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Soil soluble organic nitrogen content in different forest stands in Wanmulin Nature Reserve.

万木林自然保护区不同林分土壤可溶性有机氮含量


对福建建瓯万木林自然保护区内细柄阿丁枫天然林(ALG)、米槠天然林(CAC)和35年生杉木人工林(CUL)土壤可溶性有机氮含量(SON)进行了研究.结果表明:3种林分中,ALG 0~5 cm、5~10 cm和10~20 cm层土壤SON含量最高,分别为95.3、78.3和72.5 mg·kg-1,且与其余林分差异显著(P<0.05);而CAC与CUL各土层SON含量分别为74.5、70.1、65.6 mg·kg-1和78.6、68.9、69.1 mg·kg-1.CAC、CUL和ALG在0~20 cm土层的SON含量分别占可溶性总氮(TSN)组分的79.17%~80.78%、68.64%~74.51%和59.97%~69.66%,随着土层加深,3种林分SON含量占土壤TSN和全氮(TN)含量的比例不断增大;SON与土壤有机碳含量极显著相关(r=0.982,P<0.01),与TSN、TN、铵态氮和硝态氮等土壤养分也存在不同程度的相关性.土壤SON含量与森林类型、地形、海拔以及树龄等因素有关。

An investigation was made on the soil soluble organic nitrogen (SON) in two natural forests Altingia gracilies (ALG) and Castanopsis carlesii  (CAC) and an adjacent 35-year-old Cunninghamia lanceolata (CUL) plantation in Wanmulin Nature Reserve in Jianou, Fujian Province. Among the three forest stands, ALG had a significantly higher content of soil SON, being 95.3, 78.3, and 72.5 mg·kg-1in 0-5 cm, 5-10 cm, and 10-20 cm soil layers,respectively (P<0.05), while CAC and CUL had lesser differences in their soil SON content, which was 74.5, 70.1, and 65.6 mg·kg-1 in the three soil layers for CAC, and 78.6, 68.9, and 69.1 mg·kg-1 in the three soil layers for CUL, respectively. The proportion of SON to total soluble nitrogen (TSN) in 0-20 cm soil layer was 79.17-80.78% for CAC, 68.64%-74.51% for CUL, and 59.97%-69.66% for ALG. With increasing soil depth, the proportion of soil SON to soil TSN and total nitrogen (TN) for the three forest stands all increased. Soil SON content had a significant positive correlation with soil organic carbon (r=0.982,P<0.01), and also, had definite correlations with soil TSN, TN, NH4+-N, and NO3--N. It also correlated with the factors such as forest type, topography, altitude, and tree age.


全 文 :万木林自然保护区不同林分土壤可溶性有机氮含量*
张摇 彪1,2 摇 高摇 人1,2**摇 杨玉盛1,2 摇 杨智杰1,2 摇 陈光水1,2
( 1 湿润亚热带生态鄄地理过程省部共建教育部重点实验室, 福州 350007; 2 福建师范大学地理科学学院, 福州 350007)
摘摇 要摇 对福建建瓯万木林自然保护区内细柄阿丁枫天然林(ALG)、米槠天然林(CAC)和
35 年生杉木人工林(CUL)土壤可溶性有机氮含量(SON)进行了研究.结果表明:3 种林分中,
ALG 0 ~5 cm、5 ~ 10 cm和 10 ~ 20 cm层土壤 SON含量最高,分别为 95郾 3、78郾 3 和 72郾 5 mg·
kg-1,且与其余林分差异显著(P<0郾 05);而 CAC 与 CUL 各土层 SON 含量分别为 74郾 5、70郾 1、
65郾 6 mg·kg-1和 78郾 6、68郾 9、69郾 1 mg·kg-1 . CAC、CUL 和 ALG 在 0 ~ 20 cm土层的 SON 含量
分别占可溶性总氮 ( TSN) 组分的 79郾 17% ~ 80郾 78% 、 68郾 64% ~ 74郾 51% 和 59郾 97% ~
69郾 66% ,随着土层加深,3 种林分 SON 含量占土壤 TSN 和全氮(TN)含量的比例不断增大;
SON与土壤有机碳含量极显著相关(r=0郾 982,P<0郾 01),与 TSN、TN、铵态氮和硝态氮等土壤
养分也存在不同程度的相关性.土壤 SON含量与森林类型、地形、海拔以及树龄等因素有关.
关键词摇 林分摇 可溶性有机氮摇 有机碳摇 土壤养分
文章编号摇 1001-9332(2010)07-1635-06摇 中图分类号摇 Q142,Q143;X171摇 文献标识码摇 A
Soil soluble organic nitrogen content in different forest stands in Wanmulin Nature Reserve.
ZHANG Biao1,2, GAO Ren1,2, YANG Yu鄄sheng1,2, YANG Zhi鄄jie1,2, CHEN Guang鄄shui1,2
( 1Ministry of Education and Fujian Province Key Laboratory of Humid Subtropical Eco鄄Geographical
Process, Fuzhou 350007, China; 2School of Geographical Science, Fujian Normal University,
Fuzhou 350007, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2010,21(7): 1635-1640.
Abstract: An investigation was made on the soil soluble organic nitrogen (SON) in two natural for鄄
ests Altingia gracilies (ALG) and Castanopsis carlesii (CAC) and an adjacent 35鄄year鄄old Cun鄄
ninghamia lanceolata (CUL) plantation in Wanmulin Nature Reserve in Jianou, Fujian Province.
Among the three forest stands, ALG had a significantly higher content of soil SON, being 95郾 3,
78郾 3, and 72郾 5 mg·kg-1 in 0 -5 cm, 5-10 cm, and 10-20 cm soil layers, respectively (P<
0郾 05), while CAC and CUL had lesser differences in their soil SON content, which was 74郾 5,
70郾 1, and 65郾 6 mg·kg-1 in the three soil layers for CAC, and 78郾 6, 68郾 9, and 69郾 1 mg·kg-1
in the three soil layers for CUL, respectively. The proportion of SON to total soluble nitrogen
(TSN) in 0-20 cm soil layer was 79郾 17 -80郾 78% for CAC, 68郾 64% -74郾 51% for CUL, and
59郾 97% -69郾 66% for ALG. With increasing soil depth, the proportion of soil SON to soil TSN and
total nitrogen (TN) for the three forest stands all increased. Soil SON content had a significant pos鄄
itive correlation with soil organic carbon ( r=0郾 982,P<0郾 01), and also, had definite correlations
with soil TSN, TN, NH4 + 鄄N, and NO3 - 鄄N. It also correlated with the factors such as forest type,
topography, altitude, and tree age.
Key words: forest stand; soluble organic nitrogen; organic carbon; soil nutrient.
*国家自然科学基金项目(40901126)和福建省自然科学基金项目
(D0510018)资助.
**通讯作者. E鄄mail: r. gao@ hotmail. com
2009鄄11鄄08 收稿,2010鄄04鄄23 接受.
摇 摇 土壤中 95%以上的氮素是以有机氮形式存在,
其中可溶性有机氮(soluble organic nitrogen,SON)以
小分子含氮化合物(如氨基酸、氨基糖、蛋白质等)
为主,其主要源于有机腐殖质的分解、微生物的代谢
以及养分淋溶过程[1-3] .由于其分子量小,结构较简
单,是土壤有机氮中最活跃的组分,对土壤养分的有
效性和流动性有着直接影响.长期以来,有关土壤氮
素有效性以及植物氮营养的认识主要建立在矿质氮
素(NH4 + 鄄N、NO3 - 鄄N)的基础上,而有关土壤可溶性
总氮(TSN)、SON等组分研究较少,对其在不同地带
的含量及特性、土壤中迁移和矿化模式等知之甚少,
应 用 生 态 学 报摇 2010 年 7 月摇 第 21 卷摇 第 7 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Jul. 2010,21(7): 1635-1640
忽视了 SON在土壤养分有效性和养分循环中的地
位[4] .
研究表明,SON在土壤养分和植物营养中具有
重要作用.如某些植物(尤其是存在菌根的植物)能
够直接吸收和利用部分 SON组分(游离氨基酸等),
说明 SON可能是植物可以吸收的一个重要土壤氮
素组分[5-6] .同时,SON与土壤有机氮净矿化和养分
吸收有显著的相关性,SON 能反映土壤有机氮矿化
难易程度[7] . 此外,SON 的易流动性使其成为森林
土壤 N损失的主要途径[8] . Perakis等[9]对南美地区
森林生态系统氮素循环的研究表明,可溶性有机态
氮是该生态系统 N流失的主要形态,SON 能伴随着
降雨和流水进入水体,从而影响水质. 森林土壤中
SON不仅对植物吸收、养分周转以及淋溶起着重要
作用,而且会对陆地生态环境产生重要影响,是森林
土壤氮素存在的重要形态.森林土壤中 SON含量与
土壤类型、植被覆盖、土地经营管理以及环境因子
(如温度、降水等)有关[10-13] . 目前,森林土壤 SON
的研究较少,且主要集中在温带地区森林[12,14-15] .
本文以位于福建建瓯万木林自然保护区内保存较完
整的中亚热带天然常绿阔叶林为对象,并以其周边
杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林作为对照,研
究这些林分土壤 SON含量特征差异,以期为深入研
究 SON组分在土壤氮素转化过程中的作用提供理
论依据.
1摇 研究地区与研究方法
1郾 1摇 研究区概况
研究地点位于福建省北部建瓯万木林自然保护
区(27毅03忆 N, 118毅09忆 E)内,地处武夷山山脉东南、
鹫峰山脉西北.该区域属中亚热带季风气候,年均气
温 19郾 4 益,年均降水量 1731郾 4 mm,年均蒸发量
1466 mm,相对湿度 81% ,全年无霜期达 277 d;土壤
为花岗岩发育的红壤. 该地区植被为亚热带暖湿地
区的常绿双子叶植物阔叶树种,主要由樟科、木兰
科、壳斗科、杜英科、山茶科、冬青科、山矾科和金缕
梅科等为主的常绿阔叶树组成. 本研究分别选择细
柄阿丁枫(Altingia gracilipes)天然林、米槠(Castan鄄
opsis carlesii)天然林和皆伐后营造的杉木人工林为
样地. 细柄阿丁枫天然林常见伴生树种有木荷
(Schima superba)、浙江桂 ( Cinnamomum chekian鄄
gense)、杜英(Elaeocarpus sylvestris)和米储等. 米槠
天然林常见伴生树种有丝栗栲(Castanopsis farge鄄
sii)、拉氏栲(Castanopsis lamontii)、木荷和薄叶山矾
(Symplocos anomala)等.杉木人工林树种单一,林分
结构简单,灌木层以杜茎山(Maesa japonica)、狗骨
柴(Tricalysia dubia)为主,草本层有狗脊蕨(Wood鄄
wardia japonica)和草珊瑚( Sarcandra glabra)等. 林
分特征见表 1.
1郾 2摇 研究方法
1郾 2郾 1 土样采集摇 2009 年 4 月,在每一林分中先除
去边缘效应区域,然后分别设置 3 个 10 m伊20 m 的
标准地,每个标准地内“ S冶型选取 5 个取样点,分
0 ~ 5 cm、5 ~ 10 cm 和 10 ~ 20 cm 层取土样;将相同
层次土壤样品混合,除去可见的植物根系和动植物
残体,分别装入聚乙烯塑料袋内低温保鲜运回实验
室.一部分土壤鲜样在室内经过 2 mm筛后置于4 益
下保存备用,以测定土壤可溶性全氮(TSN)和无机
氮(SIN)含量,另一部分土壤鲜样自然风干后,依次
过 2 mm和 0郾 25 mm筛,供测土壤全氮(TN)和有机
碳(SOC)含量.
1郾 2郾 2 测定指标与方法摇 1)土壤无机氮(SIN)含量:
采用 2 mol·L-1 KCl 溶液浸提(水 颐 土=10 颐 1)土
样,220 r·min-1振荡 1 h,再用滤纸过滤,在紫外分
光光度计上比色测定 NO3 -和 NH4 +含量;2)土壤可
溶性全氮(TSN)含量:采用过硫酸钾氧化法,其中氧
化剂采用 0郾 15 mol·L-1的 NaOH 和 3%的 K2S2O8
配比溶液,水浴锅 100 益氧化 60 min, 紫外分光光
度法测定[16];3)土壤可溶性有机氮(SON)含量:可
溶性全氮和无机氮含量之差即为 SON 含量[13];4)
土壤全氮(TN)含量:采用浓硫酸和催化剂(K2SO4:
CuSO4:Se=100 颐 10 颐 1)混合消煮后,凯氏定氮仪测
定;5)土壤有机碳含量:采用重铬酸钾鄄外加热法测
定[17] .
1郾 3摇 数据处理
采用SPSS 16郾 0和EXCEL软件对数据进行统
表 1摇 样地基本特征
Tab. 1摇 Characteristics of the sampling forest stands
林分
Forest
stand
海拔
Elevation
(m)
坡度
Slope
(毅)
密度
Density
(stem·
hm-2)
树龄
Age
(a)
树高
Height
(m)
胸径
DBH
(cm)
ALG 390 27 235 155 28 45郾 2
CAC 510 15 306 125 23 29郾 4
CUL 300 21 1117 35 18 18郾 3
ALG:细柄阿丁枫天然林 Altingia gracilipes forest;CAC:米槠天然林
Castanopsis carlesii forest;CUL:杉木林 Cunninghamia lanceolata planta鄄
tion. 下同 The same below.
6361 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
计分析.采用单因素方差分析(ANOVA)方法进行不
同林分和土层内土壤养分的差异显著性分析,所有
数据为 3 个重复的平均值.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 不同林分土壤可溶性有机氮含量
由表 2 可以看出,3 种林分中,细柄阿丁枫天然
林0 ~ 5 cm、5 ~ 10 cm 和 10 ~ 20 cm 层土壤 SON 含
量最高,分别为 95郾 3、78郾 3 和 72郾 5 mg·kg-1,且在 0
~ 5 cm土层与其余两种林分均存在显著性差异(P<
0郾 05);而米槠天然林和杉木人工林各土层之间
SON含量的差异未达显著性水平,分别为 74郾 5、
70郾 1、65郾 6 mg·kg-1和 78郾 6、68郾 9、69郾 1 mg·kg-1 .
各林分内土壤 SON含量变化趋势基本一致,均随土
层的加深而降低. 其中,细柄阿丁枫天然林土壤
SON含量随土层加深而明显降低,0 ~ 5 cm 层土壤
含量显著高于其下层土壤(P<0郾 05),而 5 ~ 10 cm
和 10 ~ 20 cm土层间 SON含量差异不显著;米槠天
然林和杉木人工林土壤 SON 含量随土层加深而降
低的趋势较弱,两林分不同土层 SON 含量差异不
显著.
2郾 2摇 不同林分土壤有机碳与各氮组分的变化
由表 2 可以看出,3 种林分中,细柄阿丁枫天然
林土壤有机碳和各种氮养分含量最高,与米槠天然
林和杉木人工林之间均存在显著性差异(P<0郾 05),
说明细柄阿丁枫天然林分土壤肥力较高.同时,随着
土层加深,各林分内土壤 SOC、TN、TSN 和硝态氮
(NO3 - 鄄N)含量逐渐降低,而土壤铵态氮(NH4 + 鄄N)
含量在各林分内随土层变化规律不及其他养分明
显,可能与其在不同土层的吸附能力有关.细柄阿丁
枫天然林地在 0 ~ 5 cm 土层各养分含量极高,且均
与其余土层存在显著性差异 (P < 0郾 05),而 5 ~
10 cm与 10 ~ 20 cm土层之间除 SOC与 TN外,其余
各养分含量差异不明显. 米槠天然林和杉木人工林
内除 TN外,其余各养分含量在不同土层之间无显
著性差异.
2郾 3摇 不同林分土壤各氮组分比例
由表 3 可知,细柄阿丁枫林、杉木人工林和米槠
林在 0 ~ 20 cm土层的 SON含量占 TSN组分的比例
表 2摇 不同林分土壤可溶性氮和土壤养分含量
Tab. 2摇 Contents of soluble organic nitrogen and soil nutrients under different forest stands (mean依SE, n=3)
林分
Forest
stand
土层
Soil layer
(cm)
可溶性有机氮
SON
(mg·kg-1)
硝态氮
NO3 - 鄄N
(mg·kg-1)
铵态氮
NH4 + 鄄N
(mg·kg-1)
可溶性总氮
TSN
(mg·kg-1)
全氮
TN
(g·kg-1)
有机碳
SOC
(g·kg-1)
ALG 0 ~ 5 95郾 3依11郾 5a 27郾 9依3郾 8a 35郾 6依3郾 8a 158郾 9依10郾 8a 1郾 81依0郾 12a 56郾 97依5郾 6a
5 ~ 10 78郾 3依5郾 6b 17郾 2依5郾 9b 16郾 8依1郾 1bcd 112郾 4依11郾 8bc 1郾 03依0郾 04c 30郾 03依2郾 1b
10 ~ 20 72郾 5依1郾 7b 14郾 7依2郾 3bc 22郾 1依5郾 2bcd 109郾 3依9郾 3bc 0郾 73依0郾 05d 18郾 21依0郾 6d
CAC 0 ~ 5 74郾 5依2郾 1b 7郾 8依1郾 5cd 11郾 7依2郾 1d 94郾 1依9郾 9bcd 1郾 19依0郾 08b 26郾 47依3郾 0bc
5 ~ 10 70郾 1依2郾 6b 5郾 0依0郾 6d 13郾 1依0郾 6cd 88郾 2依5郾 7cd 1郾 01依0郾 02c 19郾 44依0郾 5cd
10 ~ 20 65郾 6依4郾 0b 4郾 4依0郾 5d 11郾 2依1郾 7d 81郾 2依5郾 2d 0郾 50依0郾 02e 14郾 92依0郾 9d
CUL 0 ~ 5 78郾 6依3郾 6b 6郾 9依1郾 8cd 25郾 4依2郾 8abc 114郾 5依10郾 1b 0郾 94依0郾 07c 26郾 43依1郾 9bc
5 ~ 10 68郾 9依3郾 5b 4郾 3依1郾 1d 26郾 1依5郾 8ab 99郾 3依12郾 6bcd 0郾 72依0郾 09d 16郾 79依0郾 7d
10 ~ 20 69郾 1依4郾 3b 2郾 1依0郾 5d 21郾 2依5郾 6bcd 94郾 0依11郾 1bcd 0郾 68依0郾 04de 15郾 65依1郾 5d
同列不同小写字母表示处理间差异显著(P<0郾 05) Different lowercases in the same column indicated significant difference among different treatments
at 0郾 05 level.
表 3摇 土壤各氮组分比例
Tab. 3摇 Proportions of different soil nitrogen compositions (%)
林分
Forest
stand
土 层
Soil layer
(cm)
可溶性有机氮 /
可溶性总氮
SON / TSN
可溶性有机氮 /
无机氮
SON / SIN
可溶性有机氮 /
全 氮
SON / TN
无机氮 /
可溶性总氮
SIN / TSN
无机氮 /
全氮
SIN / TN
ALG 0 ~ 5 59郾 97 1郾 5 5郾 26 39郾 96 3郾 50
5 ~ 10 69郾 66 2郾 3 7郾 60 30郾 25 3郾 30
10 ~ 20 66郾 33 1郾 9 9郾 93 33郾 67 5郾 04
CAC 0 ~ 5 79郾 17 3郾 8 5郾 39 20郾 72 1郾 41
5 ~ 10 79郾 47 3郾 9 6郾 94 20郾 52 1郾 79
10 ~ 20 80郾 78 4郾 3 13郾 12 19郾 21 3郾 12
CUL 0 ~ 5 68郾 64 2郾 4 8郾 36 28郾 20 3郾 43
5 ~ 10 69郾 38 2郾 2 9郾 56 30郾 61 4郾 22
10 ~ 20 74郾 51 3郾 0 10郾 16 24郾 79 3郾 42
73617 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 张摇 彪等: 万木林自然保护区不同林分土壤可溶性有机氮含量摇 摇 摇 摇 摇 摇
分别为 59郾 97% ~ 69郾 66% 、68郾 64% ~ 74郾 51% 和
79郾 17% ~80郾 78% ,而 3 种林分的土壤 SON 占 TN
组分的比例在 5郾 26% ~ 13郾 12% ,且随土层加深,各
林分内的比例变化趋势基本一致,即 SON 占土壤
TSN和 TN的比例也不断增加;土壤无机氮(SIN)占
TSN 和 TN 比例分别为 19郾 21% ~ 39郾 96% 和
1郾 41% ~5郾 04% ,且随土层变化无明显规律.细柄阿
丁枫天然林、米槠天然林和杉木人工林地 0 ~ 5 cm
层土壤 SON 分别为 SIN 的 1郾 5、3郾 8 和 2郾 4 倍,在
5 ~ 10 cm土层分别为 2郾 3、3郾 9 和 2郾 2 倍,而在 10 ~
20 cm土层则分别为 1郾 9、4郾 3 和 3郾 0 倍.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 不同林地土壤可溶性有机氮含量及其影响因

土壤 SON含量反映了土壤中潜在活性养分含
量及其周转速率,与土壤养分循环和供应状况关系
密切. 国外关于森林土壤 SON 的研究较多[9,18] .
Chen等[19]报道,在大多数温带森林中,0 ~ 15 cm 表
层土壤的 SON 含量在 6郾 5 ~ 16郾 3 mg·kg-1 .而澳大
利亚亚热带地区 22 个林地 0 ~ 10 cm 土层 SON 含
量在 5 ~ 45 mg·kg-1,平均占 TSN 的 39% ,占土壤
全氮的 2郾 3% (用 2 mol·L -1KCl 溶液浸提) [13] .
Kranabetter等[20]研究报道,北美针叶林地0 ~ 20 cm
层土壤 SON含量在 10 ~ 17 mg·kg-1,而有机层土
壤为 200 mg·kg-1以上. Berthrong 等[21]报道,温带
针阔混交林 0 ~ 10 cm 层土壤 SON 含量为 20 mg·
kg-1 . Zhong等[22]报道,林地不同层次土壤中 SON含
量占土壤全氮的 0郾 3% ~ 2郾 2% .目前国内关于林地
SON研究并不多见,杨绒等[23]报道了西北黄土区林
地 0 ~ 20 cm 土层 SON 平均含量为 31郾 0 mg·kg-1,
而 Song 等[24]研究表明,东北林区0 ~ 15 cm层土壤
SON 含量在 58郾 6 ~ 125郾 2 mg·kg-1,平均含量为
87郾 9 mg·kg-1,平均占 TSN 的 87郾 9% . 本研究中,
0 ~ 20 cm土层的 SON含量在 65郾 6 ~ 95郾 3 mg·kg-1,
占 TSN的 59郾 97% ~80郾 78% ,占土壤全氮的 5郾 26%
~13郾 12% ,表明 SON是可溶性氮组分的主要库.同
时,林地 0 ~ 20 cm 土壤 SON 含量几乎为已报道研
究结果的 3 倍以上,且 SON 占 TSN 和 TN 的比例也
高于 Chen等[13,19]的研究结果,仅与 Song 等[24]的研
究结果基本一致.
土壤中的 SON可能源于土壤有机质、微生物及
根系代谢产物和分泌物或外源性氮输入等[25] .本研
究表明, SON 含量与土壤有机碳 ( r = 0郾 982, P <
0郾 05)有着高度的相关性(表 4),土壤 SON 含量可
能主要与该地区土壤有机碳含量有关,高有机碳含
量促使了高 SON 含量,同时,SON 含量随着土壤有
机碳含量以及总氮含量变化而变化,有机质的分解
可能是控制 SON含量的主要因子.土壤较高的有机
碳含量可能是促使 SON 含量及占氮组分比例较高
的主要因子[24] .
此外,土壤 SON 含量还受植被、土壤类型、地
形、气候、自然或人为干扰等一系列因素的控
制[10,18,24] .由于 SON 的易流动性和转化特性,森林
类型、地形以及海拔可能影响 SON 含量及其占 TSN
和土壤全氮的比例. 本研究中,细柄阿丁枫天然林
0 ~ 5 cm层土壤的 SON 显著大于杉木人工林 (表
2),证实了天然林森林类型地表大量凋落物对土壤
养分的贡献,使接近地表凋落物层的土壤养分含量
远高于人工林.米槠天然林地 SON占可溶性氮组分
的比例最高,细柄阿丁枫天然林地最低(表 3),可能
与各林地养分状况、地形以及海拔位置有关.米槠天
然林地处山脊,海拔最高,雨水积累相对较少, SON
向下土层淋溶和移动较少;同时,由于米槠天然林的
硝态氮和铵态氮含量较低,所以 SON占可溶性氮组
分比例较大,体现了 SIN与 SON之间此消彼长的关
系, 这与有机肥、水体中氮组分关系是相同的[26] .
细柄阿丁枫天然林地表层凋落物积累丰厚,微生物
代谢旺盛,相对于针叶林矿化迅速[27],所以 SIN 含
量较高,从而使 SON占土壤可溶性氮组分的比例较
米槠天然林和混交林低.杉木人工林地 SON占可溶
性氮组分的比例与其低海拔位置以及人为扰动有
关,低海拔位置易积累水分,而 SON 的易流动性会
导致较强的淋溶作用. 本研究中,随着土层加深,
SON占土壤 TSN 和 TN 的比例不断增大,也佐证了
土壤中 SON 的淋溶作用. 这可能与 SON 在不同土
壤层次中的流动性、淋溶、吸附以及解吸附能力有
关[18] .同时,森林土壤营养循环随森林演替发育的
不同阶段而变化,树龄差别对森林土壤养分吸收与
归还也能产生较大影响,如树龄影响植被凋落物归
还、根际微生物量、根系分泌物等[28-30] .本研究中,3
种林分树龄差异也可能是造成 SON 含量差异的影
响因子.此外,本研究地区湿热的气候特征可能对
SON的形成和流动也有影响;杉木人工林的人为栽
植和管理措施的影响也不容忽视.
3郾 2摇 不同林地可溶性有机氮与土壤养分的关系
可溶性有机氮是森林土壤溶液中 N 的最主要
存在形式和运输载体之一[31],对调节土壤养分有很
8361 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 21 卷
表 4摇 土壤各养分之间的相关系数
Tab. 4摇 Correlation coefficient of different nutrients in soil
可溶性有机氮
SON
有机碳
SOC
全氮
TN
可溶性总氮
TSN
硝态氮
NO3 - 鄄N
铵态氮
NH4 + 鄄N
无机氮
SIN
可溶性有机氮 SON 1
有机碳 SOC 0郾 982** 1
全氮 TN 0郾 920** 0郾 947** 1
可溶性总氮 TSN 0郾 960** 0郾 919** 0郾 813** 1
硝态氮 NO3 - 鄄N 0郾 885** 0郾 879** 0郾 781* 0郾 894** 1
铵态氮 NH4 + 鄄N 0郾 697* 0郾 625 0郾 502 0郾 844** 0郾 570 1
无机氮 SIN 0郾 895** 0郾 851** 0郾 727* 0郾 982** 0郾 891** 0郾 881** 1
*P<0郾 05;**P<0郾 01.
大作用,其与土壤内在的生产力及其他组分高度相
关. Song 等[24]认为,SON 与土壤有机质有极显著的
相关性. Chen等[13]报道,土壤 SON 与土壤全氮、有
机质、可溶性有机碳、微生物氮和无机氮含量之间均
有显著的相关性. 杨绒等[23]研究表明,土壤 SON、
TSN含量与土壤全氮、硝态氮、铵态氮和有机质等养
分之间均有较强的相关性. 王清奎等[32]研究表明,
杉木人工林土壤中 SON 含量与土壤全氮、全钾、铵
态氮和速效钾均呈显著正相关. Zhong 等[22]研究发
现,林地土壤 SON与 TSN和微生物氮之间均有显著
的相关性,但与无机氮之间无显著相关.本文将不同
林型各土层土壤作为整体分析了 SON、TSN 等与土
壤不同形态碳氮养分的相关性(表 4),结果表明,
SON与土壤有机碳、全氮、硝态氮、无机氮之间呈极
显著相关,与铵态氮显著相关,其中 SON 与土壤有
机碳的相关程度最高,全氮次之,与铵态氮相关程度
最低,同时,TSN与所有形态养分极显著相关,也说
明了可溶性氮组分与氮素营养的密切联系. 土壤无
机氮与各土壤养分之间的相关性达到了显著水平,
但其相关程度低于 SON与土壤养分,说明与土壤无
机氮相比,SON 或许能更好地反映土壤养分状况.
土壤 SON与土壤氮素形态以及养分供应之间具有
紧密的相关性,进一步说明了 SON在土壤氮素供应
和植物营养中的重要地位.
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作者简介摇 张摇 彪,男,1984 年生,硕士.主要从事森林生态
学研究. E鄄mail: andyzhang77@ 163. com
责任编辑摇 李凤琴
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