土壤氮含量对油松针叶碳氮磷计量特征及氮磷重吸收的影响

为了解土壤氮含量对油松林针叶全碳、全氮、全磷含量和氮磷养分重吸收效率的影响及其随龄级的变化规律,以山西省桑干河杨树丰产林实验局金沙滩林场4个龄级(分别为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ龄级)油松人工林为研究对象,设置5个施氮水平[CK(0 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(1)(5 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(2)(10 g·m^(-2)·a^(-1))、N_(3)(15 g·m^(-2)·a^(-1))和N_(4)(20 g·m^(-2)·a^(-1))]的短期氮添加试验。测定了4个龄级对应的5个施氮水平的表层土壤(0~30 cm)氮含量及表层土壤相应的氮含量下成熟针叶和凋落叶全碳、全氮、全磷含量,计算和分析成熟针叶全碳、全氮、全磷含量及其化学计量比,以及相应的氮磷养分重吸收效率。结果表明:各龄级油松针叶全碳、全氮和全磷含量均随土壤氮含量升高表现为先升高后降低的单峰态变化趋势,变化范围分别为509.7~540.5,7.78~12.81和1.97~3.36 g·kg^(-1);碳氮比和碳磷比呈单峰态变化,氮磷比呈直线上升趋势,碳氮比、碳磷比和氮磷比变化范围分别为40.99~65.67、157.06~266.28和2.95~5.12。当土壤氮含量一定时,油松针叶全碳含量随龄级增大而升高,全氮含量在Ⅲ龄级达到最高,全磷含量随龄级增大而降低。计量比除碳氮比外,均随龄级增大而升高。Ⅴ龄级油松针叶氮重吸收效率随着土壤氮含量升高表现较为稳定,其余龄级均表现为持续降低趋势;除Ⅲ龄级的油松针叶磷重吸收效率表现为先升高后降低的变化趋势外,其余龄级均表现为持续升高趋势。油松针叶氮重吸收效率随着龄级的增大表现为升高的趋势,磷重吸收效率随着龄级的增大表现为先降低后升高的趋势。该地区油松人工林生长受氮限制且影响严重,随着土壤氮含量升高和龄级增大,氮限制有所缓解。

油松人工林新生枝叶碳氮磷含量及化学计量比对氮添加的响应

为探究氮(N)添加对油松(Pinus tabuliformis)人工林养分利用策略的影响及其随林龄的变化,以4个林龄油松人工林为对象,研究5个梯度(0、5、10、15和20 g/m^(2))N添加量对新生枝叶碳(C)、氮(N)和磷(P)含量及其化学计量比的影响,揭示油松人工林N利用策略及其对N添加的响应。结果显示,油松人工林新生枝叶的TC、TN和TP含量均随N添加量的增加呈先增加后减少的趋势,均在10或15 g/m^(2)添加量下最高;枝叶的TC、TN和TP含量在不同林龄间均存在差异,枝的变幅分别为7.53%、13.37%和18.67%,叶的变幅分别为7.74%、13.67%和29.61%。新生枝叶的C/N、C/P和N/P均随N添加量的变化小幅变化,平均变幅为3.99%~9.91%;随N添加量增加,枝叶的C/N和C/P均呈先降低后升高的趋势,N/P持续升高;随林龄增加,枝叶的C/N和C/P均呈先升高后降低的趋势,均在37年生时最大,枝的N/P持续升高,叶的N/P先升高后降低。油松人工林生长受N限制严重;随N添加量和林龄增加,N限制有所缓解。

施氮对油松林新生叶氮磷特征和土壤养分的影响

探究不同施N量下油松新生叶氮(N)磷(P)养分特征及其对驱动因子的响应规律,对了解未来环境条件变化如何影响植物养分利用具有重要的生态意义。本研究以山西省3个典型区域气候条件的40年生油松林为对象,设置4个N添加处理[0 g/m^(2)(对照)、5 g/m^(2)(低)、10 g/m^(2)(中)、15 g/m^(2)(高)],研究N添加引起的土壤养分有效性的变化与新生叶N、P养分变化的关系,分析其共性作用规律及气候区域差异。结果表明:1)随着施N量的增加,中温带半干旱区和暖温带半干旱区新生叶N、P含量均显著增加,而暖温带半湿润区新生叶N含量呈先增后减趋势,P含量呈减小趋势;中温带半干旱区和暖温带半干旱区新生叶N、P比(N/P)随施N量的增大而增大,新生叶N/P为4.83~14.14,研究区油松生长受N限制,施N使限制有所缓解,而暖温带半湿润区新生叶全磷(TP)含量和N/P在施N量间差异不显著;2)随着施N量的增加,油松林下土壤全氮(TN)含量显著增大,土壤铵态N(NH_(4)^(+)-N)、硝态N(NO_(3)^(-)-N)和速效P(PO_(4)^(-)-P)均呈增大趋势。新生叶TN与土壤TN含量呈显著正相关,与土壤N/P和NO_(3)^(-)-N呈显著负相关;3)不同气候区域油松林新生叶对N梯度的响应敏感度不同,中温带半干旱区、暖温带半干旱区和暖温带半湿润区新生叶N含量与土壤N含量呈正相关关系,回归斜率分别为6.46>6.06>2.60。暖温带半湿润区油松林新生叶N、P养分含量对施N量的敏感性最低,油松新生叶N含量相比于新生叶P含量更易受土壤养分变化的影响。说明油松通过调节N、P养分利用策略应对林地环境条件变化的影响。