森林生态系统固碳过程对氮沉降增加的响应机制研究进展

氮沉降增加对森林生态系统固碳过程具有重要影响。文中介绍了森林生态系统固碳过程对氮沉降增加响应机制的研究进展,概述了氮沉降增加对植被固碳过程的影响以及土壤碳输入和碳排放对氮沉降增加的响应机理,探讨未来该领域的研究重点,指出在全球氮沉降增加背景下森林植被和土壤固碳分配、森林生态系统固碳过程植被和土壤界面碳、氮循环过程的耦合机理将是未来森林碳循环研究的热点。     

森林土壤酶活性对氮沉降的响应

近年来,大气氮沉降日益增加,已对森林生态系统产生了不可忽视的影响,而土壤酶活性反映了土壤肥力及土壤环境质量,因而可以用来评价氮沉降对森林土壤造成的影响。关于氮沉降对森林生态系统酶活性的影响已开展了一系列的研究,然而尚缺少系统总结。文中从森林土壤酶种类和林分类型角度总结了氮沉降对土壤酶活性的影响,并从氮沉降水平、氮种类形态、氮沉降与环境的交互作用等方面探讨了土壤酶活性对氮沉降的响应机制,提出未来研究热点是氮沉降对不同类型的森林土壤酶影响、不同森林类型土壤酶的氮沉降临界值、氮沉降对土壤酶活性影响的长期定位研究以及氮沉降与CO₂浓度、温度、降雨、磷添加的交互作用对土壤酶活性影响,以期为未来森林土壤管理提供参考。     

森林生态系统对大气氮沉降的响应

氮是陆地生态系统中三大营养元素之一,在森林生态系统中被视作主要的限制生长因子。近年来,因工农业的迅猛发展而产生越来越多的含氮化合物,大大增加了氮向全球大气的排放。据研究发现,如果氮的输入已达饱和甚至超过生态系统所能承受的临界负荷,就会带来负面效应。本文主要从以下几方面综述了国内外学者关于大气氮沉降对森林生态系统的影响:1.与大气氮沉降相关的内容,包括1)氮饱和和2)确定氮沉降临界的指示树种;2.国内外的研究进展;3.大气氮对森林生态系统的影响,包括1)导致营养失调,2)对胁迫敏感性的增强,3)加速森林土壤酸化,4)氮淋溶的增加,5)物种多样性的减少和6)氮沉降的评价方法。     

氮沉降对森林生态系统关键生态过程的影响

森林生态系统是以树木为主体的生物与大气、土壤以及生物本身进行物质循环、能量转换和信息传递的有机统一体。其中碳循环、养分循环和水循环等物质循环作为森林生态系统能量转换、信息传递的最重要的载体,其通过一系列的生理、生态过程实现物质、能量和信息的相互联系、紧密耦合,贯穿于整个森林生态系统的土壤–植物–大气连续体(SPAC)中。任何一个物质循环过程的改变,无疑会影响整个SPAC系统的稳定性。目前,受人类活动的影响,SPAC中的大气和土壤氮沉降量明显增加,这必将对现有森林生态系统的生物与环境间的物质循环、能量转换和信息传递产生显著的影响。该文综述了氮沉降对森林生态系统碳循环、养分循环和水循环3个关键生态过程的影响及反馈,为认识氮沉降对森林生态系统的影响及其反馈作用提供参考。     

大气氮沉降对森林土壤酸化的影响

因大气污染而不断增加的大气氮沉降量，在许多地区超过了森林生态系统的氮需求。氮在土壤中的化学和生物化学反应对H^ 离子的产生与消耗有重要影响。NH4^ 和NO3^-输入与输出的平衡状态影响着土壤－土壤溶液系统的酸化速率。过剩的氮沉降将加增NH4^ 的硝化和NO^-的淋失，加速土壤的酸化。土壤酸化对森林有危害作用。     

氮磷沉降对森林土壤生化特性影响研究进展

人类活动引起的氮磷沉降给土壤带来严重影响。外源性氮可以直接增加土壤全氮和碱解氮的含量,提高土壤磷的有效性,减少全磷含量;外源性磷可以促进树木对土壤氮的吸收,可能造成土壤全氮含量下降。外源性氮对微生物群落存在促进、抑制和没有影响3种情况。外源性磷通常可增加微生物生物量,改变原有的森林微生物群落组成;氮沉降可以提高、降低或无影响土壤酶的活性。氮磷沉降对不同土壤酶种类的影响效果各异。氮沉降的影响也与土壤深度及酶的种类有关。对磷沉降影响土壤酶的研究甚少。未来氮磷沉降的研究热点包括热带氮磷沉降、土壤氮磷比和氮磷沉降交互作用对土壤的影响,不同地形、森林类型、林龄条件下氮磷沉降的对比分析,生态系统中缓冲氮磷沉降作用的关键因子及全球气候变化下氮磷沉降对土壤的影响。     

氮沉降对森林土壤化学性质及温室气体排放影响研究综述

森林土壤是温室气体重要的源和汇,在调节大气温室气体方面起着重要的作用。众多研究显示,大气氮沉降对森林土壤主要温室气体通量的影响日益重要,尤其是在氮沉降严重的地区,预计到2030年,大气氮沉降的增加对森林生态系统的影响程度将继续增加50%～100%。基于此,对我国近年来氮沉降对森林土壤温室气体排放影响的相关研究进行综述,为制定合理的森林资源和环境管理政策提供参考。     

氮沉降对森林碳汇功能影响的研究进展

氮沉降增加对森林碳汇功能的大小和稳定性具有重要影响。文中介绍了森林碳汇对氮沉降增加响应的研究进展,概述了同位素技术在该研究领域的应用前景,指出在沉降增加条件下森林光合产物分配和土壤碳周转速率变化将是未来森林碳循环研究的热点。     

氮沉降对凋落物分解的影响研究进展

过去几十年的人类活动增加了陆地生态系统的氮输入量,对凋落物分解的影响有促进、抑制和没有影响3种情况。凋落物的基质质量影响凋落物的分解,其中木质素、纤维素、酚类物质、N浓度、P浓度、C/N比、C/P比、木质素/N比具有重要作用。人类活动引起的全球变化,如CO₂增加、温度上升和降水变化,影响了氮沉降的速率和凋落物分解。未来氮沉降对凋落物分解的研究热点包括加强氮沉降对热带与亚热带森林凋落物和阔叶树种凋落物分解影响的研究,氮沉降对凋落物分解影响研究的长期化,采用13C同位素研究凋落物分解,注重凋落物分解对氮沉降与大气CO₂浓度升高、气候变暖、降水变化、紫外线辐射增强、P沉降交互作用响应的研究。     

非结构性碳水化合物对气候变化响应研究进展

为探索森林生态系统非结构性碳水化合物变化对气候变化的响应,该文综述了当今非结构性碳水化合物的研究概况,并结合CO_2浓度升高、干旱胁迫以及氮沉降3种主要的全球气候变化阐述非结构性碳水化合物的响应特征。今后研究应从整个生态系统的角度出发,为探讨植物群落的碳利用策略以及对环境变化的响应和适应机制提供理论依据。     

氮沉降对杉木人工林土壤化学计量特征的影响

以福建沙县官庄国有林场杉木人工林模拟氮沉降试验平台为对象,研究土壤碳氮磷化学计量特征对氮沉降(N沉降量分别为0、60、120、240 kg·hm-2·a-1)的响应。连续7 a的试验结果表明:模拟氮沉降对土壤碳含量影响不显著,对土壤氮含量和氮磷比有增加作用而对土壤磷含量有减少作用。但模拟氮沉降的效应主要集中在表层土壤,表明加强对表层土壤生物地球化学循环研究可以更好地评价生态系统对氮沉降的响应。     

森林土壤酶研究进展

土壤酶是森林生态系统物质循环和能量流动等生态过程中最为活跃的生物活性物质, 土壤酶活性的测定在森林生态系统研究中占有重要地位。文中综述了土壤酶活性与土壤理化性质、土壤微生物、林分类型、大气氮沉降等的关系。土壤酶活性的研究是不断完善与改进的, 在土壤酶的特异性、土壤酶的种类、全球变化下土壤酶的活性以及土壤酶活性的长期定位研究等方面还应进一步加强。     

全球气候变化及森林生态系统的适应性管理

人类活动所引起的温室效应及由此造成的全球气候变化对全球生态环境的影响正越来越引起人们的关注。森林作为全球陆地生态系统的一个重要组分, 对全球气候变化的响应较为敏感。文中系统总结了全球气候变化对物种和森林类型分布、森林生态系统结构和物种组成、森林生产力、森林土壤碳氮循环和森林灾害等几个方面的影响, 以及森林生态系统管理面临的挑战, 在此基础上提出了适应未来气候变化的森林生态系统管理策略。     

欧洲森林生态系统的氮循环研究近况

由于氮在酸雨的形成过程中具有重要作用,近年来欧洲各国非常重视森林生态系统中氮循环的研究。继“欧洲森林生态系统人工干预试验”（EXMAN,1988～1991）之后,又开展了“氮饱和试验”（NITREX,1991～1994）,涉及8个国家12个试验点。研究表明:在欧洲针叶林中,当氮年输入量小于10kg/hm2时,森林生态系统没有达到“氮饱和”状态,当氮年输入量大于25kg/hm2时,森林生态系统达到氮饱和状态。在大约10kg/hm2·y临界值附近,增加或减少氮输入可以导致地下迳流中氮输出的迅速变化。林分的氮饱和可在短短的几年内人工诱导或逆转,相对而言,树木的反应（用树叶营养浓度表示）则要滞后几年。此外,森林系统主要滞留铵态氮,大多数硝态氮流出系统。     

酸雨与林木和森林生态系统关系的研究

从酸雨概述 ,酸雨对林木和森林生态系统的危害 ,生态系统对酸沉降的敏感性和临界负荷 ,以及酸雨治理措施四方面介绍了国内外在酸雨对植物和生态系统影响方面的研究成果。     

森林生态系统的氮磷循环

氮、磷、钾、钙、镁等养分元素，对树木生长发育影响重大，其中氮、磷是可再利用元素，并且在森林生态系统中参与循环比其它阳离子紧密。本文从氮、磷循环的研究方法、氮、磷的动态和生物循环两个方面，综述了森林生态系统的氮、磷循环。     

森林土壤氮贮量及氮素输入过程研究进展

森林土壤是氮最重要的贮藏库,且发挥着重要的氮源、汇和库的功能,而其氮素贮存和输入过程也显著影响着森林生态系统的结构和功能。自工业革命以来,人类活动已经显著改变了全球的氮素输入,造成了森林衰退及一系列严重的环境问题,所以森林土壤氮贮量及氮输入过程的研究已成为当前研究的热点。文中综述了森林土壤氮贮量和生物固氮、大气氮沉降、凋落物归还、施肥等氮素输入途径的研究现状,并对研究中存在的不确定性和争论焦点问题进行了提纯、分析。最后,归纳出该领域研究的不足和今后的发展趋势。     

森林土壤氮贮量及氮素输入过程研究进展

森林土壤是氮最重要的贮藏库,且发挥着重要的氮源、汇和库的功能,而其氮素贮存和输入过程也显著影响着森林生态系统的结构和功能.自工业革命以来,人类活动已经显著改变了全球的氮素输入,造成了森林衰退及一系列严重的环境问题,所以森林土壤氮贮量及氮输入过程的研究已成为当前研究的热点.文中综述了森林土壤氮贮量和生物固氮、大气氮沉降、凋落物归还、施肥等氮素输入途径的研究现状,并对研究中存在的不确定性和争论焦点问题进行了提纯、分析.最后,归纳出该领域研究的不足和今后的发展趋势.     

酸雨与林木和森林生态系统关系的研究

从酸雨概述，酸雨对林木和森林生态系统的危害，生态系统对酸沉降的敏感性和临界负荷，以及酸雨治理措施四方面介绍了国内外在酸雨对植物和生态系统影响方面的研究成果。     

林地重金属污染来源解析

森林对维持生态系统平衡和物种多样性以及净化环境起着重要作用。然而近年我国第1次全国土壤污染状况调查研究表明,我国林地土壤污染超标率高达10%,其中主要污染物为重金属砷、镉等。但目前针对森林生态系统污染的研究相对较少,特别是针对森林生态系统重金属的来源及其特征的综述性报道更少。文中总结了森林生态系统重金属的主要来源,包括大气沉降、工业活动和交通运输、施肥和污泥林用、矿山开采等; 讨论了重金属对森林生态系统所产生的危害。旨在揭示重金属进入林地的途径和污染过程及其危害,为合理保护森林生态提供科学依据,也为林地土壤环境质量管理提供参考。