FACE 试验对土壤有机质库组分及其激发效应的影响.doc

文档介绍：FACE试验对土壤有机质库组分及其激发效应的影响
尚卫辉1,舒薇2,李永涛1 *,Marcel R. Hoosbeek3,
Giuseppe E. Scarascia-Mugnozza4
1. 华南农业大学资源环境学院,广东广州 510642;2. 华南农业大学测试中心,广东广州 510642;3. Department of Environmental Sciences,
Earth System Science Group, Wageningen University, Wageningen . Box 37, 6700AA, herlands;
4. Department of Forest Environment and Resources, University of Tuscia, Viterbo Via S. Camillo De Lellis, 01100, Italy
摘要:以意大利的FACE (Free atmospheric CO2 enrichment)长期定位试验区和大气环境控制装置为研究对象,用化学分步酸提法将土壤有机质分离为活性库、慢库和惰性库,并培养测定土壤有机氮的矿化率,研究人工模拟大气CO2富集、施氮肥及植株类型对土壤有机质库及激发效应的影响。第一茬(POP FACE)试验产生了激发效应,但第二茬(Euro FACE)试验CO2处理区的总碳增加量显著高于对照处理区,即激发效应终止。主成分分析显示,有效氮的矿化水平已成为有机质降解的制约因素。据此推断,试验区由活性碳和有效氮控制的激发效应阶段转变为氮利用受限所引起的碳积累阶段。CO2富集对N矿化率、慢库和惰性库均无显著性影响。研究结果表明,土壤的激发效应不仅受有机碳的活性库制约,氮的矿化率也是影响其发生的关键因子之一。
关键词:有机质库;CO2富集;FACE;活性碳;酸提法
中图分类号:X144;+21 文献标识码:A 文章编号:1672-2175(2008)04-1518-05
大气CO2浓度的升高日渐受人关注。以植被和土壤为研究对象评价CO2变化对陆地生态系统的影响是可行的[1-4]。有研究表明,CO2富集既能增加植物的生物量[4-7];也能影响植物的碳结构[8-12]。但CO2浓度对土壤碳水平的影响还不清楚[13],一方面,CO2富集有利于根瘤作用,促使根系对碳素的吸收,进而增加根系干物质以及碳素在土壤中的固持[14-16]。另一方面,CO2富集又能促进微生物的活性使土壤碳素流失[1]。Zak et al 认为有效氮利用率决定进入土壤物质的最终命运[17]。以意大利的FACE(Free atmospheric CO2 enrichment)长期定位试验区和大气环境控制装置为对象,研究CO2富集、施肥及植株类型对土壤有机质库及激发效应的影响,并用化学分步酸提法将土壤有机库分为活性库、慢库、惰性库,同步测定土壤有机氮矿化率以确定有机质库与有效氮之间的转化关系。
1 材料与方法
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本试验区位于意大利Viterbo(东经:11°80′87″,北纬:42°37′04″)附近的农场。沙土,每年夏季降水约700 mm。土壤养分状况见表1。在试验区内设3个CO2处理区和3个对照处理区(30 m×30 m),随机排列且避