氮有效性在城鄉(xiāng)梯度森林土壤中的研究

城市化是人類社會經(jīng)濟發(fā)展的必然趨勢，但城市化的發(fā)展也給城市生態(tài)環(huán)境建設(shè)帶來巨大的壓力和挑戰(zhàn)，城市森林受到頻繁的干擾和破壞，導(dǎo)致森林生態(tài)功能下降。由于人類活動的加劇，城市化改變了城市的水熱分布狀況，使得溫度、濕度等生態(tài)因子在城區(qū)- 郊區(qū)- 鄉(xiāng)村的生態(tài)界面上形成了相應(yīng)的遞增或遞減梯度，影響著城市森林土壤的氮素礦化過程，從而改變了城市森林生態(tài)系統(tǒng)的氮素循環(huán)及其養(yǎng)分平衡，而養(yǎng)分循環(huán)是城市森林生態(tài)系統(tǒng)中關(guān)鍵的生態(tài)過程，土壤有效氮影響城市森林中植物的生長、發(fā)育及其生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的發(fā)揮。因此，研究城市化對森林土壤氮素轉(zhuǎn)化的影響具有十分重要的意義。

氮有效性的研究不僅對于揭示森林生態(tài)系統(tǒng)功能和氮生物地球化學(xué)循環(huán)過程的本質(zhì)有重要意義，而且也是評價森林生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的重要依據(jù)。通過土壤養(yǎng)分速測儀對森林土壤有效氮每月的定位監(jiān)測，開展城鄉(xiāng)梯度生態(tài)界面中銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和礦質(zhì)氮的動態(tài)研究，探尋城市森林生態(tài)系統(tǒng)土壤有效氮含量、形態(tài)組成及其轉(zhuǎn)化規(guī)律，提高城市化對自然生態(tài)系統(tǒng)影響的認(rèn)識，為科學(xué)經(jīng)營和管理城市森林提供科學(xué)依據(jù)。

土壤有效氮主要來自于土壤氮素的礦化與硝化，而土壤氮素的礦化與硝化通常受氣候條件(主要是溫度、濕度)、凋落物化學(xué)組成、土壤pH 值等多種因子控制。本研究發(fā)現(xiàn)，在城鄉(xiāng)梯度中不同的生態(tài)界面的森林土壤銨態(tài)氮、硝態(tài)氮和礦質(zhì)氮含量差異顯著，不同生態(tài)界面全年銨態(tài)氮平均值表現(xiàn)為城區(qū)> 郊區(qū)= 鄉(xiāng)村；不同生態(tài)界面全年硝態(tài)氮平均值表現(xiàn)為城區(qū)>郊區(qū)> 鄉(xiāng)村；不同生態(tài)界面全年礦質(zhì)氮平均值表現(xiàn)為城區(qū)> 郊區(qū)> 鄉(xiāng)村，總的表現(xiàn)為離城區(qū)越近有效氮越高的變化趨勢。這是由于城市化改變了城市森林生存的水熱狀況，使得溫度、濕度等生態(tài)因子在城區(qū)- 郊區(qū)- 鄉(xiāng)村的生態(tài)界面上形成了相應(yīng)的遞增或遞減梯度，從而改變了城市森林生態(tài)系統(tǒng)的氮素循環(huán)及其養(yǎng)分平衡，影響了土壤氮素的礦化過程�？梢�，城市化過程會加劇森林土壤氮素礦化過程，從而提高土壤有效氮的含量，特別是硝態(tài)氮的含量。