模拟氮沉降对杨树人工林土壤有机碳组分的影响开题报告

1. 研究目的与意义

土壤碳库是陆地生态系统中最大的碳库，是全球碳循环的重要组成部分，在全球碳收支中占主导地位。目前，全球变化与土壤碳循环之间的反馈作用，即酸沉降、大气co2浓度增加和人为活动与土壤碳循环之间相互影响的研究，已经成为碳循环研究的热点。

森林土壤有机碳成分复杂、活性有机碳对不同的环境条件具有敏感性，而惰性有机碳具有固碳作用。研究氮沉降背景下土壤有机碳组分相互间动态变化，是了解土壤碳循环及其在森林生态系统中发挥碳库作用的基础。

不断加剧的全球氮沉降对森林生态系统碳循环产生深刻的影响，进而改变了森林生态系统的生产力和生物量积累。本实验通过探寻森林土壤碳氮相互作用特征，及土壤微生物与土壤碳氮过程的互动机制，来增进氮沉降对森林碳储量影响的理解。

2. 国内外研究现状分析

国外对氮沉降的研究进展

关于氮沉降对森林结构和功能影响的研究开始于20世纪80年代初，这些研究仅集中在欧洲、北美而且点较分散。主要集中于氮沉降对森林生态系统影响的研究。80年代末期，一些长期的定位研究开始开展起来，一些大规模的跨国、跨区域的合作研究相继出现。欧共体委员会于20世纪80年代末资助的两大研究项目，即：nitre(nitrogensaturationexperiments，氮饱和实验)和exman(experimentamanipuationofforestecosystemsineurope，欧洲森林生态系统实验控制)项目。其中nitrex项目涉及到7个国家8个研究站点，主要研究增加或减少大气氮沉降对欧洲森林生态系统，特别是针叶林生态系统的影响。而exman项目也涉及到4个国家6个研究站点，用实验改变周边大气沉降的化学组成或数量对森林生态系统的影响。这两项研究的最终目的是为欧共体质定大气质量控制与管理政策及其立法提供科学基础。另外，持续时间最长的两大氮沉降模拟实验分别是瑞典北部的寒温带针叶林以及美国的harvard实验林。从1971年开始实施的sfone(瑞典最适森林营养实验)是目前全球同类研究中持续时间最长的氮沉降实验，为长期研究氮沉降增加对森林生态系统的影响提供了宝贵的资料。而在1988年，美国科学家在麻省中部马萨诸塞州的哈佛森林开始进行长期的氮素增加实验。在70年代和80年代，美国在全国范围内相继建立了nadp/ntn(nationaaciddepositionprogram/nationatrendsnetwork)和castnet（theu.s.environmentaprotectionagencyceanairstatusandtrendsnetwork）网络，对全国200个站点湿沉降和70个站点干沉降进行长期监测工作。

国内对氮沉降的研究进展

3. 研究的基本内容与计划

研究内容

（1）研究不同土壤深度、林龄、季节杨树人工林土壤有机碳分布规律；

（2）对苏北沿海地区杨树人工林模拟氮沉降，研究不同浓度梯度的氮肥对土壤轻组有机碳、重组有机碳、可溶性有机碳的影响。

4. 研究创新点

随着全球沉降氮数量的不断增加，其对森林生态系统的影响也在日益增强。目前有关大气氮沉降对杨树人工林生态系统的影响及反馈还鲜有报到。杨树人工林地力衰退问题已严重影响了人工林的长期稳定性和生长量，维护与提高杨树人工林林地土壤肥力，防治地力衰退成为需要迫切解决的问题。通过本实验的研究，可以初步地为在全球气候不断变化的背景下，如何进行杨树人工林的可持续经营提供理论基础。