1. 研究目的与意义
研究目的
当前的陆地生态系统氮的输入量较20世纪初增加了一倍。我国已成为全球三大氮沉降集中区之一(分别为欧洲、美国和中国),随着我国经济的进一步发展,氮沉降问题还会越来越严重。本研究拟在中国杨树人工林分布较为集中的江苏省北部展开室外氮添加实验,结合室内分析试验明确不同浓度氮添加对于不同龄级江苏杨树人工林凋落物分解速率的影响规律,揭示氮添加对杨树人工林土壤总有机质和活性有机质变化的影响规律。
研究意义
2. 国内外研究现状分析
国内外关于氮沉降对凋落物分解速率影响的研究结果,因生态系统类型、研究地点、植物种类、研究方法和时间长短不同而不同,大致可分为3种情况:一是促进凋落物的分解,认为凋落物中N含量的增加加快了分解速率。二是抑制凋落物的分解,认为氮沉降改变了参与分解的微生物种类及活性。三是无影响,认为N元素并不是控制分解的主要因素,凋落物及其分解环境中N含量已饱和,木质素降解的抑制作用抵消了氮素对凋落物分解的促进作用,或受到其他因素的限制。
已有研究表明,氮沉降增加导致纤维素酶活性的增强,从而加速了易分解的纤维素类物质的降解。fog 等观察到, 高水平的无机氮条件能显著提升高纤维素含量的凋落物分解的速率。如boxman和andersson 等报道,在凋落物分解的早期,氮的输入有助于提高纤维素酶的活性,从而加速凋落物和有机质的降解。因而,有学者认为通过提高纤维素降解酶活性来提高纤维素含量高的凋落物的分解速率,是氮沉降增加对凋落物降解影响的主要途径之一。
deforest等解释的原因是氮沉降增加抑制了产生木质素酶的白腐真菌的生长,从而抑制了木质素酶的活性,因为木质素起到保护植物组织免于降解的作用,所以木质素分解的减少导致其他异养微生物代谢所需利用的碳源的减少,故而抑制了产生纤维素酶的微生物的生长,结果造成了纤维素酶活性的降低。近年来的研究普遍认为,氮沉降增加能抑制木质素酶的活性。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容
针对不同施氮浓度下,不同林龄凋落物及各成分分解速率及影响因素
氮添加对杨树人工林土壤总有机质和活性有机质变化的影响规律。
4. 研究创新点
20世纪以来,大气氮沉降增加已成为一个日趋严重的全球变化现象,氮沉降会对森林生态系统的功能造成很大的影响,本课题研究氮沉降对森林凋落物的分解的影响,对氮沉降是否会影响生态系统的物质和能量的正常循环有重要作用。并在现有实验基础上,进行数据处理并对照分析,得出结论。
