模拟N沉降下三种林分土壤营养动态分析

黄锦铌,程 煜,杨红玉,郑凯舟,王家骏

福建师范大学地理科学学院, 福州 350007

模拟N沉降下三种林分土壤营养动态分析

黄锦铌,程 煜*,杨红玉,郑凯舟,王家骏

福建师范大学地理科学学院, 福州 350007

通过模拟N沉降实验,设置对照( CK, 0 g N m-2a-1)；低氮( LN, 5 g N m-2a-1)；中氮( MN, 10 g N m-2a-1)；高氮( HN, 15 g N m-2a-1) 4 种N处理,以NH4NO3为外源N来研究福建省三明格氏栲自然保护区内板栗人工林、观光木人工林及米槠天然林0—10 cm土层养分变化动态。结果表明：N沉降会使板栗人工林土壤显著酸化,P含量降低,在一些时间段内,中高水平的N沉降会显著降低有机C、全N和速效N含量,中或低水平N沉降会显著降低土壤全P和速效P含量,而从第6个月起只有LN处理会显著降低土壤K含量。N沉降总体上会不同程度地提高观光木人工林土壤pH值、有机C、全N和速效N含量,有时影响会达显著或极显著水平；比较而言,LN和HN处理更会造成土壤全P的富集,而MN处理对速效P的影响更显著；LN和HN处理也会显著增加K含量,且以LN处理的效果更稳定。总体上N沉降量越大米槠天然林土壤酸化越显著；N沉降会使其有机C和速效P量显著波动；实验期间,HN处理会显著降低土壤全N和速效N量,而LN与MN处理则会使速效N和K含量增加；在4种处理下全P含量会呈相同趋势波动,差异不显著。

氮沉降；土壤养分；板栗人工林；观光木人工林；米槠天然林

N沉降对生态系统输入的重要具体对象之一是土壤。N沉降下,土壤酸碱度及养分发生变化[4-8],在一定程度上增加土壤有效N,相当于农业上的施加N肥的作用。N沉降对不同地区土壤及其养分的影响不同,研究表明[9],因温带森林生态系统通常受N限制,N输入能增加森林生态系统生产力；亚热带可能不受N限制,因而N输入会加剧土壤酸化,增加K+、Ca2+和Mg2+等碱性阳离子的流失和N2O的大量排放,从而降低生态系统生产力并减少碳贮量。

我国南方以亚热带区域为主,相较于全球同纬度地带的荒漠、半荒漠,我国亚热带分布着世界上面积最大、最具代表性的常绿阔叶林[10],同时,它也是继欧洲、北美之后全球的第三大N沉降区[11],因此,作为N沉降的主要受体——我国南方森林一直被学者极大关注。当前,对本区森林凋落物的分解与群落特征等方面的研究较多[12-18],而对于模拟N沉降的研究近几年来多关注于温室气体的排放[19-21],而对土壤养分影响的研究较少。

本研究组在福建省三明格氏栲自然保护区“省部共建湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室”的野外定点观测站内选取了板粟人工林(低N土壤)、观光木人工林(中N土壤)和米槠天然林(高N土壤)构成土壤N有效性梯度样地序列,设置模拟N沉降野外实验,配合凋落物分解实验,对林地0—10 cm土层土壤中的氮(N)、磷(P)、钾(K)等主要营养成分及土壤有机C的动态变化进行分析,以期揭示日益加剧的大气N沉降对湿润亚热带地区几种林分土壤养分的动态影响。

1 试验地概况

福建省三明市格氏栲自然保护区地理坐标为北纬26.13 °,东经117.36 °。区内的米槠天然林样地海拔315 m,北偏东25 °,坡度35 °,约200 a较少人为干扰,乔木、灌木、草本群落分层明显。区内林分密度为1955株/hm2,郁闭度为0.89,平均树高11.9m,平均胸径20cm。建群种为米槠,乔木层主要树种还有木荷(Schimasuperba)、格氏栲(Castanopsiskawakamii)、桂北木姜子(Litseasubcoriace)、杜英(Elaeocarpusdecipiens)等,其中米槠占绝对优势；灌木层(树高小于3 m)植物种类较丰富,主要有更新的幼苗：米槠、黄丹木姜子(Litseaelongata)、赤楠(Syzygiumbuxifolium)、冬青(Ilexpubescens)等；草本层植物分布连续,由草珊瑚(Sarcabdraglabra)、山姜(Alpiniajaponica)、扇叶铁线蕨(Adiantumflabellulatum)等组成。林下地被层较厚,散布有枯立木、倒木和死树枝杆等,枯枝落叶厚度5—8 cm[23-24]。

观光木(Sightseeingwood)人工林和板粟人工林均为天然林采伐迹地上栽植的纯林,乔木层植物组成简单。观光木林以观光木占绝对优势,杂生着千年桐(Verniciamontana)、东南野桐(Mallotuslianus)和红楠(Machilusthunbergii)等；板粟人工林灌木层主要由杜茎山(Maesajaponica)、红楠、狗骨柴(Tricalysiadubia)、虎皮楠(Daphniphyllumoldhamii)、鼠刺(Iteachinensis)、藤黄檀(Dalbergiahancei)等植物组成；草本层由金毛狗(Cibotiumbarometz)、乌毛蕨(Blechnumorientale)、狗脊(Woodwardiajapo-nica)、黑莎草(Gahniatristis)、山姜(Alpiniajaponica)等组成。

2 材料与方法

2.1 样地布设

分别在米槠天然林、板栗人工林及观光木人工林内各选取4个3 m×3 m的样方(各样方土壤类型相同、海拔高度和坡度相似,且样方间设置至少5 m的缓冲带)作为模拟N沉降样地。根据本区的N沉降情况,N处理的强度和频度参考同类研究方法[22],4个样方分别设置高氮(HN)、中氮(MN)、低氮(LN)和对照(CK)4个实验处理,分别喷洒N含量浓度为为15、10、5、0 g m-2a-1的NH4NO3溶液。将相应质量的NH4NO3溶于1L水中,每3个月喷洒1次,每年共4次,实验从2011年8月开始,实验为期两年。

2.2 土壤样品的收集与前处理

土壤样品的采集方法为：在喷洒含N溶液前,在各个观测点用直径2 cm,深10 cm的取土钻取5个以上重复土壤,混合均匀,装袋,挑去细根和砂砾,过2 mm的筛,装入自封袋备用,取样时间为0、3、6、9、12、18、24个月进行取样。

2.3 化学分析

研磨过筛后的样品用德国ELMENTAR公司产Vario EL Ⅲ元素分析仪测定土壤有机C和全N含量；电极法测定土壤pH值；碱解-扩散法测速效N；钼锑抗比色法测P；化学测速法测土壤速效P；火焰分光光度计法测K。

2.4 统计分析

4)消除偏差(A)：包括成本控制目标和核电工程预算的调整，即当实际成本超过或可能超过计划控制目标时，首先从技术、管理、组织等方面采取消偏措施，调整资源配置或业务流程，避免突破成本控制目标和核电工程预算。

利用EXCELL和SPSS17.0软件分析,用LSD多重检验法检测土壤各肥力指标在不同N沉降处理间差异的显著性。

3 结果

3.1 模拟N沉降下3种林分土壤pH值变化动态

从图1中可看出,在监测的24个月内,无论有无施加外源N,三明格氏栲自然保护区内3种林地土壤pH值的变化趋势均基本相同,板栗人工林与观光木人工林土壤pH值均呈升—略降—升—降—升的趋势变化,米槠天然林的则呈升—降—略升变化,且都在监测的第9或12个月时达到最高值,在第18个月时最低。其中,模拟N沉降都会使板栗人工林土壤显著酸化(P<0.05)；而米槠天然林,除第12个月时的MN处理以及第18个月时3种加N处理均会使土壤pH值升高外,N沉降也会使其土壤酸化,尤其在第3—12个月期间土壤酸化显著(P<0.05),总体上随着N沉降量的加大,两林分土壤酸化越显著。与之相反,在整个监测期间,与CK相比,除了HN处理在第12月时会降低观光木人工林土壤pH值外,N沉降会明显提高观光木人工林土壤pH值,其中LN、MN处理会显著缓解林地土壤酸化(P<0.05),且以MN处理的效果最好,LN处理次之。

图1 模拟N沉降下3种林分土壤pH值变化动态Fig.1 Variations of soil pH in three forests during N deposition

3.2 模拟N沉降下3种林分土壤有机C含量变化动态

3种林分土壤有机C初始含量为：板栗人工林<观光木人工林<米槠天然林的(图2)。板栗人工林中,中高水平的N沉降会显著降低板栗人工林土壤有机C含量(P<0.05),且以MN处理的效果最明显；LN处理虽然也会使板栗人工林土壤有机C含量降低,但作用效果变化较大,与CK相比,在6—9个月时甚至会使土壤有机C含量增加。除第18个月时的LN处理外,向观光木人工林地添加外源N后,会不同程度地提高土壤有机C含量。在0—6个月,以MN处理效果最明显；而其后,则随着N沉降量的增大,观光木人工林土壤有机C含量越高,在9—24个月期间HN处理的影响达到了显著水平(P<0.05)。而土壤有机C含量最高的米槠天然林(初始含量达24.51 g/kg)在不同的实验时期,对不同水平的施N水平呈不同响应：在实验初期(0—6个月期间),模拟N沉降会不同程度地增加米槠天然林土壤有机C含量,且以MN处理效果最佳；在6—9个月时,LN处理样地土壤有机C会显著上升(P<0.05),在12—24个月期间又显著下降(P<0.05), MN处理则是仅在第9个月时会使土壤有机C显著下降(P<0.05),此外均为不同程度的上升,但都未达显著水平；而HN处理的影响结果波动较大,在第6、18个月时使样地有机C呈显著下降(P<0.05),并在第9、12、24个月时使其显著上升(P<0.05)。

图2 模拟N沉降下3种林分土壤有机C含量变化动态Fig.2 Variations of soil organic carbon mass fraction in three forests during N deposition

3.3 模拟N沉降下3种林分土壤全N和速效N含量变化动态

米槠天然林土壤全N初始含量为板栗人工林的1.70倍、观光木人工林的1.25倍(图3)。模拟N沉降后可看到：自然状态下板栗人工林土壤全N含量呈升—降—升变化,施加外源N后,仅在9—18个月期间改变了土壤中全N的变化趋势,除了第24个月时的LN处理外,都会造成样地土壤全N含量明显下降。其中,中高水平的N沉降(尤其是MN处理)会使板粟林土壤中全N含量显著降低(P<0.05),在第18个月时,MN处理会使样地土壤全N含量最大降低34.1%。施加外源N基本上不会改变观光木人工林土壤全N含量的变化趋势,除在18个月时LN与MN处理会降低土壤全N含量外,N沉降会不同程度的增加观光木林土壤中的N含量,且在0—6个月时MN处理的作用达显著水平(P<0.05),此后,则以HN处理的提升效果最明显。模拟N沉降也不改变米槠天然林土壤全N的变化趋势,但与观光木人工林地不同,在第1、3、5次取样时,添加外源N会不同程度的降低米槠天然林土壤中全N的含量；在第3、18个月时,3种加N处理、尤其是HN处理会显著降低米槠天然林土壤全N含量(P<0.05,第3个月时使土壤N含量降低了30.0%,第18个月时降低25.6%)；在其它取样时间点上,与CK相比,则作用效果不一,土壤N含量有升有降。

图3 模拟N沉降下3种林分全N含量变化动态Fig.3 Variations of soil total nitrogen mass fraction in three forests during N deposition

从图4可见,在第3、18个月时,添加外源N均会显著降低板栗人工林土壤速效N含量(P<0.05),且MN、HN处理的影响达极显著水平(P<0.01)。但是,在第3个月时是随着N沉降量越高,土壤速效N量降低的越少；而在第18个月时则随着N沉降量越大土壤速效N量流失的越多。与之相反,在第24个月时则随着N沉降量越高板栗林土壤速效N富集量越多。与其全N含量变化相似,0—9个月时,N沉降会使观光木人工林土壤速效N含量上升,与CK相比,在0—6个月期间以MN处理效果最显著(P<0.01),第3个月时使其增加了46.6%,第6个月时增加了15.4%；第9个月时则以LN处理效果最显著(P<0.05)。其后,与土壤全N含量经历波动后明显上升(其中HN处理会显著增加全N含量)不同,N沉降、尤其是中低水平的N沉降会使观光木林土壤速效N含量降低。在实验初期(0—6个月),N沉降使米槠天然林土壤速效N含量发生不同程度的降低,但影响均未达到显著水平；其后,在6—18个月内,HN处理会显著降低米槠天然林土壤速效N含量(P<0.05),且降幅随时间在逐渐增大(3次取样结果分别下降了7.69%；12.8%；40.5%),但到第24个月时其作用效果则与等量蒸馏水的效果基本相同。而LN处理在第9—12个月时、MN处理在第6、12—24个月时均会使米槠林土壤速效N含量增加。

图4 模拟N沉降下3种林分速效N含量变化动态Fig.4 Variations of soil available nitrogen mass fraction in three forests during N deposition

3.4 模拟N沉降下3种林分土壤全P和速效P含量变化动态

虽然3种林地土壤的pH值、有机C、全N、速效N含量均为板栗人工林<观光木人工林<米槠天然林的,但土壤全P含量却为米槠天然林的<观光木人工林<板栗人工林:以板栗林土壤P贮量最为丰富。从图5可看出,模拟N沉降基本上没有改变板栗人工林土壤全P含量的变化趋势,但都会使其P含量降低。其中,0—6个月、12—18个月时MN处理会显著降低板栗人工林土壤全P含量(P<0.05)；6—12个月及18—24个月时则以LN处理效果最显著(P<0.05)。在实验前期(0—6个月),N沉降会造成观光木人工林土壤全 P量发生较大的波动,随后4种处理土壤P含量均呈一至趋势变化。在整个监测期间,与CK相比,LN处理均会造成土壤P含量显著上升(P<0.05),即低水平的N沉降有利于观光木人工林土壤P的富集；MN处理则仅在第6个月时使土壤全P显著增加(P<0.05),此外均会使其下降；而HN处理除在第3、18个月时会使土壤全P略有降低外,其它时间内均会使P富集,且在第6个月时达到显著水平(P<0.05),高水平的N沉降总体上也利于观光木林土壤P的富集。在2 a的实验期间,模拟N沉降的4种处理下米槠天然林土壤全P的变化动态相似,均呈降—升—降变化。在0—12个月期间,LN与HN处理会使米槠林土壤全P含量增加,18、24个月则会使其小幅降低；而MN处理的作用效果在实验期间呈先略降—增—降—略增—降的不显著变化。

图5 模拟N沉降下3种林分土壤全P含量变化动态Fig.5 Variations of soil total phosphorus mass fraction in three forests during N deposition

如图 6 所示,自然状态下,板栗人工林土壤速效P含量呈降—升—降—升变化。模拟N沉降后,在0—18个月期间,虽然不会改变土壤速效P变化趋势,但造成了土壤速效P含量的波动。除18个月时的LN处理外,在9—24个月期间(其中MN处理是在6—24个月期间),N沉降均造成板栗林土壤速效P含量显著下降(P<0.05),使板栗人工林土壤P的贮量和供应能力都降低。在实验期间,N沉降整体上也未改变观光木人工林土壤速效P含量的变化趋势,但在0—9个月时,外源N均造成土壤速效P含量富集,其中MN处理在3—6个月时的作用效果达到了显著水平(P<0.05),最高时(第6个月)可使土壤速效P含量增加到1.86倍；随后,3种加N处理只造成观光木林土壤速效P含量小幅的波动,其影响均不显著。在0—6个月期间,施加外源N与等量的水对米槠天然林土壤速效P含量的影响差别不大；但随后,模拟N沉降会造成土壤速效P大幅波动,第9个月时,以MN处理效果最明显,使米槠林土壤速效P含量显著降低了60.6% (P<0.05),其次为LN处理,降低了50.0%,也达显著水平(P<0.05)；而HN处理也在第12—18个月时显著降低了米槠林土壤P肥供应能力 (P<0.05),但在第24个月时又造成了速效P显著富集(P<0.05)。

图6 模拟N沉降下3种林分速效P含量变化动态Fig.6 Variations of soil available phosphorus mass fraction in three forests during N deposition

3.5 模拟N沉降下3种林分土壤全K含量变化动态

3种林分土壤全K初始含量为米槠天然林<观光木人工林<板栗人工林,以米槠林土壤K肥供应能力最差。第一次取样后,无论添加外源N与否,三林分土壤K含量均呈略升—略降—升—降相同趋势变化(如图7)。模拟N沉降后,在实验初期(0—3个月)会造成板栗人工林土壤K含量小副下降,且随着N沉降量的增大而降低量增多；其后,林地K含量即与另外两种林分的呈相同趋势变化,且从第6个月起, LN处理会使板栗林土壤K含量显著下降(P<0.05)；但除了MN处理在第24个月时会显著降低土壤K含量外,中高水平的N沉降虽然会造成板栗林土壤K或富集或淋失,但影响都未达显著水平。除第9个月外,与板栗人工林情况不同,LN处理会使观光木人工林土壤K含量显著上升(P<0.05),且在后期(18—24个月)其影响逐渐增强；而HN处理也在第6、12—24个月时显著增加观光木林土壤K含量(P<0.05)；相比较而言,在实验期间,MN处理对林地K含量的影响效果与等量水的相似；低或高水平的N沉降量会显著增加三明格氏栲自然保护区内观光木人工林土壤K含量,且以低水平N沉降的作用效果更稳定。LN处理也会使米槠天然林土壤K含量显著上升(P<0.05),与观光木林的相似,在后期(18—24个月)其影响增大；在0—18个月期间,MN处理也会不同程度地提高土壤K含量,但影响力逐渐降低,到第24个月时甚至会降低土壤K含量；而在同期间,HN处理对米槠天然林土壤K含量的影响效果也与等量水的差别不大；低水平的N沉降能更好的提高米槠天然林土壤K含量。

图7 模拟N沉降下3种林分土壤K含量变化动态Fig.7 Variations of soil total potassium mass fraction in three forests during N deposition

4 讨论

4.1 模拟N沉降下3种林分土壤pH值变化

4.2 模拟N沉降下3种林分土壤有机C含量值变化

土壤有机C是全球C循环中的重要碳库,土壤有机C库约为大气碳库的3倍、植被碳库的2.5—3倍[4]。土壤有机C的矿化直接影响着土壤养分的释放和供给、土壤质量的维持、温室气体的形成以及土壤微生物的活动等[33]。N沉降的增加会降低土壤有机C矿化量,使土壤总有机C含量增加[4,34]；提高土壤有机C的固持能力[35]；增加土壤有机C中较稳定部分的含量及土壤可溶性有机C含量[36-37]。本研究中观光木人工林的研究结果基本上符合他们的结论,N添加增加了土壤有机C含量。而段雷等[38]研究发现土壤N饱和状况下会使土壤有机C含量下降。N沉降会使板栗人工林土壤有机C含量降低,部分的N沉降处理使米槠天然林土壤有机C含量降低,可能是受土壤N饱和的影响。

4.3 模拟N沉降下3种林分土壤全N和速效N含量值变化

4.4 模拟N沉降下3种林分土壤全P和速效P含量值变化

研究表明,在热带和亚热带森林生态系统中,P是生物生长和重要生态过程中的主要的限制元素[41-43]。N沉降能促使生物产生更多的胞外磷酸酶,而加速了土壤磷循环[44-46]。速效P是指土壤中能被植物直接吸收利用的磷组分,是土壤P养分供应水平高低的指标[47]。

本研究中,板栗人工林土壤全P含量下降,这可能是N沉降能促使生物产生更多的胞外磷酸酶,导致土壤有机质释放出更多的磷酸盐[45],磷酸盐易被植物利用,因此加速了P素的汇；而观光木人工林中全P含量上升,可能是N沉降促使促使生物产生更多的胞外磷酸酶,加速了凋落物、动物残体等有机质中P素的的分解[46],且分解的速率大于植物利用的速率；米槠天然林则可能是因为亚热带森林受P限制[41-43],释放P素速率与被生物利用的速率相近,因而土壤中全P含量的变化较小。

李银等[48]认为：N沉降增加能缓解鼎湖山土壤P限制；但当N含量超过生态系统需求时,会导致土壤有效P含量下降。模拟N沉降整体上使板栗人工林与米槠天然林土壤速效P含量下降,可能是因为林中植物的吸收速率大于有机质分解释放有效P的速率,也可能是因N含量超过了森林生态系统的需求所致；相较于初始状态,观光木人工林在实验前期(3—9个月)土壤中速效P大量富集,但随后速效P逐渐减少流失,可能即是前期在外源N的影响下土壤酶活性的提高,加速了土壤中有机质及凋落物中P素的分解,增加了土壤速效P含量,但随着植物对P吸收速率的提高及整个系统中N量过饱和的影响,无论是否添加外源N,土壤中有效P含量均逐渐减少。

4.5 模拟N沉降下3种林分土壤全K含量值变化

K是植物生长所必需大量营养元素之一[49],在植物的生长代谢过程中举足轻重[50]。占丽平等[51]发现土壤中K+受H+与Al3+浓度影响,与其竞争吸附位点,pH值升高,能提高土壤固K能力。N沉降,特别是高水平的N沉降会显著使板栗人工林土壤酸化,以LN处理更符合这一研究结果,显著降低了板栗人工林土壤pH值和土壤固K能力；在观光木人工林地内,LN处理显著提高了观光木人工林土壤的pH值和土壤固K能力,而最显著提高土壤pH值的MN处理对林地固K能力的影响与水的作用相当；在第0—12与第24个月期间,LN处理虽然使林地土壤显著酸化(P<0.05),pH值降低,但其却会显著提高米槠天然林土壤土壤固K能力,同时,显著影响土壤pH值的HN处理对林地固K能力的影响与水的作用相当,与占丽平等观点有较大不同。除了地域不同、林分类型与监测时间的差异会影响到实验结果,造成本研究结论与前人的研究有较大出入外,具体造成研究差异的原因,还有待于在深入实验分析中去探寻。

5 结论

在福建省三明格氏栲自然保护区内,N沉降使板栗人工林土壤显著酸化,P含量降低,中高水平的N沉降(尤其是MN处理)显著降低有机C和全N含量,在第3、18个月时添加N均显著(MN、HN处理极显著)降低速效N含量,中或低水平N沉降显著降低土壤全P含量,在9—24个月(MN处理是在6—24个月)期间,N沉降均显著降低土壤速效P含量；而从第6个月起只有LN处理会显著降低土壤K含量。N沉降总体上会不同程度地提高观光木人工林土壤pH值、有机C和全N含量,中低水平N沉降(尤其是MN处理)会显著缓解土壤酸化；在0—6个月期间MN处理能显著提高全N含量并极显著提高速效N量,9个月后,N沉降、尤其是中低水平的N沉降会降低土壤速效N量；在实验前期(0—6个月),LN处理显著利于土壤全P的富集,HN处理则仅在第6个月时会显著增加P含量；除MN处理在3-6个月时使土壤速效P显著富集外,其它时间内速效P含量的波动均不显著；低或高水平N沉降会显著增加土壤K含量,且以低水平N沉降的效果更稳定。在第一年内,总体上随N沉降量加大,米槠天然林土壤酸化越显著；N沉降会使土壤有机C含量波动较大,造成有机C量显著上升或显著下降；在第3、18个月时,N沉降(尤其是HN处理)会显著降低土壤全N含量,其它时间段内则作用效果不一；在实验期间,HN处理会使土壤速效N量显著降低,而LN与MN处理则会使速效N含量增加；4种处理下土壤全P含量会呈相同趋势波动,但差异均不显著；第9个月时,中低水平N沉降显著降低了土壤速效P含量,而HN处理也造成了速效P量显著减少后又显著富集；低水平的N沉降能更好的提高米槠林土壤K含量,会使土壤K含量显著上升。

不同的土壤pH值、土壤有机C含量及土壤养分含量本底值不同,微生物分布状况不同,凋落物分解速率及降水淋溶等存在差异,导致其对N沉降的响应不同,且响应后土壤肥力各指标发生变化,相互影响,因而湿润亚热带常绿阔叶林土壤养分对N沉降的响应机制仍需进一步的研究。

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Analysis of the dynamic soil nutrients of aCastanopsiscarlesii,ChineseChestnut&SightseeingWoodnatural forest under simulated nitrogen deposition

HUANG Jinni, CHENG Yu*, YANG Hongyu, ZHENG Kaizhou, WANG Jiajun

CollegeofGeographicalScience,FujianNormalUniversity,Fuzhou350007,China

In this study, four treatments were installed inCastanopsiscarlesiinatural forests, aChinesechestnutplantation and aSightseeingwoodplantation at Sanming City, Fujian Province, China, for a simulated nitrogen deposition experiment: control (CK, 0 g N m-2a-1), low nitrogen (LN, 5 g N m-2a-1), medium nitrogen (MN, 10 g N m-2a-1), and high nitrogen (HN, 15 g N m-2a-1). A solution of NH4NO3was applied as the nitrogen source. The results show that under the experimental conditions, N significantly acidified the soil in theChinesechestnutplantation, decreasing the mass fraction of P. Over some period, HN treatment can significantly reduce the mass fraction of organic C, total N, and available N; low levels of N deposition can significantly reduce the mass fraction of soil total P and available P; and from six months, only the LN treatment significantly reduced the content of soil K. N settlement generally improved soil pH, organic C, total N, and the available N mass fraction in theSightseeingwoodplantation, and sometimes the impact was significant or extremely significant. In comparison, the LN and HN treatments caused enrichment of the soil total P mass fraction, and the effect of the MN treatment on available P was significant; the LN and HN treatments also significantly increased the mass fraction of K, and the effects of the LN treatment were more stable. With N settlement rose, the acidification of the soil was more significant in theCastanopsiscarlesiinatural forest; the N settlement of organic C and available P fluctuated significantly. During the experiment, HN treatment significantly reduced the soil total N and available N; LN and MN treatment increased the mass fractions of available N and K. The mass fraction of P showed the same trend of fluctuations in all 4 treatments, and the difference was not significant.

N deposition; soil nutrients;Chinesechestnutplantation;Sightseeingwoodplantation;Castanopsiscarlesiinatural forest

国家自然科学基金资助项目(31000298)；福建省自然科学基金资助项目(2015J01122)；福建师范大学优秀青年骨干教师培养基金资助项目(fjsdjk2012075)

2016- 07- 23;

2016- 11- 18

10.5846/stxb201607231501

*通讯作者Corresponding author.E-mail: chengyu76@163.com

黄锦铌,程煜,杨红玉,郑凯舟,王家骏.模拟N沉降下三种林分土壤营养动态分析.生态学报,2017,37(1):63- 73.

Huang J N, Cheng Y, Yang H Y, Zheng K Z, Wang J J.Analysis of the dynamic soil nutrients of aCastanopsiscarlesii,ChineseChestnut&SightseeingWoodnatural forest under simulated nitrogen deposition.Acta Ecologica Sinica,2017,37(1):63- 73.