关注我们
氮添加对色季拉山急尖长苞冷杉林土壤呼吸的影响
引用格式：朱乐洋, 张西哲, 陶江, 王秀, 韩艳英, 叶彦辉, 2024. 氮添加对色季拉山急尖长苞冷杉林土壤呼吸的影响[J]. 生态环境学报, 33(9): 1384-1396.
1
以藏东南高寒地区的色季拉山急尖长苞冷杉林为研究对象，通过设置外源氮添加样地，进行1年期和4年期土壤呼吸和相关理化性质的测定试验，分析高寒地区土壤呼吸的特征。
2
利用相关性分析，通过分析土壤呼吸和温度对氮添加的响应，以及土壤呼吸与温度的交互作用，揭示高寒地区森林土壤呼吸和温度的内在关系，探究在氮沉降背景下土壤呼吸的相应机制。
导读
随着人类活动向大气排放的氮化合物激增，大气氮沉降呈现出高速增长的趋势。近些年随着工业的建设和发展，西藏的氮沉降也呈现出上升趋势。在西藏的野外观测试验中，地域间的差异也较为明显，例如色季拉山的氮沉降量约为其周围区域的10倍。研究森林土壤呼吸是研究世界碳循环的重要课题之一。针对氮沉降进行相关的试验，是研究色季拉山土壤生态环境和森林生态环境的一个重要的课题。
高海拔地区的生态较为脆弱，气候较为特殊，平均气温较低，氮沉降对高海拔地区土壤的影响可能会表现出与平原地区土壤不同的结果。氮沉降是一个重要的生态话题，而对于中国重要的生态安全屏障、世界第三极的青藏高原，目前相应的氮沉降调查和研究还相对较少。因此，调查研究青藏高原等高海拔地区的氮沉降对土壤呼吸影响是今后科学调研的一个重要方向，对生态监测和保护等工作也具有重要意义。研究色季拉山急尖长苞冷杉（Abies georgei var. smithii）林土壤呼吸是了解西藏森林土壤及其生态环境的重要方面，同时对生态学、土壤学、环境科学等学科的发展以及人类的生产生活实践具有重大意义。
本研究以藏东南色季拉山急尖长苞冷杉林土壤为研究对象，设置外源氮添加样地，进行1年期和4年期的土壤呼吸测定试验。通过分析土壤呼吸和温度对氮添加的响应，以及土壤呼吸与温度的交互作用，旨在揭示高寒地区森林土壤呼吸和温度的内在关系，探究在氮沉降背景下土壤呼吸的相应机制，为高寒地区的森林保护提供重要的理论依据。
数据图表
结论
（1）在1年期的氮添加试验中，各梯度的氮添加对色季拉山急尖长苞冷杉林的土壤呼吸均产生了抑制作用，且抑制作用的强度依次为：HN>MN>LN（p<0.05）。对于不同月份的土壤呼吸变化规律，1年期CK、LN、HN处理的土壤呼吸速率均在9月达到最大值，而MN处理的土壤呼吸速率则在6月达到最大值。但是，1年期各梯度的氮添加均降低了土壤呼吸在不同月份之间的变化幅度，且这种降低具有显著差异性（p<0.05）。对于单日土壤呼吸变化规律，1年期氮添加处理的土壤呼吸速率总体上在12:00－16:00较高，在2:00－4:00较低，但在不同时刻变化幅度并不显著（p>0.05）。
（2）在4年期的氮添加试验中，HN处理对土壤呼吸的抑制作用显著减弱（p<0.05），MN处理甚至在6月促进了土壤呼吸，而LN处理对土壤呼吸的抑制作用则无显著差别（p>0.05）。4年期氮添加对土壤呼吸的总体抑制作用大小为：HN>LN>MN。造成该现象的主要原因是，1年期的氮添加抑制了色季拉山急尖长苞冷杉林的土壤酶活性，而4年期的氮添加则提升了其土壤酶活性。与1年期相比，4年期的氮添加显著增大了10月土壤呼吸速率的下降幅度（p<0.05），增强了单日土壤呼吸速率变化的单峰分布趋势（p<0.05），并且在某些个别时刻出现了土壤呼吸速率与平均值偏离较大的现象。这一现象的主要原因是，4年期氮添加显著增强了土壤温度与土壤呼吸之间的指数相关性（p<0.05），并且LN和HN添加还显著增加了土壤呼吸的Q10值（p<0.05）。因此，在4年期的氮添加处理下，土壤温度较高的9月和单日正午时分的土壤呼吸速率也较高。
相关文章
[1] 李高帆, 徐文卓, 卫昊明, 晏再生, 尤佳, 江和龙, 黄娟. 三维多孔生物炭吸附剂的制备及其对菲的吸附行为[J]. 生态环境学报, 2024, 33(2): 261-271.
[2] 杨梅焕, 姚明昊, 王涛, 李雅雯, 邓彦昊, 赵滢滢, 张政亮. 基于局地气候区的西安市城市热环境变化及其影响因素分析[J]. 生态环境学报, 2023, 32(9): 1644-1653.
[3] 陈懂懂, 霍莉莉, 赵亮, 陈昕, 舒敏, 贺福全, 张煜坤, 张莉, 李奇. 青海高寒草地水热因子对土壤微生物生物量碳、氮空间变异的贡献——基于增强回归树模型[J]. 生态环境学报, 2023, 32(7): 1207-1217.
[4] 赵维彬, 唐丽, 王松, 刘玲玲, 王树凤, 肖江, 陈光才. 两种生物炭对滨海盐碱土的改良效果[J]. 生态环境学报, 2023, 32(4): 678-686.
[5] 吴炜龙, 陈艺杰, 卫婷, 杨贵琼, 阳长洪, 甄珍, 蔺中. 蚯蚓驱动的滨海盐碱农田土壤中多环芳烃生物降解的机制研究[J]. 生态环境学报, 2023, 32(11): 1996-2006.
[6] 蒋恬田, 杨纯, 廖炜, 胡力, 刘欢瑶, 任勃, 李小马. 城市绿地景观格局影响地表温度的通径分析——以长沙市为例[J]. 生态环境学报, 2023, 32(1): 18-25.
[7] 付蓉, 武新梅, 陈斌. 城市地表温度空间分异及驱动因子差异性分析——以合肥市为例[J]. 生态环境学报, 2023, 32(1): 110-122.
[8] 阮惠华, 许剑辉, 张菲菲. 2001—2020年粤港澳大湾区植被和地表温度时空变化研究[J]. 生态环境学报, 2022, 31(8): 1510-1520.
[9] 崔乔, 李宗省, 张百娟, 赵越, 南富森. 冻融作用对土壤可溶性碳氮和微生物量碳氮含量影响的荟萃分析[J]. 生态环境学报, 2022, 31(8): 1700-1712.
[10] 雷俊, 张健, 赵福年, 齐月, 张秀云, 李强, 尚军林. 春小麦开花期光合参数对土壤水分和温度变化的响应[J]. 生态环境学报, 2022, 31(6): 1151-1159.
[11] 朱锦福, 黄瑞灵, 董志强, 毛晓宁, 周华坤. 青海湖高寒湿地土壤细菌群落对氮添加的响应[J]. 生态环境学报, 2022, 31(6): 1101-1109.
[12] 陈丽娟, 周文君, 易艳芸, 宋清海, 张一平, 梁乃申, 鲁志云, 温韩东, MOHD Zeeshan, 沙丽清. 云南哀牢山亚热带常绿阔叶林土壤CH4通量特征[J]. 生态环境学报, 2022, 31(5): 949-960.
[13] 张涵, 唐常源, 禤映雪, 江涛, 黄品怡, 杨秋, 曹英杰. 珠江口红树林土壤甲烷和二氧化碳通量特征及其影响因素研究[J]. 生态环境学报, 2022, 31(5): 939-948.
[14] 李喆, 陈圣宾, 陈芝阳. 地表温度与土地利用类型间的空间尺度依赖性——以成都为例[J]. 生态环境学报, 2022, 31(5): 999-1007.
[15] 程文远, 李法云, 吕建华, 吝美霞, 王玮. 碱改性向日葵秸秆生物炭对多环芳烃菲吸附特性研究[J]. 生态环境学报, 2022, 31(4): 824-834.
下载pdf版请点击文末 “阅读原文”
点击“阅读原文”
