模拟大气氮沉降增加对青藏高原森林土壤氮素矿化和淋溶通量的影响

全球变化中一个新近出现而令人担忧的问题是大气中含氮（N）物质浓度迅速增加，我国已成为世界第三大氮沉降集中区。研究发现，大气氮沉降量与土壤氮素净矿化和氮素淋溶通量之间存在着相关性；大气氮沉降可以导致林地氮素流失和氮储量的改变。为此，有必要正确认识林地氮沉降增加对森林土壤氮素转化过程的影响效应。目前，我国关于大气氮沉降对森林土壤氮素行为的研究多集中在实验室模拟实验，少数原位观测报道多集中在亚热带/热带森林生态系统，青藏高原作为世界第三极- - 是世界上最高大、地形地貌最复杂的高原，其森林资源丰富，受人类干扰很少，是全球变化敏感区域；但是其土壤氮素沉降量、氮矿化、氮淋溶通量数据几乎空白，这将不利于全面评价我国大气氮沉降增加对森林土壤氮储量的影响。基于此，本研究以青藏高原林芝地区森林为研究对象，通过野外原位观测大气氮沉降量、土壤矿化和淋溶通量，研究森林土壤氮循环特征及其对大气氮沉降增加的响应机制

全球变化中一个新近出现而又令人担忧的问题是大气中含氮物质浓度迅速增加，我国已成为世界第三大氮沉降集中区。为此，有必要正确认识林地氮沉降增加对森林土壤氮素转化过程的影响效应。青藏高原作为世界第三极，是全球变化敏感区域；但是其土壤氮素沉降量、氮矿化、氮淋溶通量数据几乎空白，这将不利于全面评价我国大气氮沉降增加对森林土壤氮储量的影响。基于此，本研究通过野外原位观测，研究森林土壤氮循环特征及其对大气氮沉降增加的响应机制。本项目主要研究结果如下：.（1）不同形态氮素月累积沉降通量依次为：TN>TIN>NH4+-N>NO3--N。TN沉降大值区分别在6月和8月。2012年TN沉降累积通量（8.71 kg N ha-1yr-1）显著高于2013年（5.58 kg N ha-1yr-1），这可能是由于气候因子的年际差异造成的。不同形态氮素月累积沉降通量与月平均温度、月累积降水量均存在显著正相关关系，月平均温度，月累积降水量可以共同解释森林穿透雨TN沉降通量变化的55.2%。.树脂富集方法与传统降水收集方法测定的矿质氮湿沉降通量具有较好的相关性（R2≥0.46，p<0.01），但是树脂富集方法测定的矿质氮含量普遍偏低。另外，在冬季采样时间延长情况下，两种方法测定的矿质氮湿沉降通量相差较大。.（2）冷杉林地对照区土壤氮素年净矿化通量变化范围为27.24-163.62 kg N ha-1yr-1。气温和降水量可以共同解释0-7cm土壤净矿化通量变化的48%；0-15cm土壤净矿化通量变化的59%。不同剂量NH4+-N输入对土壤氮素年净氨化通量和年净矿化通量均有显著的促进作用（p<0.05），尤其是0-7cm土壤。 .（3）NH4+-N、NO3--N淋溶通量在0.02—0.6 kg N ha-1， TN、DON淋溶通量在0.07—2.0 kg N ha-1，峰值出现在7-9月。施加不同剂量的硝态氮肥对NO3- -N和DON淋溶通量均有显著促进作用，低剂量氮输入的促进作用更为明显；然而，铵态氮施加对土壤溶液中DON和TN却有明显的抑制作用，并且随着氮输入量的增加，其抑制作用也随之增加。.（4）本项目整理分析了氮沉降增加对区域森林土壤氮转化过程的影响：随着大气氮沉降量的增加，森林土壤氮素年净矿化量呈显著增加，氮沉降量对年净矿化通量的贡献率约为48%。