塞罕坝地区华北落叶松(Larix principis-rupprechtii Mayr)人工林土壤呼吸对模拟氮沉降的响应

人类活动所导致的显著增加的大气氮沉降是全球变化的重要现象之一,对全球生态系统碳循环产生重要的影响。土壤呼吸占生态系统总呼吸的60-90%，它的微小变化就能导致大气CO2浓度的明显波动。那么，大气氮沉降背景下，土壤呼吸是否增加，从而加剧全球变暖呢？中国是大气氮沉降最为严重的地区之一，也是世界上人工林面积最多的国家。本项目拟利用位于我国最大人工林种植基地河北塞罕坝林场的"北京大学坝上生态学定位研究站"作为实验基地，采用人工施氮的方法，对3种不同林龄的华北落叶松人工林样地进行3种梯度的氮肥处理，并通过对土壤呼吸、土壤碳储量及其组分等指标的长期定位测定，研究人工施氮对华北落叶松人工林土壤呼吸的影响及其机制，并探讨土壤呼吸对氮沉降的响应是否随着林龄的变化而发生变化。本项目的开展有利于提高对我国北方人工林生态系统碳循环过程对大气氮沉降的响应机理的认识，从而有助于发展我国北方人工林生态系统碳循环模式。

人类活动所导致的大气氮沉降增加是全球变化的重要现象之一,对全球生态系统碳循环具有重要影响。土壤呼吸占生态系统呼吸的60-90%，其微小变化能导致大气CO2浓度的明显波动。研究我国北方人工林生态系统碳循环过程对大气氮沉降增加的响应机机制，有助于发展我国北方人工林生态系统碳循环模式。本研究利用位于我国最大人工林种植基地河北塞罕坝林场的“北京大学坝上生态学定位研究站”实验基地，对3 个不同林龄的华北落叶松人工林进行3 个梯度的模拟氮沉降增加处理，通过长期定位监测土壤呼吸、土壤碳储量及其组分等指标，研究了华北落叶松不同林龄人工林土壤呼吸的变化模式，及模拟氮沉降对土壤呼吸的影响机制。取得了以下成果:（1）建立了华北落叶松人工林模拟氮沉降试验平台，基于长期监测建立了人工林土壤呼吸、土壤及植物碳储量及环境指标数据库；（2）基于对3个林龄人工林土壤呼吸数据分析，发现人工林土壤呼吸速率在林龄间差异显著,且土壤呼吸随温度的变化受林龄因素调节；（3）结合土壤酶活性的数据分析，探讨了土壤酶活性对氮添加的响应，发现这种响应因林龄而异；（4）以中林为例，对土壤呼吸数据分析，发现氮添加显著抑制自养呼吸，进而抑制土壤总呼吸；（5）对华北落叶松的树干呼吸速率分析，发现树干呼吸的温度敏感性白天低于晚上；（6）分析华北落叶松不同林龄叶片氮重吸收效率变化及其对氮添加的响应，发现氮素重吸收效率随着林龄的增长呈对数增长趋势，且随着林龄增加树木年生长需氮量增加是叶片氮素重吸收增加的原因，氮添加降低了幼林的氮素重吸收效率。在项目的支持下，已接收及发表SCI论文5篇。