamics in tropical and subtropical forests. Canopy opening and debris deposition resulting from severe storms have complex and interacting effects on ecosystem biogeochemistry. Disentangling these complex effects will be critical to better understand the long‐term implications of climate change on ecosystem C and nutrient dynamics. In this study, we used a well‐replicated, long‐term (10 years) canopy and debris manipulation experiment in a wet tropical forest to determine the separate and combined effects of canopy opening and debris deposition on soil C and nutrients throughout the soil profile (1 m). Debris deposition alone resulted in higher soil C and N concentrations, both at the surface (0–10 cm) and at depth (50–80 cm). Concentrations of NaOH‐organic P also increased significantly in the debris deposition only treatment (20–90 cm depth), as did NaOH‐total P (20–50 cm depth). Canopy opening, both with and without debris deposition, significantly increased NaOH‐inorganic P concentrations from 70 to 90 cm depth. Soil iron concentrations were a strong predictor of both C and P patterns throughout the soil profile. Our results demonstrate that both surface‐ and subsoils have the potential to significantly increase C and nutrient storage a decade after the sudden deposition of disturbance‐related organic debris. Our results also show that these effects may be partially offset by rapid decomposition and decreases in litterfall associated with canopy opening. The significant effects of debris deposition on soil C and nutrient concentrations at depth (>50 cm), suggest that deep soils are more dynamic than previously believed, and can serve as sinks of C and nutrients derived from disturbance‐induced pulses of organic matter inputs.     

模拟氮沉降增加对寒温带针叶林土壤 CO2排放的初期影响

研究大气氮沉降增加情景下北方森林土壤CO2排放通量及其相关控制因子至关重要。在大兴安岭寒温带针叶林区建立了大气氮沉降模拟控制试验,利用静态箱-气相色谱法测定土壤CO2排放通量,同时测定土壤温度、水分、无机氮和可溶性碳含量等相关变量,分析寒温带针叶林土壤CO2排放特征及其主要驱动因子。结果表明:氮素输入没有显著改变森林土壤含水量,但降低了有机层土壤溶解性无机碳(DIC)含量,并增加有机层和矿质层土壤溶解性有机碳(DOC)含量。增氮短期内不影响土壤NH+4-N含量,但促进了土壤NO-3-N的累积。增氮倾向于增加北方森林土壤CO2排放。土壤CO2通量主要受土壤温度驱动,其次为土壤水分和DIC含量。虽然土壤温度整体上控制着土壤CO2通量的季节变化格局,但在生长旺季土壤含水量对其影响更为明显。在分析增氮对土壤CO2通量的净效应时,除了土壤温度和水分外,还要考虑土壤有效碳、氮动态的影响。     

In situ gross nitrogen transformations differ between temperate deciduous and coniferous forest soils

Despite long-term enhanced nitrogen (N) inputs, forests can retain considerable amounts of N. While rates of N inputs via throughfall and N leaching are increased in coniferous stands relative to deciduous stands at comparable sites, N leaching below coniferous stands is disproportionally enhanced relative to the N input. A better understanding of factors affecting N retention is needed to assess the impact of changing N deposition on N cycling and N loss of forests. Therefore, gross N transformation pathways were quantified in undisturbed well-drained sandy soils of adjacent equal-aged deciduous (pedunculate oak (Quercus robur L.)) and coniferous (Scots pine (Pinus sylvestris L.)) planted forest stands located in a region with high N deposition (north Belgium). In situ inorganic ¹⁵N labelling of the mineral topsoil (0–10?cm) combined with numerical data analysis demonstrated that (i) all gross N transformations differed significantly (p?<?0.05) between the two forest soils, (ii) gross N mineralization in the pine soil was less than half the rate in the oak soil, (iii) meaningful N immobilization was only observed for ammonium, (iv) nitrate production via oxidation of organic N occurred three times faster in the pine soil while ammonium oxidation was similar in both soils, and (v) dissimilatory nitrate reduction to ammonium was detected in both soils but was higher in the oak soil. We conclude that the higher gross nitrification (including oxidation of organic N) in the pine soil compared to the oak soil, combined with negligible nitrate immobilization, is in line with the observed higher nitrate leaching under the pine forest.     

太行山区不同植被群落土壤微生物学特征变化

为评价太行山区不同植被群落土壤微生物学特征,比较分析了针阔混交林、针叶混交林、针叶纯林、落叶阔叶纯林、灌丛和裸露地6种不同植被群落中的土壤微生物区系、微生物生物量和呼吸强度等指标的变化.结果表明,6种不同植被群落土壤中的微生物学特征存在较大差异. 灌丛地在微生物数量和微生物生物量两项指标中均为最高,其余植被群落在这两项指标中的顺序从大到小依次为落叶阔叶纯林＞针阔混交林＞针叶纯林＞针叶混交林＞裸地,土壤呼吸强度也有相似的变化趋势.在进行退化山地的植被恢复时,应充分重视生态系统的自然恢复能力.     

模拟氮沉降下南方针叶林红壤的养分淋溶和酸化

以中国科学院红壤生态实验站林草生态试验区针叶林红壤为研究对象,在恒温(20 ℃)条件下,通过大土柱（直径10 cm、高60 cm）,8个月间隙性淋溶试验模拟研究了不同氮输入量（0、7.8、26和52 mg N/月/柱）对针叶林红壤NO₃^-、NH₄⁺、H⁺和土壤盐基离子(Ca²⁺、Mg²⁺、K⁺、Na⁺⁾淋溶以及土壤酸化的影响.结果表明,土壤交换态盐基总量、Ca²⁺和Mg²⁺淋溶量随氮输入量的增加而增加,土壤交换态Na⁺和K⁺则无明显影响.4种N输入处理的土壤交换态盐基总量净淋溶（淋溶出的盐基与淋洗液累计输入的盐基之差）分别占土壤交换性盐基总量的13.9%、18.6%、31.8% 和57.9％,土壤交换态Ca²⁺净淋溶分别占土壤交换性Ca²⁺总量的19.6%、25.8%、45.3%和84.8%,土壤交换态Mg²⁺净淋溶分别占土壤交换性Mg²⁺总量的4.4%、6.1%、10.9%和17.1%.随氮输入量增加,表层土壤pH值逐渐下降,4种N输入处理的表层土壤pH（KCl）分别为3.85、3.84、3.80和3.75;随氮输入量增加,淋溶液中无机氮、NO₃^-和H⁺逐渐增加.氮沉降可促进针叶林红壤的有机氮矿化,加速养分淋失和土壤酸化.