模拟降水量变化对华西雨屏区天然常绿阔叶林土壤酶活性的影响

土壤酶是土壤生物化学过程的参与者,在森林土壤有机物的矿质化和腐殖化过程中起着重要作用;研究降水量变化对土壤酶活性的影响对于揭示全球降水格局变化背景下土壤有机物的矿化与腐殖质的合成过程具有重要意义.从2013到2015年,以华西雨屏区天然常绿阔叶林为研究对象,通过布设减雨架和人工喷洒方式对降水量进行调控,设置了对照(Ctr)、减少10%降水量(Dr)和增加10%降水量(W)3种处理,研究降水量变化对土壤酶活性和有机质含量的影响.结果表明:Dr处理下土壤蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别提高了4.0%、4.3%和2.1%,过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性分别降低了3.9%、5.9%和10.3%;W处理下蔗糖酶、脲酶和酸性磷酸酶活性分别降低了12.4%、6.4%和14.4%,过氧化氢酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性分别提高了5.8%、3.9%和3.8%.多元线性回归分析表明,土壤微生物生物量碳(MBC)、NH_4~+-N含量和含水量是土壤酶活性变异的主导因子.Dr处理降低了土壤有机质含量,而W处理提高了土壤有机质含量.相关性分析表明,土壤有机质含量与土壤水解酶活性呈负相关关系,与氧化还原酶活性呈正相关关系.上述结果说明降水量变化通过影响土壤理化性质改变了华西雨屏区天然常绿阔叶林的土壤酶活性,进而影响了土壤有机质含量,对土壤有机质的转化过程产生了重要影响.(图2表5参47)     

华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解对模拟氮、硫沉降的响应

纤维素是森林凋落叶中含量最多的难分解物质,采用凋落叶分解袋法,以CO(NH_2)_2为氮源、Na_2SO_4为硫源,设置氮、硫双因素三水平共9种处理,即对照(CK)、低氮(LN)、高氮(HN)、低硫(LS)、高硫(HS)、低氮低硫(LNLS)、高氮低硫(HNLS)、低氮高硫(LNHS)和高氮高硫(HNHS),研究氮、硫沉降对华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素降解的影响.结果显示,氮、硫沉降各处理的纤维素损失率在沉降第4个月时最大,损失30.7%-43.1%,在第8个月时最小,净累积6.8%-29.3%;LN和LNLS对纤维素酶活性和凋落叶纤维素损失率的影响不显著,LS显著提高了分解过程中凋落叶C/N值、纤维素酶活性和纤维素损失率,HN、HS、HNLS、LNHS和HNHS显著降低了纤维素酶活性和纤维素损失率;模拟氮、硫复合沉降对纤维素降解的交互作用显著.本研究表明,氮、硫沉降相互作用共同影响华西雨屏区常绿阔叶林凋落叶分解过程中纤维素的降解,进而可能影响该区域常绿阔叶林生态系统物质循环和能量流动.     

武夷山自然保护区常绿阔叶林优势种对土壤呼吸的影响

为揭示森林土壤呼吸异质性的影响因素,以武夷山自然保护区常绿阔叶林优势种甜槠(Castanopsis eyrei)、细叶青冈(Cyclobalanopsis tenuifolia)、米槠(Castanopsis carlesii)为研究对象,采用LI-8100碳通量系统测定土壤呼吸速率及其影响因子土壤温度、土壤含水量值,...     

土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应

本研究在北京门头沟龙凤岭水土保持科技示范园内进行,降雨前后连续测定土壤微生物量和土壤呼吸,探讨土壤微生物量和土壤呼吸对降雨的响应。结果表明：干旱的土壤降雨后土壤微生物量和土壤呼吸骤升随后逐渐衰减,第1场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的3.08、2.83、2.50倍,第2场降雨后土壤微生物量碳、氮和土壤呼吸分别是干旱期的1.08、1.63、1.68倍,降雨使土壤微生物量和土壤呼吸产生的激增效应仅持续1 d。第3场降雨量仅为0.40 mm,土壤微生物量和土壤呼吸增加的幅度不是很大。     

模拟氮沉降对武夷山亚热带常绿阔叶林土壤呼吸的影响

大气氮沉降是全球变化的焦点问题之一,为研究大气氮沉降对森林生态系统土壤呼吸的影响,在武夷山亚热带常绿阔叶林进行人工模拟氮沉降,设置对照(N0,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(N1,50 kg·hm~(-2)·a~(-1))、中氮(N2,100 kg·hm~(-2)·a~(-1))和高氮(N3,150 kg·hm~(-2)·a~(-1)),采用Li-6400分析系统测定土壤呼吸速率,同时测定土壤温度和土壤含水量,探讨氮沉降的背景下土壤温度和土壤含水量与土壤呼吸的关系。结果表明,(1)亚热带常绿阔叶林土壤呼吸速率具有明显的季节动态变化,土壤呼吸速率均为1月最低,8月最高。(2)常绿阔叶林土壤总呼吸存在明显的季节格局,总体呈单峰型,其峰值均出现在8月,重复测量方差分析结果显示,在生长季,氮沉降对土壤总呼吸均无显著影响(P0.05)。(3)常绿阔叶林土壤总呼吸与土壤温度呈显著的指数关系,其响应具体表现在,低高氮(N1,N3)处理和中氮(N2)处理在一定程度上分别提高和降低了土壤呼吸Q_(10)。N0、N1、N2、N3处理下土壤总呼吸的Q_(10)分别为1.52、1.57、1.44、1.56;土壤呼吸速率与0~5 cm和5~10 cm土层土壤含水量之间的关系用二次曲线拟合的效果最好,其决定系数R~2分别为0.156~0.354和0.239~0.387,明显低于土壤呼吸速率与土壤温度关系方程的R~2值,这表明土壤呼吸速率与土壤含水量之间的相关性较弱,由此可知土壤含水量对土壤呼吸的影响远小于土壤温度对土壤呼吸的影响。(4)N0、N1、N2和N3处理的土壤总呼吸年碳排放量分别为5.67、5.98、6.22和4.22 t·hm~(-2)·a~(-1),低氮和中氮处理的排放比对照高出5.46%和9.70%,低氮促进了土壤呼吸年通量,而高氮抑制了土壤呼吸年通量;方差分析结果表明,氮沉降对土壤呼吸、异养呼吸年通量有显著影响,其中N2对土壤呼吸、异养呼吸年通量影响最大(P0.05)。     

降雨减少对华北落叶松人工林土壤呼吸的影响

近年来随着降雨格局的变化,区域性干旱加剧,而干旱对土壤碳循环的影响情况仍不十分明确。为探究降雨减少对土壤呼吸的影响,2016年以华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林为研究对象,设置对照(CK)、减少降雨30%(W1)和减少降雨60%(W2)3个处理水平,通过人工隔离降雨模拟干旱条件对土壤呼吸速率的影响。在6—10月份生长季,采用LI-8100土壤碳通量测量系统测定每月月中、月末土壤呼吸速率,并同时测定5 cm深度土壤温湿度。结果表明:减少降雨60%使土壤湿度显著降低17.8%(P0.05),而对土壤温度的影响不显著;减少降雨30%对土壤温湿度的影响均不显著;对照、减少降雨30%和减少降雨60%的平均土壤呼吸速率分别为2.45、2.29和2.16μmol·m~(-2)·s~(-1),与对照相比,减少降雨抑制了土壤呼吸,减少降雨60%使平均土壤呼吸速率降低了11.84%(P0.05),土壤呼吸通量减少了41.01 g·m~(-2),而减少降雨30%对土壤呼吸的影响不显著;土壤呼吸速率与土壤温度呈显著指数相关(P0.05),土壤温度解释了66.2%的对照处理的土壤呼吸变异,适当减少降雨能够提高土壤呼吸速率与土壤温度的相关性;在2~7℃土壤温度下,土壤呼吸速率与土壤湿度呈显著二元线性相关(P0.05),且在2~7℃土壤温度下减少降雨提高了土壤呼吸速率和土壤湿度的相关性;在13~17℃土壤温度下,减少降雨则降低了土壤呼吸速率和土壤湿度的相关性;减少降雨提高了土壤呼吸的温度敏感性,且随着降雨减少程度的增大而增大。可见,降雨是影响华北落叶松人工林土壤呼吸的重要因子。     

亚热带常绿阔叶林土壤微生物量动态变化及其对氮磷添加的响应

土壤微生物是土壤生物化学过程的驱动者,对环境变化极其敏感。为了探讨不同年份气候差异及不同坡位土壤微生物对氮沉降的响应机制,在安徽南部查湾自然保护区选择不同坡位亚热带常绿阔叶林,就氮、磷添加对土壤微生物量碳(MBC)、氮(MBN)的影响进行了为期3年的试验研究。选择中坡和坡顶两种立地类型,分别设置3种控制实验,对照(CK,0 kg N?hm~(-2)?a~(-1))、氮添加(N,100 kg N?hm~(-2)?a~(-1))、氮磷添加(N+P,100 kg N?hm~(-2)?a~(-1)+50 kg P?hm~(-2)?a~(-1))。取样后,测试不同处理土壤MBC、MBN及土壤理化性质。结果表明,氮磷添加后,不同坡位MBC和MBN季节变化存在差异。与対照相比,氮磷和氮添加中坡MBC分别降低了14.6%和15.4%,而在坡顶,两种处理MBC分别提高5.8%和2.1%。中坡MBC变化范围为171.94~2 151.35 mg?kg~(-1),MBN变化范围为52.14~203.3 mg?kg~(-1);坡顶MBC变化范围为102.49~2 219.95 mg?kg~(-1),MBN变化范围为38.56~203.3 mg?kg~(-1)。中坡第2年、第3年及坡顶第3年氮磷和氮添加降低了ω(MBC)/ω(MBN)比,不同坡位ω(MBC)/ω(MBN)比均值为7.88~14.21。土壤微生物量的季节变化显著,土壤MBN在生长季节(5月、7月、9月及11月)较高,最低值出现在休眠期(1月);养分添加改变了土壤MBN季节变化规律。季节、坡位改变了土壤微生物量碳氮和土壤养分的相关性。因此,养分添加对不同立地土壤微生物的影响不同,且不同年份存在差异。长期氮、磷添加降低了ω(MBC)/ω(MBN)比值,但不同坡位反应时间存在差异。土壤MBC、MBN不同年份之间差异显著,主要受不同年份降雨和气温变化控制。冗余分析(RDA)表明,月降水频率、不同年份气温及降水差异、林分因子及土壤理化性质均对土壤微生物量存在显著影响,其季节变化由降水频率(月降水天数)、降水量及气温变化和月降水量及气温波动差异(月标准差)所控制。     

城市绿地生态系统雨季土壤呼吸对降雨变化的响应

全球气候变化的可能后果之一是干旱频繁,强降雨增多。城市绿地生态系统土壤呼吸是陆地碳循环的重要组成部分,探讨强降雨对城市绿地生态系统土壤呼吸的影响,有助于预知在全球变化背景下土壤CO2排放的可能反馈机制。在多年定位试验的基础上,开展降雨改变试验,采用全自动多通量箱对降雨前后城市绿地生态系统土壤呼吸(Rs)和环境因子等进行原位全天候连续监测,分析Rs对正常降雨、增加50%降雨(增雨)和减少50%降雨(减雨)的响应。结果表明,(1)增雨显著提高了土壤湿度(W,0~5cm),而对土壤温度(T,0~5cm)没有显著影响(P0.05)。与对照相比,增雨导致Rs显著提高了1.43%(P0.05),减雨对Rs无显著影响(P0.05)。(2)土壤湿度与Rs呈显著负相关(P0.05),土壤温度与Rs呈显著正相关(P0.05),且对Rs有一定的促进趋势。(3)降雨时间为20min时,Rs的下降率最大;20min以后,Rs下降率逐渐变小,说明降雨时间越长,土壤释放CO2速率越慢,当降雨达到一定时间后,土壤释放CO2速率有所回升;回归分析发现,降雨量与呼吸速率的变化率呈二次相关关系(P0.05),总体上降雨促进了Rs。(4)不同降雨处理均对土壤温度敏感系数(Q10)表现出显著的影响,其中增雨和减雨均降低了土壤水分敏感性;不同降雨时期土壤水分敏感性大致表现为:在雨季开始和结束时,Rs对水分敏感性较高,而雨季中期Rs对水分敏感性较低。这意味着在城市绿地生态系统中,增雨或减雨均对Rs有不同程度的刺激作用,这很可能减弱城市绿地生态系统土壤的固碳潜力。     

滇中高原常绿阔叶林土壤生物学特性对土壤理化性质的影响

土壤酶活性和微生物是构成土壤生态系统的重要组分,也是决定土壤功能的关键因子,研究土壤生物学特性对理化性质的影响可以阐明影响土壤理化性质的因子,从而为林地土壤质量的恢复与保育提供科学依据。文章通过野外调查与室内实验相结合的方法进行样品采集与处理,结合相关分析与通径分析的数据分析方法对云南省玉溪市磨盘山常绿阔叶林土壤理化因子与土壤酶活性、微生物数量之间的关系进行了研究。结果表明,(1)常绿阔叶林林下土壤含水量、田间持水量、有机质、全氮、碱解氮、全磷、速效钾含量随着土层深度的增加而减少,土壤容重、p H、全钾含量随着土层深度的增加而增加。(2)土壤脲酶、过氧化氢酶、转化酶活性及可培养的细菌、放线菌、真菌数量随着土壤深度的增加而减少。(3)相关分析表明,土壤理化性质与酶活性、微生物数量之间存在显著的相关关系。(4)通径分析表明,过氧化氢酶和脲酶对土壤物理性质影响显著,而脲酶、过氧化氢酶、转化酶和真菌数量对化学性质有显著影响。     

南岭小坑常绿阔叶林土壤脱落酸分解特征

植物产生的脱落酸(ABA)可进入土壤并在土壤溶液中保持一定浓度,对植物生长、种子萌发、群落组成和演替具有重要意义。研究土壤ABA的分解过程有助于了解ABA在土壤中的循环过程,揭示土壤ABA和植物生长的相互关系。以广东南岭小坑常绿阔叶林为研究对像,分析了土壤理化性质和土壤ABA质量浓度的关系,并通过室内培养法结合灭菌处理研究土壤ABA的分解过程和土壤微生物在ABA分解过程中的作用。结果表明,土壤ABA质量浓度在29.8~167.0 ng·m L-1间,均值为91.5 ng·m L-1,且存在较大的空间异质性;土壤全N含量和ABA质量浓度存在正相关关系;在培养过程中,土壤微生物能够在短时间内(7 d)快速分解掉平均33.5%的土壤ABA,之后土壤ABA缓慢线性自然分解,分解速率平均为0.24%·d-1;在前期快速分解过程中,土壤ABA含量和分解速度间存在正相关关系,而在后期缓慢分解过程中则是负相关关系;土壤微生物一方面可以造成土壤ABA的快速分解,另一方面还具有防止土壤ABA质量浓度过低的作用。     

增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物群落的影响

土壤微生物是森林生态系统中重要的分解者,参与生物圈的物质循环和能量流动,对温度变化响应较为敏感。以鼎湖山南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,基于野外增温实验平台,采集0-10 cm和10-20 cm土层的土壤样品,采用磷脂脂肪酸(PLFA)方法并结合土壤理化性质的监测,探究气温上升对土壤微生物群落的影响。结果表明:(1)增温处理使0-10 cm和10-20 cm土层月均温分别显著上升1.24℃和1.17℃,土层湿度变化不显著;(2)增温显著增加了土壤硝氮含量,但对其他理化性质作用不明显;(3)增温组土壤微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量碳氮比(C/N)以及微生物总磷脂脂肪酸含量与对照组差异不显著;(4)增温显著改变了土壤微生物群落结构,使细菌相对丰度、细菌真菌之比(B/F)以及革兰氏阳性菌革兰氏阴性菌之比(G~+/G~-)显著增加,降低了真菌和丛枝菌根真菌的相对丰度;(5)进一步分析表明,土壤硝态氮和有机碳是影响土壤微生物群落结构变异的主要因子,两者共同解释了微生物群落结构60.5%的变异度。以上研究结果表明,尽管增温对南亚热带季风常绿阔叶林土壤微生物生物量作用不明显,但可通过对土壤硝氮和土壤有机碳含量的影响引起土壤微生物群落结构及其相对丰度的改变,微生物群落结构和相对丰度的变化又将通过影响微生物对土壤碳氮的同化作用,最终影响土壤的碳氮过程。     

武夷山中亚热带常绿阔叶林土壤氮矿化的季节动态

选择武夷山地区中亚热带典型常绿阔叶林生态系统为研究样地,分析该地区常绿阔叶林生态系统土壤铵态氮、硝态氮和微生物生物量氮(MBN)季节动态特征,探讨了土壤氮矿化规律及其影响因素,为该森林生态系统物质循环和能量流动研究提供基础科研资料,也为武夷山地区生态环境改善,植被保护与修复,以及生物多样性保护提供依据。研究结果如下,研究区土壤铵态氮含量占总矿质氮含量90%以上,表明铵态氮是该地区土壤矿质氮的主要组成。土壤铵态氮、矿质氮、MBN含量与铵化速率、净氮矿化速率均表现为7月(夏季)或10月(秋季)较高,4月(春季)次之,1月(冬季)较小;表土层(0-10cm)的年净氮矿化量42.4-131.4kg·hm-2·a-1大于深土层(10-20 cm)的44.0-93.0 kg·hm~(-2)·a~(-1);随着坡位的上升土壤铵态氮、矿质氮、年净氮矿化量与铵化速率、净氮矿化速率总体上呈逐渐增大的趋势;坡位和季节的交互作用对土壤矿化量和矿化速率均有显著的影响(P0.05)。夏、秋两季上坡土壤的MBN含量(24.16-73.60 mg·kg~(-1))均显著高于中坡或下坡(7.49-38.39 mg·kg~(-1))(P0.05),但坡位与采样季节的交互作用对土壤MBN含量的影响不显著(P0.05)。研究表明,该地区土壤氮矿化过程存在明显的坡位和季节效应,土壤温度和湿度与土壤矿化速率存在显著相关关系,表明土壤温湿度是影响该地区土壤氮矿化的关键因子。     

鼎湖山季风常绿阔叶林土壤C?N?P生态化学计量特征对长期模拟酸雨的响应

研究模拟酸雨对森林土壤C、N、P生态化学计量特征的影响,对于认识森林生态系统生物地球化学循环如何响应酸雨加剧具有重要意义。以鼎湖山季风常绿阔叶林为研究对象,2009年6月开始进行人工模拟酸雨的野外实验,共设置4个不同处理水平,即CK(喷洒pH=4.5左右的天然湖水)、T1(pH=4.0)、T2(pH=3.5)和T3(pH=3.0);2009年12月—2017年12月(8年实验周期)对模拟酸雨下土壤pH值和土壤C、N、P质量分数及其生态化学计量特征进行了5次测定。结果显示:对照样地表层(0~10 cm)土壤pH值,土壤C、N、P质量分数分别为(3.89±0.01),(31.99±0.37)、(2.25±0.05)和(0.23±0.01)g·kg-1。长期模拟酸雨处理导致表层土壤pH值显著下降(最大降幅达0.22,P0.05),土壤酸化加剧;同时,表层土壤C质量分数显著增加(最大增幅达14.69%,P0.05),P质量分数呈一定程度的下降趋势(最大降幅达18.79%),但N质量分数没有显著变化。对照样地表层土壤C?N、C?P和N?P分别为(14.24±0.23)、(141.38±3.35)和(9.91±0.26),由于土壤C、N、P质量分数对酸雨响应的差异导致土壤C?P和N?P显著增加(最大增幅分别达41.31%和27.16%,P0.05),从而改变了土壤C?N?P生态化学计量特征。模拟酸雨对上述指标的处理效应随着处理时间的延长而逐渐显现,处理间的差异在试验后期才逐渐达到显著水平(P0.05),且上述各指标在次层(10~20 cm)土壤在不同处理间不存在显著差异。根据研究结果可推测,长期酸雨引起的土壤酸化会改变南亚热带森林土壤C、N、P耦合关系,加剧该区域森林土壤P限制的趋势,降低森林生态系统结构与功能的稳定性。     

亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征

作为土壤质量的重要指标,活性有机碳(SLOC)在土壤物理、化学和生物特性中发挥着重要作用。本研究依托中国科学院会同森林生态试验站,于2016年12月-2017年12月,通过对亚热带常绿阔叶林(烤林)不同季节土壤进行采样和分析,系统地研究和比较了亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳组分季节动态特征。结果表明,(1)不同季节亚热带常绿阔叶林土壤养分和有效养分均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中不同季节土壤全磷含量差异不显著(P0.05)。(2)土壤易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)、轻组有机碳(LFOC)和水溶性有机碳(WSOC)具有明显的季节动态,均表现为夏、秋季较高,春、冬季较低。(3)亚热带常绿阔叶林土壤微生物量碳(SMBC)和微生物量氮(SMBN)均大致表现为夏季秋季春季冬季,其中夏季和秋季差异不显著(P0.05),春季和冬季差异不显著(P0.05),夏季和秋季显著高于春季和冬季(P0.05),而不同季节SMBC/SMBN差异不显著(P0.05)。(4)土壤活性有机碳与土壤总有机碳均呈显著线性关系,说明土壤活性有机碳依赖于土壤总有机碳含量,各自从不同角度表征了土壤中活性较高部分碳的含量。(5)亚热带常绿阔叶林土壤EOC、POC、LFOC、WSOC和SMBC与SOC、TN均呈显著或极显著相关性,与TP相关性不显著;活性有机碳各组分之间相互影响和密切联系,其中SOC、TN是亚热带常绿阔叶林土壤活性有机碳变化的重要影响因素。     

重庆缙云山常绿阔叶林群落物种多样性与土壤因子的关系

探讨了缙云山常绿阔叶林物种多样性的变化特征，并运用去势典范对应分析(DCCA)方法，分析了不同样方中土壤因子与群落多样性指数之间的关系．结果表明：(1)17个样方中物种丰富度指数是草本层最高，均匀度指数是乔木层最高．(2)土壤含水量和水解氮与乔木层物种丰富度和均匀度相关性明显，有效磷和乔木层均匀度有明显相关；全氮含量和有机质含量与草本层物种的均匀度有明显相关．(3)多酚氧化酶活性和乔木层物种的均匀度有明显相关，转化酶活性与乔木层物种丰富度和均匀度均有一定相关，多酚氧化酶活性和酸性磷酸酶活性与草本层的物种均匀度和丰富度有明显相关．图2表3参20     

四川盆地亚热带常绿阔叶林土壤动物对几种典型凋落物分解的影响

亚热带常绿阔叶林土壤动物对植物生长不同关键时期凋落物分解的贡献可能具有显著差异,但一直缺乏必要关注。以四川盆地亚热带常绿阔叶林典型人工林树种马尾松(Pinus massoniana)和柳杉(Cryptomeria fortunei),次生林树种香樟(Cinnamomum camphora)和麻栎(Quercus acutissima)凋落物为研究对象,采用凋落物分解袋试验,根据植物叶片物候规律在非生长季节(秋末落叶期、萌动期和展叶期)和生长季节(叶片成熟期、盛叶期和叶衰期)不同关键时期动态研究土壤动物对凋落物失重率的影响。土壤动物对4种典型物种凋落物分解均表现出明显贡献,其作用的凋落物失重率分别为：17.78%(麻栎)>14.23%(柳杉)>9.61%(香樟)>8.21%(马尾松)。相对于其他时期,四个树种的土壤动物贡献率均在秋末落叶期最小,除马尾松在叶衰期土壤动物贡献率最大以外,其余3个物种均在盛叶期土壤动物的贡献率最大,且土壤动物对阔叶分解的贡献率大于针叶。相关分析表明,除温度显著影响各关键时期土壤动物对凋落物的贡献外,整个第一年土壤动物作用的凋落物失重率及贡献率与纤维素含量和C/N显著相关,但在非生长季节主要与N含量、C/N和木质素/纤维素密切相关,而生长季节主要相关于木质素/N。这些结果为深入理解亚热带常绿阔叶林物质循环及其与植物生长过程的关系提供了一定的基础数据。     

安徽查湾自然保护区常绿阔叶林不同林分土壤微生物群落代谢特征

为探讨亚热带常绿阔叶林不同林分土壤微生物群落特征,在安徽祁门县查湾自然保护区亚热带常绿阔叶林内,分别选择以甜槠(Castanopsis eyrei(Champ.)Tutch.)为单一优势种的林分P1,以青冈栎(Cyclobalanopsis glauca(Thunb.)Oerst.)、甜槠和马尾松(Pinus massoniana Lamb.)为优势种的林分P2,各设置3个重复样地,采用Biolog方法探讨了土壤微生物群落功能多样性与林分结构的关系。结果表明,林分P2土壤养分(铵态氮、硝态氮、可溶性有机碳氮)均高于林分P1,但没有显著差异(P0.05);两种林分0~10 cm土层的土壤养分含量明显高于10~20 cm土层。培养48 h后,林分P2的0~10 cm与10~20 cm土层AWCD均大于P1,并且0~10 cm土层差异较大,但不同土层AWCD在两种林分之间均未达到显著差异(P0.05)。林分P2 0~10 cm土层AWCD、Shannon指数(H')、Simpson指数(D)、Mclntosh指数(U)和丰富度指数(S)均高于林分P1,林分P2的H'与D显著高于林分P1(P=0.03,P=0.02),但10~20 cm土层所有功能参数在P1与P2之间没有显著差异(P0.05)。0~10 cm土层,林分P1土壤微生物对醇类和糖类利用率较高,林分P2对糖类和酯类利用率较高。10~20 cm土层,林分P1对醇类利用率较高,林分P2对胺类和醇类利用率较高。冗余分析(RDA)显示,铵氮、林分胸高断面积、林分丰富度指数、土壤含水率、溶解性有机碳(DOC)及溶解性氮(DN)对微生物碳源利用影响较大。其中,铵氮、林分丰富度指数、含水率、DN几乎与所有碳源代谢呈正相关。林分结构因子除林分丰富度指数外均与所有碳源代谢呈负相关;蒙特卡罗置换实验显示林分胸高断面积与土壤微生物群落代谢呈显著负相关(r2=0.42,P=0.02)。以上结果说明亚热带北部常绿阔叶林土壤微生物群落代谢特征受林分结构的制约。     

大金山岛常绿阔叶林和落叶阔叶林中小型土壤动物群落特征

于2017年秋季(10月)和冬季(12月)及2018年春季(3月)和夏季(6月)分别对大金山岛8个植物群落中小型土壤动物群落进行调查,共捕获5门14纲23个类群土壤动物8 506只,优势类群分别为线虫纲(66.06%)、蜱螨亚纲(17.95%)和弹尾纲(11.15%),其余为稀有类群(4.84%)。常绿阔叶林中小型土壤动物4季平均密度和类群数均高于落叶阔叶林,且2种林型间类群数差异显著(P0.05),而这2种植被类型夏季中小型土壤动物密度均显著高于其他3季(P0.05);常绿阔叶林秋季中小型土壤动物类群数显著高于春、冬2季(P0.05),而落叶阔叶林表现为秋季显著高于其他3季(P0.05)。在垂直分布上,2种植被类型中小型土壤动物密度均表现出明显的表聚型,其0～5 cm土层密度分别占0～20 cm土层总密度的68.68%和66.94%。常绿阔叶林Shannon-Wiener多样性指数和Margalef丰富度指数均高于落叶阔叶林,且常绿阔叶林秋季这2个指数均显著高于其他3季(P0.05);落叶阔叶林秋季中小型土壤动物Margalef丰富度指数显著高于其他3季(P0.05)。由Pearson相关性分析可知,中小型土壤动物总密度以及线虫纲、蜱螨亚纲和弹尾纲密度均与土壤有机质含量呈正相关,与土壤pH呈负相关。     

根系隔离和氮添加对湿性常绿阔叶林土壤碳氮组分的影响

持续增加的氮(N)沉降改变了森林生态系统土壤的养分状况和光合产物的分配,从而影响了根系分泌物质和量以及根凋落物分解过程.为揭示根系在土壤碳(C)、N组分响应N沉降增加中的作用,于2013年4月起在瓦屋山湿性常绿阔叶林中开展N添加试验,N添加1年后利用壕沟法在各样地设置根系隔离子样方.N添加和根系隔离分别处理3.5年和2.5年后,取土样分析各处理腐殖土壤层(A层)和矿质土壤表层(B层)的C、N组分.结果表明:根系隔离显著降低了A层土壤的总有机C和总N含量(P0.05);N添加显著提高了A、B土壤层硝态N含量而降低了土壤pH值,且土壤pH值与土壤硝态N之间呈极显著的负相关关系(P0.05);N添加与根系隔离交互效应不显著.本研究表明根系对湿性常绿阔叶林土壤C、N储存有重要影响,而N沉降可提高土壤N可利用性并导致土壤酸化.     

鸡公山麻栎林和水杉林不同凋落物处理下土壤呼吸对降雨强度的响应

降雨脉冲对土壤呼吸具有瞬间的激发效应,地表凋落物是土壤有机碳的重要来源,并影响降雨的下渗过程和土壤含水量。降雨对土壤呼吸的激发效应是否受地表凋落物的影响?这一问题目前尚不清楚。针对我国亚热带-暖温带气候过渡区麻栎(Quercus acutissima)林和水杉(Metasequoia glyptostroboides)林2种林型开展不同凋落物输入水平(对照、添加凋落物和去除凋落物)下模拟降雨事件对土壤呼吸影响研究,以阐明不同凋落物条件下土壤呼吸对降雨脉冲的响应规律。结果表明:就麻栎次生林而言,对照、添加凋落物和去除凋落物处理土壤呼吸速率在降雨10 min时均达到峰值,分别为4.72、11.68和5.12μmol·m~(-2)·s~(-1),添加凋落物增强了降雨脉冲的激发效应,去除凋落物与对照处理土壤呼吸速率在降雨事件后无显著差异(P0.05)。地表凋落物层对麻栎次生林在降雨后的土壤呼吸速率变化具有重要影响。水杉林3种凋落物水平下土壤呼吸均不存在降雨激发效应,且凋落物添加与去除均显著降低水杉林土壤呼吸速率(P0.05)。麻栎林土壤呼吸与土壤湿度呈显著正相关关系(P0.05或P0.01)。水杉林添加凋落物条件下土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关关系(P0.05)。该研究表明土壤呼吸对降雨脉冲的响应与森林类型、地表凋落物覆盖与否有密切关系,因此森林生态系统碳循环的变化除了考虑气候变化以外,还必须考虑林型和地表凋落物状况。