冻融作用对大兴安岭森林土壤碳氮矿化的影响

[目的]研究冻融作用对大兴安岭森林土壤碳氮矿化的影响,为冻土退化过程中大兴安岭林下土壤碳氮转化过程的野外观测提供基础数据。[方法]以大兴安岭不同森林土壤樟子松林土壤和白桦林土壤为研究对象,通过室内模拟冻融试验研究冻融作用对不同森林土壤有机碳氮矿化的影响。[结果]冻融处理对2种森林土壤有机碳矿化速率有显著影响,恒温处理和冻融处理白桦林土壤碳矿化速率显著低于樟子松林土壤碳矿化速率(P<0.05)。冻融使2种土壤有机碳矿化累积量显著降低,恒温处理和冻融处理白桦林土壤碳矿化累积量显著低于樟子松林土壤碳矿化累积量(P<0.01)。冻融作用对2种土壤氮矿化具有显著影响,冻融有利于增加土壤无机氮质量分数,恒温处理和冻融处理白桦林土壤无机氮质量分数显著低于樟子松林土壤无机氮质量分数(P<0.05)。冻融处理和恒温处理2种土壤碳氮矿化关系均表现为正相关关系,在碳排放量相同的情况下,冻融处理土壤和恒温处理土壤相比,冻融处理后的土壤无机氮含量增加。[结论]冻融循环有利于大兴安岭森林土壤中碳储量的稳定,同时也有利于土壤有效氮的累积,为植被生长提供氮素。

冻融作用对大兴安岭典型森林土壤活性有机碳和氮矿化的影响

于2017年10月采集大兴安岭地区樟子松林和白桦林两种典型林型下0～10、10～20、20～30 cm土壤,采用室内模拟冻融实验研究了冻融循环下土壤活性有机碳变化趋势和氮素矿化特征.结果表明:①随着冻融次数增加,土壤溶解性有机碳(DOC)和土壤微生物量碳(MBC)均表现为先增加后降低的趋势,冻融作用在显著增加了土壤DOC含量的同时降低了土壤MBC含量(p<0.05),冻融温差对活性碳影响不明显(p>0.05);冻融过程中樟子松林0～10 cm土壤DOC含量高于白桦林,10～20、20～30 cm土壤DOC含量低于白桦林,而樟子松林各层土壤MBC含量始终高于白桦林.②随着冻融次数增加,土壤铵态氮表现为先减少后增加的趋势,而硝态氮表现为先增加后减少的趋势,冻融作用显著增加了土壤铵态氮和硝态氮含量(p<0.05),较大的冻融温差会促进氮矿化(p<0.05);冻融过程中白桦林土壤铵态氮和硝态氮含量始终高于樟子松林.③两种林型下土壤DOC、MBC、铵态氮和硝态氮含量均随着土层深度的增加而降低(p<0.05).以上结果表明,冻融作用导致森林土壤DOC含量流失而影响了土壤碳库的积累,但有利于无机氮的累积,为植物生长提供了氮素肥力,且不同植被类型土壤碳、氮含量对冻融作用的响应存在一定的差异.