杨-桤短期混交的林地土壤养分异质性

以江苏省泗洪县陈圩林场5年生的具有不同混交比例的南林95杨(Populus×euramericana‘Nanlin-95’)和江南桤木(Alnus trabeculosa)混交林为对象,对混交5年后所产生的林地局部土壤养分异质性以及碳、氮、磷生态化学计量特征进行研究,从养分供应和平衡角度探讨引入固氮树种进行混交后在短期内所产生的混交效应,为杨树人工林养分管理及杨树混交林营造提供理论依据。研究结果表明,杨-桤混交5年整体上提高了林地土壤p H值,但其提高程度随桤木比例的增加而下降。杨-桤2∶1混交林分中由杨树与桤木围成的行间0~10 cm土层的土壤pH值为6.98,显著低于由2行杨树所围成的区域(7.29),表现出明显的异质性。土壤有机碳和全氮含量在各种混交比例林分的不同区域变化不大,而全磷含量则表现为混交林分略高于杨树纯林。4种混交比例林分土壤中硝态氮占无机氮总量的98%以上,同一混交林分中靠近桤木行区域的0~10cm土层土壤的铵态氮含量整体上高于靠近杨树行的区域,其中杨-桤1∶2混交林分中由2行桤木所围成的区域的0~10 cm土层土壤铵态氮含量(0.60 mg·kg~(-1))是杨树纯林的2.14倍。杨-桤2∶1混交林分中由杨树与桤木围成的区域0~10 cm土层土壤C∶N比(9.48)和C∶P比(29.13)均显著低于杨树纯林(分别为12.46和39.64),反映了混交引起的林地养分提高效应以及生态化学计量学特征的改变。整体而言,固氮树种桤木的引入在混交5年后即导致混交林地土壤出现一定程度的养分异质性,提高了林地局部区域的土壤养分含量、供应能力,并改变了其生态化学计量学特征。     

亚热带北缘次生阔叶林土壤性状和菌根真菌多样性随坡位的变化

菌根真菌的侵染和共生有助于林木对土壤氮、磷等养分的吸收利用,是林木适应瘠薄土壤条件和困难立地的有效方式。以位于宁镇山脉中部空青山的次生阔叶林为对象,利用自然地形变化所产生的立地条件的差异,分别采集上、中、下坡的林木根系及土壤样品,分析菌根真菌侵染率和多样性,以及相应的土壤性状,研究亚热带北缘次生阔叶林林木根系的菌根真菌侵染情况随坡位的变化,并探讨其与土壤养分供应之间的关系。结果表明,不同坡位林地土壤的含水量、pH值、有效磷含量以及微生物生物量氮含量差异不显著,但均随坡位下降而升高。下坡和中坡的土壤有机碳含量、全氮含量、无机氮含量以及微生物生物量碳含量整体上均显著高于上坡。上、中、下坡林木菌根平均侵染率分别为92.1%、84.7%和74.6%,随着坡位的下降侵染率显著降低。不同坡位菌根真菌的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和丰富度指数差异显著,表现为上坡中坡下坡,菌根真菌的均匀度指数在不同坡位间没有差异。不同坡位菌根真菌侵染率以及Shannon-Wiener指数均与土壤有机碳和硝态氮含量呈显著负相关,此外,菌根真菌Shannon-Wiener指数还与土壤pH显著负相关,与铵态氮含量显著正相关。菌根真菌的丰富度指数则与土壤含水量、有机碳含量、有效磷含量以及微生物生物量氮含量呈显著负相关。综合结果表明,亚热带北缘丘陵山区次生阔叶林菌根真菌侵染与土壤养分状态之间存在一定的权衡关系,上坡硝态氮的相对匮乏促使更多的菌根真菌侵染以及更高的菌根真菌多样性,通过林木与菌根真菌的互利共生保障林木的氮素获取和正常生长。