自然干扰对森林生态系统的结构和功能具有强烈影响。松材线虫是一种对松林破坏性极大的自然干扰,导致松林衰退、枯死,林地碳氮特别是硝态氮流失量增大,造成下游水体酸化和富营养化及林地长期生产力下降,引起高度关注。马尾松是南方重要造林树种,松材线虫危害面积大,受损林分恢复技术研究薄弱,更缺乏相关的基础研究。本项目拟采取长期定位观测与模拟试验相结合、流域尺度与林分尺度研究相结合、以定位研究为主的试验方法,在定量分析林分结构破坏的基础上,系统分析松材线虫干扰对林地土壤碳氮和养分动态的影响机制,阐述森林流域碳氮生物地球化学过程的时序格局及其制约因素,以揭示森林生态系统对自然干扰的响应机制,丰富干扰生态学理论。同时,为受损林分恢复及可持续经营提供依据和可行措施。
Masson pine forest;nitrogen leaching;nitrogen transformation;pine wilt disease;soil microbial biomass
松材线虫是一种对松林破坏性极大的自然干扰,对森林生态系统的结构和功能具有强烈影响。马尾松是南方重要造林树种,松材线虫危害面积大,目前受损林分恢复技术研究薄弱,缺乏相关的基础研究。本项目拟采取长期定位观测与模拟试验相结合、以定位研究为主的试验方法,在定量分析林分结构破坏的基础上,系统分析松材线虫干扰对林地土壤碳氮和养分动态的影响机制,为受损林分恢复及可持续经营提供依据和可行措施。研究结果表明,松材线虫病危害导致林分结构发生显著变化,中度受损林分马尾松种群密度降低了近60%,胸高断面积下降了23.7%;年凋落物产量降低50%,分解速率提高35.6%,土壤CO2通量提高了76.8%;土壤氮素转化性质显著改变,氨化速率显著降低,而硝化速率显著提高;土壤微生物量碳氮显著提高。土壤溶液中硝氮、DOC和DON明显增加,表明松材线虫病干扰后,硝氮和DON是氮损失的主要形式。