氮沉降对长白山森林表层土壤碳氮周转过程的影响

在大气CO2升高和氮(N)沉降增加等全球变化背景下，N元素对生态系统碳(C)、N元素周转过程的影响开始引起越来越多的关注。作为陆地生态系统C库重要组成部分的森林土壤，也逐渐成为研究的重点之一。 本文选择长白山地区典型森林生态系统表层土壤和凋落物，利用人工施N，在实验室控制条件下，模拟N沉降对森林土壤表层C、N元素周转过程影响。旨在从微观上揭示N沉降对凋落物和土壤表层腐殖质分解过程中C、N元素周转过程和土壤C库的影响，主要结论如下: (1) 外源N输入加快了凋落物早期的分解。阔叶树种（岳桦 Betula ermanii、蒙古栎 Quercus mongolica、椴树 Tilia amurensis）的凋落物的分解速度明显快于针叶树种（红松 Pinus koraiensis、鱼鳞云杉 Picea jezoensis）。凋落物的木质素含量是控制其分解速度的主导因子。 (2) N添加对凋落物可溶性有机C（DOC）淋失没有显著影响。DOC淋失主要受凋落物基本性质的控制。阔叶树种的凋落物DOC淋失量明显高于针叶树种。 (3) 不同植被下的土壤性质和C、N周转过程有较大的差异，岳桦林下土壤的微生物生物量和N矿化速率都显著高于暗针叶林，而土壤的C矿化量却低于暗针叶林。岳桦林土壤的DOC和DON淋失量也高于暗针叶林。 (4) N添加显著降低了森林表层土壤的呼吸速率。外加氮对土壤DOC淋失的影响存在一个平衡点，过高的N输入可能加快土壤中DOC的分解速度，降低DOC的淋失量。 研究结果表明，尽管长白山森林生态系统还没有达到“N饱和”，但不断升高的N沉降水平将对长白山典型森林生态系统土壤的C、N元素的周转过程产生较大的影响。但要全面评估N沉降对长白山地区森林土壤C库的影响，还需在野外进行长期定位研究。