土壤氮是影響陸地生態系統凈初級生產力的關鍵因子。森林恢復作為土地利用變化的重要組成部分對土壤有機物質的輸入和土壤氮有顯著的影響,進而也會影響陸地生態系統生產力。然而,目前在森林恢復對土壤氮循環影響機制的研究中仍然存在爭議。
為研究土地利用變化對土壤氮循環的影響,重點實驗室系統生態學課題組碩士生李銘在程曉莉研究員的指導下,運用PVC頂蓋埋管原位培養法等方法就丹江口水庫地區土地利用變化(森林恢復)對土壤氮循環的影響機制進行了研究。研究結果表明,森林恢復顯著降低了土壤氮礦化速率和土壤無機氮濃度,但是提高了銨態氮濃度。土壤無機氮的主要形式由農田中的硝態氮轉變為了森林中的銨態氮。森林中土壤無機氮的這種變化在一定程度上能夠降低土壤氮淋溶以及N2O的排放,從而能夠有效的固持土壤氮。相關分析表明,土壤氮礦化和硝化對土壤含水量更敏感,并且與土壤含水量顯著正相關。相反,土壤氮礦化和硝化與土壤有機碳和土壤碳氮比呈負相關關系。該研究不僅揭示出丹江口庫區土壤氮動態對于森林恢復的響應機制,也為當地政府的植被恢復和庫區水環境治理工作提供了可靠的科學依據和借鑒。
該研究得到了國家自然科學基金及中國科學院戰略性先導專項的資助,相關研究成果發表在國際生態學期刊Agriculture, Ecosystems and Environment上。
不同土地利用類型對土壤氮礦化,硝化和氨化速率的影響分析圖
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