1. 研究目的与意义
研究土壤氮矿化作用,有利于更深入地了解氮素在土壤及植物体内的循环过程。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。氮矿化速率决定了土壤中可直接被植物吸收利用的无机态氮素的供给特性,制约了植物对土壤n素的养分利用效率,从而直接影响到森林生态系统的生产力,是森林生态系统氮素循环最重要的过程之一,对于揭示森林生态系统功能、生物地球化学循环过程的本质有重要意义。
土壤氮的转化过程受到土壤温、湿度、土壤理化特性、土壤生物学特性、以及土壤有机质的质和量等多方面的影响。杨树人工林不同林分结构在凋落物产量、质量、形态特征以及林下环境等方面存在较大差异,所以在长期的分解过程中会对土壤理化性质和土壤微生物学特性均产生影响,从而导致土壤氮的转化特征产生明显差异,进而影响到土壤氮的供应和流失。
通过对林地不同层次土壤进行原位氮矿化研究,探讨不同林分结构下土壤氮素矿化量的差异性,可以从土壤养分供应的角度为杨树人工林可持续经营中林分结构调整提供参考。改善林地肥力状况,提高杨树的经营水平,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。
2. 国内外研究现状分析
国内外研究表明,土壤N素矿化是微生物驱动的生物化学过程,N素矿化量是土壤有机N的含量、生物分解性、矿化的水热条件和时间等的函数,土壤的氮矿化过程受到诸多因素的影响,包括:土壤理化性质、温度、温度及湿度交互作用、外来物质等。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的土壤理化性质比较;
(2)不同林分结构杨树人工林土壤氮素矿化过程和矿化量的差异性比较;
4. 研究创新点
本研究从森林土壤氮素转化与循环的生态过程,影响土壤氮素矿化的因素等几个方面对氮矿化进行深入系统的研究,为揭示养分的循环规律,森林土壤N的循环与转换提供理论依据和技术支持。
