氮添加对苏北杨树人工林土壤动物群落结构影响研究开题报告

1. 研究目的与意义

由于较早的工业化进程，欧洲和北美地区开始出现了n沉降问题,但随着发展中国家经济的高速发展，n沉降问题表现出全球化的趋势。工业化过程中含氮化合物排放到大气中，氮素是植物生长和发育所需的营养元素之一，然而大气氮沉降量的不断增加引发了各种生态问题，对陆地生态系统产生威胁。针对这一现象，欧美地区从20世纪90年代就开始长期定位研究，形成研究网络，并逐渐拓宽研究内容。氮沉降量的绝大部分最终进入土壤，将影响土壤生态系统。目前，国内外学者对n沉降的研究大多数是关于植物和微生物的，对于土壤动物的研究相对较少。

土壤动物作为土壤生态系统中不可或缺的一部分，在增加土壤通透性、改变土壤理化性质、分解植物残体等方面有着重要作用。土壤动物种类丰富，是评价土壤质量的一个指标，对环境的改变能有灵敏的反应。因此，当氮沉降进入土壤后，土壤动物的种类、数量、生物多样性都将发生变化。

欧美一些土壤生物学家很早就开始关注土壤氮素额外输入对土壤动物群落的影响，开展了一系列的野外调查，但这些调查并不能直接指出n沉降对土壤动物的影响。国外学者对土壤动物以及氮循环的研究取得了一些成果，但是我国的n沉降研究还在起步阶段，对土壤动物的影响研究比较少。我国已成为全球三大氮沉降集中区之一，对于这样的现状，我们应当重视氮沉降这个全球性的问题。

2. 国内外研究现状分析

n沉降问题最早始于欧洲和北美地区，因而欧美国家对氮沉降的相关研究起步较早，早在20世纪90年代欧美地区就开始了长期定位研究。在欧洲，nitrex(nitrogensaturationexperiments)研究项目涉及到7个国家8个研究站点的10个试验研究，主要研究增加或减少大气氮沉降对欧洲森林生态系统。exman(experimentalmanipulationofforestecosystemsineurope)项目也涉及到4个国家6个研究站点,他认为目前欧洲森林的大气年氮输入量25~60kghm-2a-1已经远远超过森林的年需求量。在美国,harvardforest模拟n沉降(外加n)试验已有10多年的历史。目前,美国还建立了全国的nadppntn(nationalaciddepositionprogrampnationaltrendsnetwork)和castn(theu.s.environmentalprotectionagencycleanairstatusandtrendsnetwork)网络，进行全国200个站点湿沉降和60个站点干沉降的监测工作。

在对n沉降的研究中，关于n沉降下土壤与植物、微生物的响应的研究较多。相对而言，关于土壤动物的响应研究却所知甚少。在nitrex项目,boxman曾报道了凋落物分解试验研究期间一次取样中(1993年7月)弹尾虫和甲螨的种类数量和生物量统计果;kuperman对3块长期受不同程度n沉降影响的区域进行了大型土壤动物的野外调查,发现在酸沉降量最低的illinois地区,大型土壤动物的总个体数、分解者和捕食者的数量都极显著高于另两地。虽然这些实验不能明确指出n沉降对土壤动物的影响，但是为以后的深入研究提供了依据。

n沉降问题已是一个全球性的问题，我国作为世界第三大氮沉降国家，在n沉降方面的研究还在起步阶段。尽管如此，氮沉降问题已经引起了人们的重视。中国农业大学教授刘学军、张福锁等组成研究小组，从上世纪90年代后期开始启动大气氮素沉降研究，构建了中国氮素沉降通量及相关参数的大样本数据库。系统地揭示了过去30年（1980～2010）来我国氮沉降动态及其与人为活性氮排放的关系。2002年10月，中科院华南植物研究所的莫江明、徐国良等人在广东肇庆的鼎湖山国家级自然保护区针叶林、混交林和季风林内建立了试验样地，在我国首次通过人工模拟方法系统地研究氮沉降对三种林型土壤动物生物量的影响及其机理。同时，他们还研究了3种森林生态系统凋落物在n沉降下的分解动态及其与土壤动物群落的关系。研究结果表明，n沉降增加对凋落物分解存在一定影响。且这种影响与植被类型之间存在明显的交互作用。他们认为，n沉降处理所产生的影响可能受环境n饱和程度的调控。在凋落物分解进程中，土壤动物群落具有后期进入特征，这对于进一步准确分析森林凋落物分解进程及土壤动物的贡献有重要意义。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

1）不同浓度施氮处理下，杨树人工林土壤动物群落时空格局

2）不同浓度施氮处理下，不同林龄杨树人工林土壤动物群落组成与结构的比较

4. 研究创新点

（1）研究在人工林生态系统下不同氮沉降浓度对不同林龄不同土层深度的土壤动物的影响。

（2）研究氮沉降下土壤理化性质与土壤动物的相关性并分析影响机制。