氮添加对亚热带常绿阔叶林土壤溶液化学特性的影响

摘要

土壤溶液被称作"土壤的血液",是土壤中各种生物化学反应的中介物质,在外界环境发生变化时,土壤溶液化学成分能在其他土壤指标尚无变化之前对环境变化做出迅速响应.为了探索持续增加的大气氮(N)沉降对森林生态系统的影响,以华西雨屏区亚热带常绿阔叶林为对象,设置对照(CK,0gm-2 a-1),低N(LN,5 g m-2 a-1),高N(HN,15 g m-2 a-1)三种N处理,通过人工施加硝酸铵(2017年9月起改施硝酸钠及氯化铵)的方法模拟N沉降增加情景,N处理42个月后,使用负压土壤溶液采样器定位收集A层(37-45 cm)及B层(52-60 cm)土壤溶液,并进行分析(每月1次,为期1 a).结果 表明:对照处理中A、B两层土壤溶液NO;浓度达(3.94±0.77) mg/L、(4.27±1.13) mg/L,N添加显著提高两层土壤溶液NO3-浓度和B层NH4+浓度;N添加显著降低土壤溶液pH,且显著增加Al3+浓度,Ca2+和Mg2+含量有增加趋势,但影响不显著;N处理使A层土壤溶液可溶性有机碳(DOC)浓度显著降低,对两层土壤溶液芳香化指数(AI)无显著影响;两层土壤溶液电导率(EC)及氧化还原电位(Eh)显著增加;此外,两层土壤溶液中许多化学成分均呈现极显著相关,特别是NO3-与EC相关系数达到了0.855.本研究中,对照处理极高的NO;含量以及B层土壤溶液硝酸盐浓度高于A层,表明该亚热带常绿阔叶林N的有效性超过植物和微生物的总营养需求而发生淋溶,该生态系统已达到氮饱和状态,此外N添加会显著促进土壤酸化和铝离子活化,表层土壤溶液DOC的降低一定程度反映了凋落物分解受N添加的抑制作用,显著升高的氧化还原电位可能导致土壤中某些金属元素的迁移率降低.