亚热带人工林树种对土壤氮吸收和转化的影响

Tree species can change soil physical,chemical and biological properties as well as biogeochemistry cycling. Nitrogen is one of limited nutrients in many forests. In some area with high nitrogen deposit, an increased capacity for nitrogen retention in forest soil would benefit the water quality in the streams and improve the environment. This proposal will compare ammonia and nitrate uptake by dominant tree species in subtropical China. The relationships between microbial key function groups and litter quality or fine root turnover will be examined. We will also look at the relationships between soil nitrogen transformation rates and soil microbial communities or soil physichemical properties. The results of this research will help understand the impact of tree species on soil nitrogen transformation and the mechanisms. The results of this proposed research can supply information to farmers on how to manage subtropical forest plantations and restore healthy forest soils.

森林植物的种类能改变土壤的物理、化学和生物学特性，包括土壤的生物地球化学循环。氮是限制许多地区森林生长的重要元素之一，在一些氮沉降很高的地区，改进土壤氮的保留能力，有助于改善当地的地下水和河流的水质，增加森林的环境效益。本研究将比较我国亚热带主要树种对土壤无机氮的吸收能力。探讨凋落物化学组成、根系周转与土壤微生物关键功能类群的关系，围绕土壤微生物群落、土壤物理化学特性与土壤氮转化关键过程开展研究工作，揭示树种对土壤氮素转化机制的影响。为正确经营亚热带人工林、维护和恢复森林土壤功能提供科学依据。

在亚热带氮沉降日益严重的背景下，人工林生态系统如何保留氮，对于保护环境，增加森林生态系统碳吸存具有重要意义。项目比较研究了亚热带主要树种杉木氮肥的利用效率、凋落物的化学组成、土壤氮转化过程和土壤微生物群落组成的季节动态。发现硝态氮是亚热带森林土壤有效氮库的主要存在形式，土壤硝态氮和有效氮含量均呈明显的季节变化，土壤净氮矿化速率以净氨化速率为主，针叶树人工林土壤净矿化速率和净氨化速率均显著低于阔叶人工林。利用核磁共振技术测定了亚热带主要造林树种凋落物的化学组成，发现毛竹、樟树、马尾松和米老排凋落物含有较高的烷氧碳，这些数据对于解释土壤氮矿化速率具有重要意义。主要树种人工林凋落物和转移对土壤微生物组成的影响。发现去除凋落物和根系降低沙土森林土壤微生物量和桉树人工林表层土壤真菌/细菌比例。项目组还发现长期氮沉降导致森林植物水分利用效率的下降，扩大主场和客场间微生物群落组成和丰度的差异，增加凋落物分解和养分释放速率主场优势。项目组基本按要求的内容开展了各项实验，在项目的资助下，总共发表20篇学术论文，其中SCI论文7篇。