施氮对桉树林生长季土壤养分动态及温室气体通量的影响

摘要

桉树是我国南方广泛种植的经济速生林，施肥是维持桉树人工林生产力的主要措施，特别是施氮。动态监测桉树人工林施氮后土壤养分动态、温室气体排放通量及其相互关系，对于合理施氮、减轻施氮的不利环境影响具有重要意义。本研究以我国南方桉树人工林为研究对象，采用野外控制实验和室内分析，研究4个施氮处理（对照CK，0 kg·hm-2、低氮LN，84.20 kg·hm-2、中氮MN，166.80 kg·hm-2和高氮HN，333.70 kg·hm-2）对桉树林生长季土壤养分和温室气体通量（CO2、N2O、CH4）的影响，主要结果如下：
　　（1）在桉树林生长季，施氮显著降低了土壤 pH值，施氮处理与对照的土壤pH值差异显著；土壤硝态氮含量随土壤施氮水平提高而提高，中氮、高氮水平样地中土壤硝态氮含量显著高于对照（P<0.05）。土壤速效磷、速效钾、铵态氮的含量对施氮的响应不显著。
　　（2）桉树人工林土壤养分动态随时间变化显著，土壤pH值呈现出先降低后升高趋势，在7月份时达到最小值；铵态氮、硝态氮均呈现出先升高、后降低的趋势，在降雨量最为丰沛的7月份达到最大值；而速效磷呈现出逐渐升高趋势、速效钾呈现出逐渐降低趋势。
　　（3）施氮后土壤CO2、N2O的排放通量出现明显的“激发效应”，施氮1周后，土壤土壤 CO2、N2O的排放通量出现最高值，且施氮处理的排放通量显著高于对照（P<0.01），至生长季后期，土壤CO2、N2O的排放通量逐渐降低，各处理间差异逐渐缩小；施氮后土壤 CH4的吸收通量表现出明显的抑制作用，在整个生长季，土壤CH4的吸收通量呈现先降低后增加的趋势，8月份时达到最小值。
　　（4）施氮强度是影响土壤CO2、N2O排放和CH4吸收重要因素。施氮极显著增加N2O的排放通量（P<0.001），HM处理显著增加CO2的排放通量（P<0.01），MN和HN处理显著抑制CH4的吸收通量（P<0.01）。
　　（5）土壤养分、温度等环境因子对3种温室气体通量的影响各有差异，土壤CO2排放通量与土壤硝态氮、铵态氮、温度、水分含量呈显著的正相关关系；CH4吸收通量与含水量呈显著的负相关关系；N2O排放通量与硝态氮、土壤含水量呈显著正相关关系，与速效磷含量呈显著负相关关系。
　　（6）施氮强度影响桉树林木的生长、土壤养分和温室气体的排放。在综合考虑桉树人工林施氮的经济效益和生态效益的情况下，LN处理桉树林木增长最快，且对温室效应的贡献最小。采取低氮水平施氮量，可能更有利于增加桉树人工林的经济效益，减少环境影响。
　　综上可见，施氮直接影响或通过影响植物生长间接影响土壤pH值、养分动态和温室气体排放通量，在降雨丰沛、雨热同期的桉树林生长季，显著增加的土壤硝态氮含量和土壤水分将极大增加土壤硝态氮流失、温室气体排放风险，使用缓释肥和依据桉树林生长特点采用合理施氮强度将有利于减缓桉树林施氮的上述不利环境影响，实现桉树人工林的可持续发展。

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1 引言

1.1施氮对土壤养分的影响

1.2施氮对土壤温室气体的影响

1.3小结

2 研究区概况和研究方法

2.1 研究区概况

2.2 研究目标与思路

2.3 研究方法

3施氮对土壤养分的影响

3.1施氮对土壤养分的影响

3.2 讨论

3.3小结

4施氮对土壤温室气体通量的影响

4.1施氮对土壤CO2的影响

4.2施氮对土壤CH4的影响

4.3施氮对土壤N2O的影响

4.4最优施氮量的讨论

4.5小结

5 土壤理化性质与土壤温室气体通量的关系

5.1 土壤理化性质与CO2

5.2土壤理化性质与CH4

5.3土壤理化性质与N2O

5.4 讨论

5.3小结

6 结论与建议

6.1主要结论

6.2建议与展望

参考文献

作者简历

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