PDF《中国科学院研究生院 硕士学位论文》

第一章 引言

1

第一章 引言

第一节 森林土壤氮矿化在森林生态系统中的地位 在森林生态系统中,土壤有效氮主要以铵态氮(NH4-N)和硝态氮(NO3-N)的 形式存在,NH4-N 和NO3-N 是植物从土壤中吸收氮素的主要形态.土壤中的氮 99%以上是不能被植物直接吸收利用的,需要经过微生物的矿化作用将其转化为 有效氮(Chapin III F S,2002).有效氮在土壤中可以被植物吸收利用,一部分有效 氮被微生物而同化转化成无效氮,有效氮在土壤中的积累,在一定条件下可能由 反硝化或挥发进入大气或随雨水淋失流出土壤系统(Groffman et al.,1993). 因此, 土壤氮素的有效性与氮的固定、硝化反硝化过程、植物养分吸收过程以及微生物 活动等有紧密的联系(Zak et al., 1990;

Groffman et al., 1993).土壤氮素的有效性 与群落演替间存在反馈关系,是限制群落演替的一个重要限制资源(Vitousek et al.,1981;

Tilman et al., 1985;

韩兴国等,1995).研究森林土壤中 NH4-N、NO3-N 的动态和氮矿化速率及其影响因素对于了解森林生态系统的生产力、 营养循环和 氮素的循环与转化具有重要的意义(孟盈等,2001).不管是大面积地域,还是小 尺度范围内的氮矿化和硝化过程的研究,都是十分必要的,因为目前陆地生态系 统元素循环模型(如图 1)需要更多相关数据(Owen et al.,2003). N2 NH4 + 有机氮 N2O NO3 - 微生物 NO2 - NO 亚硝化反应还原反应反硝化反硝化同化同化死亡同化 同化 排泄 还原 矿化 固氮 硝化 图1. 氮循环主要过程图 Fig.1. Nitrogen cycling 云南哀牢山中山湿性常绿阔叶林土壤氮矿化研究

2 对于森林土壤中的 N 循环,主要有以下几个方面的内容 (如图 2): 1)氨化作用 动植物及微生物有机体死亡后, 含氮有机物被微生物分解产生氨 的过程. 2)硝化作用 硝化作用将土壤中的铵态氮氧化成硝态氮的过程, 即异养微生物 进行氨化作用产生的氨,被硝化细菌、亚硝化细菌氧化成亚硝酸,再........