抚育间伐对水曲柳落叶松混交林土壤氮矿化的影响

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土壤氮矿化是供应植物生长所需氮素的重要过程,土壤氮矿化的研究对于了解森林生态系统生产力、营养循环和氮素的循环与转化具有重要的意义。间伐是常用的森林培育措施之一,为了解不同间伐强度处理对温带人工林土壤氮矿化速率的影响,本研究以水曲柳落叶松混交林为研究对象,设置4种采伐处理(中度间伐剩余物保留、弱度间伐剩余物保留、弱度间伐剩余物移除、对照),利用树脂芯原位培养法对土壤(0~10cm)氮矿化速率进行了研究。结果表明:1.间伐处理增加了土壤净氮矿化速率和净硝化速率。不同间伐处理生长季土壤平均净氮矿化速率表现为:中度间伐剩余物保留>弱度间伐剩余物保留>弱度间伐剩余物移除>对照,各处理间差异均不显著(/9>0.05)。土壤平均净硝化速率表现为:中度间伐剩余物保留≌弱度间伐剩余物保留>弱度间伐剩余物移除>对照,各处理间差异均不显著(P>0.05)。土壤净氮矿化速率、净硝化速率具有明显的季节动态变化,净氮矿化速率变幅为0.13-094mg·kg-1·d-1,净硝化速率变幅为0.08-0.78mg·kg-1·d-1。2.间伐处理减少了土壤铵态氮和硝态氮浓度。不同间伐处理生长季土壤平均铵态氮浓度表现为:对照>弱度间伐剩余物移除>中度间伐剩余物保留>弱度间伐剩余物保留,各处理间差异均不显著(/9>0.05);土壤平均硝态氮浓度表现为:对照>中度间伐剩余物保留>弱度间伐剩余物移除>弱度间伐剩余物保留,各处理间差异均不显著(P>0.05),在生长季土壤无机氮以硝态氮形式为主。铵态氮、硝态氮浓度具有明显的季节动态变化,铵态氮浓度变幅为1.63-13.56mg.kg-1,硝态氮浓度变幅为7.50-22.23mg.kg-13.间伐处理降低了土壤养分浓度,且各养分指标对土壤氮矿化速率的变化影响较小。不同间伐处理生长季土壤平均有机碳、全氮浓度及碳氮比、水溶性有机碳、微生物生物量碳浓度均小于对照处理,各处理间差异均不显著(P>0.05),各养分指标在生长季具有明显的季节动态变化。相关分析表明,土壤有机碳、全氮、碳氮比、水溶性有机碳和微生物生物量碳与净氮矿化速率、净硝化速率无显著相关性(P>0.05)。4.间伐处理增加了土壤温度和含水率,且二者显著地影响土壤氮矿化速率的变化。不同间伐处理生长季土壤平均温度、含水率均高于对照处理,各处理间差异均不显著(P>0.05),二者在生长季具有明显的季节动态变化。相关分析表明,土壤温度、含水率与净氮矿化速率、净硝化速率呈显著正相关(P<0.05),表明土壤温度、含水率是影响土壤氮矿化作用的主要因子。研究表明,水曲柳落叶松混交林在间伐后第一个生长季,间伐处理土壤平均净氮矿化速率、净硝化速率表现出增加的趋势,但与对照未形成显著差异。土壤温度和含水率是影响氮矿化速率变化的主要因子。
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