Effects of soil alteration on nitrogen and carbon cycling

Abstract

Forest ecosystems are facing changing environmental conditions induced by anthropogenic pressures, including atmospheric deposition. Elevated sulfur (S) and nitrogen (N) depositions have led to changes in forest soil conditions, inducing acidification and N eutrophication. However, the consequences of atmospheric deposition for the functioning of forest ecosystems may be tree species specific. To assess the effects of S and N inputs on soil functioning of two forest stands, a soil chemistry manipulation experiment took place in two adjacent forest stands - Norway spruce (Picea abies) and European beech (Fagus sylvatica) - in the Ore Mts. Over six years, separated and combined additions of S and N compounds (50 kg ∙ha-1 ∙year-1 ) were added to experimental plots in both stands to mimic enhanced atmospheric deposition. The aim of this research was to compare and investigate the soil C and N stocks and fluxes, and their responses in relation to acid and N treatments. We found that under ambient conditions, the beech stand contained more C and N in both the forest floor and the mineral soil compared to the spruce stand. Nitrogen cycling in the beech stand was less tight, with periodical soil N leaching. The manipulated increase of soil acidity (decrease of soil solution pH) reduced the availability of...

Lesní ekosystémy čelí měnícím se přírodním podmínkám vyvolaným lidskou činností, jako je atmosférická depozice. Zvýšené deposice síry (S) a dusíku (N) způsobily acidifikaci a eutrofizaci N lesních půd. Nicméně, důsledky atmosférické depozice pro fungování lesní ekosystémů mohou být závislé na druhovém složení. K odhalení účinků S a N na půdní procesy byl proveden manipulační experiment ve dvou sousedních lesních porostech tvořeného smrkem ztepilým (Picea abies) a bukem lesním (Fagus sylvatica), které se nachází v Krušných horách. Po dobu šesti let byly samostatně nebo kombinovaně přidávány látky obsahující S a N (50 kg ∙ha-1 ∙rok-1 ) na experimentální plochy v obou porostech za účelem simulace zvýšené atmosférické depozice. Cílem tohoto výzkumu bylo porovnat a zjistit zásoby a toky uhlíku (C) a N v půdě a jejich odezvy v reakci na kyselé vstupy a vstupy N. Naše zkoumání ukázalo, že za přirozených podmínek bukový porost obsahoval více půdního C a N jak v organickém horizontu, tak v minerální půdě v porovnání se smrkovým porostem. Půdní cyklus N v bukovém porostu byl více otevřený a umožňoval ztráty N vyluhováním. Experimentální nárůst v půdní aciditě (pokles pH v půdní roztoku) omezil dostupnost rozpustného organického C a změnil půdní mikrobiální strukturu, což vedlo v potlačení rozkladných procesů...