鼎湖山馬尾松針闊葉混交林土壤有效氮動態(tài)的研究

許文輝

(廣東省西江林場，廣東 肇慶 526020)

樹木的生長和繁茂離不開溫度、雨水以及氮含量, 氮的缺失可以影響植物的生長。氮素的含量一般在森林中最為豐富，但土壤中的氮一般為有機(jī)態(tài)氮，這些有機(jī)態(tài)氮只有轉(zhuǎn)化為非有機(jī)態(tài)氮才能被植物所吸收利用。因此，氮素的存在并不能滿足植物們的需求。

馬尾松一般亞熱帶地區(qū)生長和種植的較多，荒山野嶺生長良好，是樹木的“榜樣”和“先鋒”。但馬尾松純林容易受病蟲害和火災(zāi)的影響，林木生長不良、林地生產(chǎn)力下降， 林地土壤肥力衰退、生態(tài)環(huán)境不斷惡化。因此, 必須要對馬尾松林經(jīng)營管理。而且大量研究發(fā)現(xiàn)，馬尾松針闊葉混交林可以提高林分的抗逆性和穩(wěn)定性，和純林是無法相提并論的。目前,很多學(xué)者致力于森林土壤中的有效氮動態(tài)的研究，用離子交換法來測定土壤中有效氮的含量和組分。

1 鼎湖山馬尾松林

要想深入了解對馬尾松生長概況，首先就要對亞熱帶森林的生產(chǎn)力以及氮素的循環(huán)和組分進(jìn)行研究和分析。馬尾松生長的地區(qū)一般都是季風(fēng)行氣候，從4月份開始直至9月份期間被定為雨季，把11月份到1月份被定為旱季。鼎湖山的海拔高度為200 m，馬尾松由于外來物種闊葉樹種的入侵，生態(tài)環(huán)境遭到了破壞，過渡形成了針葉和闊葉混交林。群落結(jié)構(gòu)也是很簡單的，簡單可分為四層。而且馬尾松所生長的林地對養(yǎng)分、溫度、氧氣含量的要求高，所以對樣地的深入調(diào)查和研究是很有必要的。

2 相關(guān)研究方法

采用離子交換中的樹脂袋法，可以檢測出氮素中硝化和礦化的組分、含量及速率。實(shí)驗(yàn)步驟首先得準(zhǔn)備數(shù)十個離子交換用的尼龍樹脂袋，然后每袋中均放入樹脂，量確定在12 g左右之后就裝訂好，然后需要將此袋埋在2～7cm的地下，每個點(diǎn)都要放置，不允許錯過任何一處地方。幾日后將這些樹脂袋取出來，放入冰盒里然后帶回實(shí)驗(yàn)室, 到實(shí)驗(yàn)室之后可放到冰箱里。然后可進(jìn)行提取，重復(fù)多次的實(shí)驗(yàn)，直到提取成功為止。最后將提取出來的結(jié)果進(jìn)行綜合分析。

3 馬尾松針闊混交林土壤有效氮動態(tài)研究

在研究過程中發(fā)現(xiàn)，在同一地區(qū)里銨態(tài)土壤中氮的含量比馬尾松純林的含量要高很多。由此可以看出，有效氮的組分與森林的演替階段有一定的關(guān)系，硝態(tài)氮會隨著演替的進(jìn)行在生態(tài)系統(tǒng)中營養(yǎng)機(jī)制會漸漸走向成熟，它們的養(yǎng)分由以往的開放形式轉(zhuǎn)化為了封閉式，以此來提高養(yǎng)分的利用率。森林中的樹木越繁茂、數(shù)量越多，對養(yǎng)分的耗費(fèi)很多，因此營養(yǎng)的流失率會大大降低。再者土壤中的硝態(tài)氮帶有負(fù)電,所以很容易從土壤中流失，同樣它也會利用本身的作用而發(fā)生反硝化作用，然后就會變?yōu)闅怏w，容易揮發(fā)流失。所以總的來說，銨態(tài)氮比硝態(tài)氮更有優(yōu)勢，也能更好的保護(hù)馬尾松針闊葉混交林的土壤肥力, 也防止了林地中的氮的流失。因此，在對林地進(jìn)行研究和分析時，不僅僅要關(guān)注樹木的生長環(huán)境，更重要的是要深入研究土壤中有效氮的組分和含量。

3.1 土壤狀況

根據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，銨態(tài)氮的含量會影響土壤硝化的速度，同時硝態(tài)氮就是銨態(tài)氮氧化后的產(chǎn)物。在鼎湖山的馬尾松純林中研究時，也出現(xiàn)了相同的結(jié)果,大量的分析得出答案，在大部分季節(jié)中硝態(tài)氮和銨態(tài)氮都存在明顯的線性關(guān)系。結(jié)果可能與森林土壤中銨態(tài)氮的含量組分過高導(dǎo)致的，此外在一個熱帶雨林的區(qū)域中研究發(fā)現(xiàn)銨態(tài)氮會明顯的提高土壤的硝化作用?？梢园l(fā)現(xiàn)硝化的速度與土壤的肥力有著很大的關(guān)系，鼎湖山森林里的每種不同階段的演替中土壤里的有機(jī)物質(zhì)和氮的含量都會有不同的變化，晚期的往往是含量最多的，早期的則是含量最少的。

3.2 土壤內(nèi)部結(jié)構(gòu)

土壤的內(nèi)部結(jié)不僅會構(gòu)影響土壤的氧氣量，從而來影響硝化作用的速率，而且還會對土壤的內(nèi)質(zhì)造成永久性的傷害。土壤內(nèi)部如果氧氣充足的話就會對銨態(tài)氮的氧化有促進(jìn)作用，增加土壤內(nèi)部硝態(tài)氮的含量水平。此外闊葉林土壤內(nèi)含有豐富的有機(jī)質(zhì)，所以土壤結(jié)構(gòu)相對于針闊葉混交林和馬尾松純林要疏松很多，不至于過于硬實(shí)。鼎湖山森林里的每種不同階段的演替中土壤里的有機(jī)物質(zhì)和氮的含量都會有不同的變化，和上述有所不同，晚期的含量是最少的，早期的含量最多。

3.3 凋落物的質(zhì)量以及要測定土壤中微生物活性

凋落物掉落地面上時間長會融入土壤中，進(jìn)而轉(zhuǎn)化為土壤和樹木的肥料，并且可以給微生物帶來充裕的食糧。闊葉林中的凋落物種類是很豐富的，而且量也特別多，同時它里面的含水量也比混交林和純林的含量要高很多,土壤中的微生物也會去吸取土壤中的水分。鼎湖山森林里的每種不同階段的演替中土壤里的有機(jī)物質(zhì)和氮的都會有不同的變化，不同種類的森林土壤中微生物的量也是不同的，晚期微生物的量最多，早期微生物的量最少。

如今大量研究表明，土壤的肥力、結(jié)構(gòu)以及凋落物的質(zhì)量和土壤微生物活性都會影響鼎湖山上不同階段的演替。鼎湖山馬尾松針闊葉混交林土壤的有效氮有著很明顯的季節(jié)變化的特性，這些季節(jié)性的變化會對環(huán)境造成永久性的傷害。再次就是土壤的溫度和濕度的季節(jié)性變化也會導(dǎo)致演替更換。因此，要想得出正確的結(jié)論和答案，就要全面的了解土壤的特質(zhì)以及森林的所需物，因?yàn)闇囟?、濕度、養(yǎng)分、含氧量都是樹木最基本的需求，也正因?yàn)檫@些因素的影響，才使森林大片的在地面上生長，繁茂至今。

4 結(jié)論

鼎湖山針闊葉混交林土壤有效氮動態(tài)在土層中表現(xiàn)出了明顯的季節(jié)性變化特點(diǎn)。但是季節(jié)性變化的氣候會根據(jù)土壤中的有效氮組成成分的不同也會有很大的迥異。經(jīng)過對兩個土層的精心比較, 可發(fā)現(xiàn)有效氮會隨著季節(jié)的不同和組分的迥異也會發(fā)生很大的變化。雖然有效氮對季節(jié)的變化很敏感，但是在每個季節(jié)中它的組分是不會變化的，重要組成部分是銨態(tài)氮。先關(guān)研究表明了在森林土壤中硝態(tài)氮會受到銨態(tài)氮的影響，但影響度不是很大。