1. 研究目的与意义
杨树(Populus)属杨柳科(Salicaceae)木本植物,具有生长快、成材早、产量高、易于更新的特点,是世界中纬度平原地区栽培面积最大、木材产量最高的速生用材树种之一,在林业建设中占有极其重要的地位。一般认为土壤氮矿化所提够的占土壤全氮1~5%左右的无机氮(NH4 -N和NO3--N)是植物吸收的最主要形式。杨树的速生性与土壤氮的供应有着直接的联系。林地土壤中少量存在的无机态氮是林木可以直接吸收利用的重要形态,主要来自于土壤有机氮的矿化。除此以外,施肥、大气沉降、以及地表枯落物的分解淋溶也是土壤无机氮库的重要来源。在杨树人工林经营过程中,施肥主要发生在造林初期,林分发展的后期氮的输入主要依靠大气沉降和地表枯落物的分解。森林土壤氮素(N)的转化与循环不仅是N生物地球化学循环的重要组成部分,也是森林生态系统N循环最重要的和最活跃的过程。一直以来,土壤中的N被认为是最易耗竭和限制植物生长的营养元素之一。在森林生态系统中,N成为许多地区树木生长最重要的限制性因子。具有不同造林密度和配置方式的杨树林分因为林冠结构、覆盖度、凋落物的量以及分解速率不同,通过大气沉降和地表枯落物的分解形成的氮输入量会产生一定差异,从而对林地土壤无机氮库产生一定的影响。本项目研究以宿迁泗洪县陈圩林场内的杨树人工林为对象,原位调查不同林分的地表N输入量及季节变化,并取样分析土壤的无机氮含量,探讨不同林分结构下林地的N输入量与土壤无机氮库之间的相关性。
2. 国内外研究现状分析
20世纪70年代后期森林土壤N转化与循环的研究开始得到重视。从氮贮量研究上看,主要局限于林分尺度,而区域及全球尺度的研究较少。详见文献综述。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容主要包括:
(1)不同林分结构杨树人工林土壤氮输入量及季节变化比较;
(2)不同林分结构杨树人工林土壤无机氮库的季节性变化比较;
4. 研究创新点
通过原位调查不同林分的地表N输入量及季节变化,取样分析土壤的无机氮含量,合理分析杨树人工林不同林分结构下氮的输入以及土壤硝态氮、铵态氮的差异,通过比较试验数据,探讨不同林分结构下氮输入量的差异及其对土壤无机氮库特征的影响。以了解杨树生命活动的规律,改善林地肥力状况,提高对杨树的经营水平,提高其林木生长量,最大限度地发挥人工林林地生态效益及经济效益。
