湖南会同杉木林站在杉木人工林土壤氮状态随林龄变化特征研究中取得进展

作者:会同杉木林站  更新时间:2020-10-15

湖南会同杉木林站在杉木人工林土壤氮状态随林龄变化特征研究中取得进展

养分是森林生产力维持的关键。与农田不一样,森林是自营养的生态系统,其养分的供应主要依赖土壤本身和凋落物归还。因此,森林养分循环过程的研究就显得尤为必要。氮(N)是树木生长的重要限制性养分之一,森林中90%以上的氮储存在土壤中,而其中大部分氮是以有机氮形式存在,必须经过矿化硝化等过程转化成无机氮(也就是态氮和硝态氮)才能被植物有效地吸收利用。土壤氮及其可利用性会因树木生长、凋落物归还以及土壤微生物活性而发生变化。因此,有必要对人工林生长过程中土壤氮循环及其驱动机制进行研究,以便更好地为人工林可持续经营的养分管理提供科学指导。

依托会同杉木林站,本研究以杉木林年龄序列为对象,选取了其中5个林龄分别代表杉木生长的幼林、中林、近熟林、成熟林和过熟林阶段。每个林龄平行设置420m×20m的小样方。 在野外通过5点混合法采取了表层0-5和下层5-15cm两层土样,室内分析测定了不同的土壤氮指标如总氮,有效氮、微生物量氮以及总氮转化速率等。结果发现随林龄增加,凋落物归还和土壤微生物量增加,导致总N转化速率增加而使土壤可利用N增加。与未成熟林相比,成熟林生长慢N吸收少且具有高N归还,表层土壤N循环呈开放状态(图1)。此研究结果的意义在于可为杉木林可持续经营的氮养分管理提供对策。研究建议皆伐整地后间作固氮草本植物以减少养分流失或者幼苗移栽时适当施N肥,南方雨水多,这可能也是整地后的幼林土壤氮含量低的主要原因。另外,本研究建议杉木轮伐期由现在普遍的25年延长至30年左右,这样有利于土壤肥力的恢复。

上述研究结果近期以“Increase of soil nitrogen availability and recycling with stand age of Chinese-fir plantations”为题发表与国际林学期刊《Forest Ecology and Management》上,本站硕士生夏琦同学为第一作者,项文化教授和陈亮副教授为共同通讯作者。该研究得到了十三五国家重点研发计划(2016YFD0600202)等项目的资助。

文章链接:Xia Qi, Liang Chen*, Wenhua Xiang, Shuai Ouyang, Huili Wu, Pifeng Lei, Wenfa Xiao, Shenggong Li, Lixiong Zeng, Yakov Kuzyakov, 2021. Increase of soil nitrogen availability and recycling with stand age of Chinese-fir plantations. Forest Ecology and Management, 480, 118643. https://doi.org/10.1016/j.foreco.2020.118643

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