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氮(N)素是陆地生态系统净初级生产力的重要限制因子,土地利用类型的变化对生态系统N循环过程有着重要的影响。本文采用PVC顶盖埋管原位培养的方法对丹江口库区清塘河流域侧柏(Platycladus orientalis)人工林、灌木林地和农田三种相邻土地利用类型的土壤无机氮和土壤氮矿化及其影响因素进行了研究。研究结果表明:
(1)除农田的土壤NH4+-N含量以外,三种土地利用类型的土壤NH4+-N、NO3--N和无机氮含量均存在明显的季节动态。土壤NH4+-N、NO3--N和无机氮含量在不同土地利用类型间存在显著性差异。土壤NH4+-N含量表现为侧柏人工林和灌木林地高于农田;土壤NO3--N含量表现为:农田>灌木林地>侧柏人工林;土壤无机氮含量同样表现为:农田>灌木林地>侧柏人工林。
(2)侧柏人工林、灌木林地和农田三种土地利用类型的土壤氨化速率、硝化速率和矿化速率均存在明显的季节动态。土壤氨化速率和硝化速率在三种土地利用类型间存在显著性差异。土壤氨化速率表现为侧柏人工林高于灌木林地和农田;土壤硝化速率则刚好相反,表现为侧柏人工林低于灌木林地和农田。但是,三种土地利用类型间的土壤矿化速率没有显著性差异。
(3)侧柏人工林中,土壤无机氮含量和土壤NH4+-N含量显著正相关。土壤NH4+-N含量占土壤无机氮含量的79%,是土壤无机氮的主要存在形式。农田中,土壤无机氮含量和土壤NO3--N含量显著正相关。土壤NO3--N含量占土壤无机氮含量的89%,是土壤无机氮的主要存在形式。灌木林地中土壤NH4+-N含量和土壤NO3--N含量差异不显著。二者基本相等,比例接近于1:1。
(4)三种土地利用类型的土壤氮矿化速率与土壤含水量、土壤pH和土壤NO3--N含量显著正相关;与土壤有机碳含量和土壤碳氮比显著负相关;与土壤微生物生物量碳、氮的相关性不显著。不同土地利用类型对影响因子的敏感性存在一定的差异。侧柏人工林土壤净氮矿化速率对土壤温度和土壤NH4+-N含量的敏感性最高;农田的土壤净氮矿化速率对土壤含水量、pH和土壤NO3--N含量的敏感性较高。尽管不同土地利用类型问的土壤氮矿化速率没有显著性差异,但是土地利用类型仍然对土壤氮循环有一定的影响。农田与侧柏人工林和灌木林地间硝化速率的不同可能主要是由于施肥等人类活动增加了农田中无机氮的输入,改变土壤基质和微环境。而侧柏人工林和灌木林地间土壤氨化速率和硝化速率的差异则可能主要是由于物种组成和凋落物量的不同所造成的。