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森林采伐如何影响溪流中的氮

氮是森林生态系统中所有生物必需的营养物质. 铵、氨和有机氮是氮的典型形式 in forest organisms; however, 硝酸 is often preferred by plants. 氮供应 在森林中往往是足够的，但有时其丰富程度可能有限. 在 然而，在过去的150-200年里，人类对环境的氮输入增加了 是否导致一些森林地区氮素供过于求，从而造成破坏 河流生物的生活区和产卵区，森林健康状况下降， 违反了联邦饮用水标准.

环境中过量的活性氮主要来自车辆排放， 燃烧化石燃料的发电厂，食品生产和污水处理，以及氮肥. 增加的活性氮对森林生态系统的输入主要发生在 湿(通过降雨)和干(气体和颗粒)大气沉积的形式.

我们现在知道，在美国东北部(东北)大约 人类向森林生态系统输入的活性氮中，有75%是 储存在土壤、地下水、地表水或植被中，或从森林中流失 景观到大气. 这表明未受干扰和妥善管理的森林 生态系统具有相当大的能力来保留和有效循环活性氮 并防止其进入水道. 然而，如果一个森林系统经历 一种干扰，如大范围的植被移除，其保留氮的能力 是减少. 实施健全的森林管理做法可以最大限度地减少这些问题 影响.

我们对树木砍伐和氮循环了解多少?

怀特山脉哈伯德溪实验森林小流域研究 新罕布夏州提供了一些最早也是最广为人知的信息 东北森林采伐对土壤溶解度和水体氮的影响 浓度. 大多数历史研究都集中在森林砍伐的影响上 溪水化学. 然而，最近的研究已经调查了这种影响 不同类型的收获系统(如.g.(仅茎和部分收获) 土壤和溪水化学.

作为这些研究的结果，我们知道森林采伐通常会增加 到达土壤表面的太阳辐射量和强度减小 蒸腾速率(从植被中流失的水分)和截留速率(捕获和吸收的水分) 由森林冠层逐渐释放降水，并增加降水量 到达并渗透到森林地面. 然而，这些变化的强度， 是否在很大程度上受到采伐类型和管理的管制 应用的系统. 例如，清除森林中所有成熟的树木 站立，允许大量的阳光照射到土壤，并急剧减少 截流速率和蒸腾速率. 另一方面，减薄操作涉及 选择性地除去一定比例的茎(通常为30-40%)，留下剩余的作物 树，尽量减少这些过程中的变化.

大多数森林砍伐方法至少会使地面的温度升高很小 由于土壤入渗增加，森林地面和有效土壤水分升高 截留和蒸腾速率降低. 土壤温度的升高 促进土壤微生物的活动，从而提高铵和 硝酸. 因此，有可能这两种物质的浓度在生物学上 氮的可用形式变得比少数人可以使用的更多 剩下的树木.

向溪流输送氮

简单地说，在强降雨期间，最近收获的土壤经历 土壤快速入渗，导致土壤饱和. 增加的 土壤水分和硝酸盐供过于求为硝酸盐径流创造了有利条件 来流. 因此，储存在浅层土壤水中的硝酸盐可能会被运输 从土壤到溪流，通过陆地流或通过土壤中的路径流.

造林的好处

因为大多数未受干扰的森林生态系统保持紧密的养分循环，应用 一个可持续的造林系统-一个再生、照料和收获的系统 森林——至关重要. 维持可持续森林生态系统的基本程序 防止大量氮流失到水流中包括确保提前再生 (采收前树干的存在)和幼龄树木，以及维护 采用最佳管理措施，收获期间和收获后的土壤质量和稳定性. 一个最小强度的收集系统，保持流缓冲，并允许 高效、快速的营养再生将调节与氮有关的效应 传送到流. 许多造林实践推广这种方法，重点是 减少森林采伐足迹的生态系统方法.

推荐阅读:

鲍曼，FH和利肯斯，通用电气. 森林生态系统的模式与过程. 1994. 新 斯普林格出版社,.

Boyer, EW，等. 2002. 人为来源及其与河流氮的关系 出口到美国东北部. 生物地球化学，57 (5):137-169.

Driscoll, CT，等. 2003. 氮污染:从源头到海洋. 哈伯德 布鲁克研究基金会. Science LinksTM出版. 第一卷，No. 2.

通用电气的利肯斯和FH的鲍曼. 1995. 森林生态系统的生物地球化学. 纽约: 斯普林格出版社.

学分:

文本由希瑟·戈尔登准备，博士候选人，森林和自然资源部门 管理、SUNY-养.