土壤有效N通常是林木生长的主要限制因素,而森林土壤N的转化过程是土壤有效N来源的主要途径,也是N生物地球化学循环的重要组成部分和生态系统N循环最重要的、最活跃的过程。沙地土壤贫瘠(尤其缺N)、干旱缺水等问题是植被恢复重建的主要限制因子。因此,了解在干旱胁迫下,土壤养分的有效供给、植物如何有效利用养分是沙地植被恢复重建的重要基础理论问题。本项目以章古台沙地不同树种的人工林及沙质草地生态系统为对象,开
以科尔沁沙地东南缘樟子松、赤松和小叶杨固沙林以及草地为研究对象,采用野外试验和室内实验相结合的方法,全面系统地开展了凋落物分解、土壤N矿化、淋溶等过程及土壤N有效性的研究,揭示了半干旱区固沙林土壤N转化及其有效性的特征和机制,可为沙地植被恢复、重建、管理和评价提供科学依据。主要结论如下(1)凋落物分解试验结果表明,不同类型凋落物重量衰减、元素释放、质量变化均存在明显差异,分解第1年供N能力表现为小叶杨>草>樟子松>赤松;(2)土壤N矿化速率表现为小叶杨>樟子松≥赤松>草地,N相对有效性表现为赤松>樟子松>草地≥小叶杨;(3)草地和小叶杨林地土壤N潜在性淋溶较高,而樟子松林地较轻;(4)土壤容重、pH值、养分、温度、水分、土壤微生物、土壤动物、林下植被等环境和生物因子反映了区域土壤N转化及其有效性的一般特征,而强烈的人类干扰是引起生态系统间差异的关键因素;造林有利于提高沙地土壤N积累有效性,但樟子松造林30年后才有明显效果;放牧地土壤N硝化速率及其有效性明显高于禁牧地;(5)赤松、樟子松和小叶杨均为研究区固沙造林的可选树种,合理经营和科学管理有利于维护生态系统N平衡。