文档介绍：生态环境学报 2012, 21(4): 624-628
Ecology and Environmental Sciences

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冻融对长白山森林土壤碳氮矿化的影响
1,2 1 2

2*
1. 沈阳农业大学林学院,辽宁沈阳 110866;2. 中国科学院沈阳应用生态研究所,辽宁沈阳 130012
摘要:长白山地区秋末春初常常存在冻融过程,冻融过程影响土壤水分分布而改变土壤理化性质。通过室内模拟实验,研究
了冻融过程(-20~15℃)对长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林和白桦(Betula platyphylla)林土壤有机碳和氮矿化过程的影响。结
果表明,经过 3 次冻融循环,冻融处理土壤矿化速率显著高于对照处理,但经过多次冻融循环过程,冻融处理抑制土壤有机
碳矿化过程,对照处理土壤有机碳矿化速率高于冻融处理(P=)。在培养结束后,冻融处理的阔叶红松林和白桦林土壤
无机氮质量分数,分别是对照处理的倍和倍;冻融次数也是影响土壤有机氮矿化的一个重要因素,35 次冻融循环
后,阔叶红松林和白桦林土壤中无机氮分别提高了倍和倍。冻融循环促进了土壤有机氮的矿化,有利于土壤中有
效氮的累积,为春季植物生长提供足够的氮素,但也潜在增加了土壤中无机氮流失的风险。
关键词:冻融过程;碳矿化;氮矿化;温带森林;长白山
中图分类号:S153
文献标志码:A
文章编号:1674-5906(2012)04-0624-05
在一些温带、高纬地区和高海拔生态系统中,
晚冬早春时期,土壤常存在冻融现象[1]。尽管全球
气候变暖导致某些区域不再有土壤冻结现象,但在
一些寒区由于气温升高,造成冬季地表积雪减少,
降低了地表积雪对土壤的保温作用,促进了土壤冻
融事件的发生[2-3]。基于已有观测资料和模拟实验都
表明,即使冬季平均气温升高,土壤冻结天数减少,
由于地表积雪减少导致土壤冻融事件仍然增多,这
种现象在寒温带更为突出[4]。
冻融过程是影响土壤养分释放及可利用性的
一个重要因素,它主要通过破坏土壤团聚体和有机
质结构,杀死土壤中某些微生物,提高了植物细根
的死亡和分解,加快了植物残体破碎化而释放出植
物生长需要的营养物质[5-7]。同时,土壤冻结后的融
化过程,常常导致微生物呼吸增强[8]和土壤中 C、N、
P 等营养物质浓度的升高[9-10],潜在地影响生态系
统养分循环过程和生态系统生产力[5]。
土壤有机碳/氮矿化是森林土壤碳/氮循环的关
键过程之一。有机碳矿化直接关系到土壤中养分元
素的释放与供应、温室气体的形成以及土壤质量的
保持等[11],有机氮矿化和硝化所产生的 NH4+和
NO3-是土壤和一些植物所需氮素的主要来源[12]。有
关冻融对土壤内营养元素、物理性质的影响国内外
已进行了大量研究,但有关冻融过程对我国温带森
林土壤有机碳/氮矿化影响的研究较少[13]。本文通过
室内培养实验,以长白山地区典型的阔叶红松林和
白桦林的土壤为研究对象,探讨温带森林土壤碳/

氮矿化过程对冻融的响应特征。
1 材料与方法
研究区域
研究地点位于吉林省