《间伐和凋落物处理对华北落叶松人工林土壤磷形态的影响》

  • 来源专题:农业立体污染防治
  • 编译者: 季雪婧
  • 发布时间:2019-11-27
  • 土壤磷在维持生态系统功能稳定性中发挥重要作用,研究间伐和凋落物处理下的土壤磷组分特征及转化机理,对森林生态系统磷素管理和可持续发展具有重要意义。采用Tiessen改良的Hedley分级方法,探究了不同间伐强度(未间伐、轻度间伐、中度间伐、重度间伐)和凋落物处理(对照、加倍、去凋、切根去凋)下土壤磷形态的变化特征及其驱动因子。结果显示:随着间伐强度的增大,土壤活性磷(Resin-Pi、NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po)、土壤微生物量磷和酸性磷酸酶活性呈先增加后降低的趋势,且在中度间伐最高。凋落物加倍(DL)显著增加了土壤活性磷(Resin-Pi、NaHCO3-Pi和NaHCO3-Po)、土壤微生物量磷和酸性磷酸酶活性。稳定态磷(HCl-Pi、浓HCl-Pi和浓HCl-Po)、残留态磷(Residual-P)不受间伐和凋落物处理的影响。冗余分析(RDA)显示,土壤微生物量磷、酸性磷酸酶活性和土壤有机碳是引起华北落叶松人工林表层土壤磷组分变化的重要因子。研究表明,适度的间伐和增加凋落物能够显著提高华北落叶松人工林表层土壤磷素的活化能力。本研究为华北落叶松人工林的可持续经营提供依据。

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    • 编译者:季雪婧
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    • 森林凋落物是影响土壤微生物群落和有机碳含量的重要因素,但其作用的程度和机制尚不清楚,研究该问题对于分析森林生态系统碳循环和资源管理具有重要意义。研究凋落物去除与添加处理下土壤有机碳含量与土壤微生物对碳源利用的差异,明确凋落物去除与添加对土壤微生物群落代谢功能及其多样性的影响,探究不同处理下SOC含量变化的土壤微生物群落代谢机理。选取承德市雾灵山1405-1435 m海拔范围内核桃楸-蒙古栎混交林的表层土壤,采用室内培养结合Biolog-ECO方法,测定了培养第21天的土壤有机碳(soil organic carbon,SOC)含量及微生物群落的AWCD值、Shannon-Wiener多样性指数、Simpson优势度指数、McIntosh均匀度指数、Pielou丰富度指数,分析培养期内凋落物的不同处理下SOC含量与微生物功能多样性的变化特征。结果表明:1)不同凋落物处理对SOC含量与土壤微生物群落多样性具有显著影响(P<0.05),DL > HL > NL > CK;2)不同凋落物处理下土壤微生物群落代谢活性和土壤微生物对碳源的利用程度具有显著差异(P<0.05),碳水化合物类和氨基酸类是土壤微生物的主要碳源;3)不同处理的SOC含量与土壤微生物多样性具有正相关关系。双倍凋落物添加在短期内对土壤微生物多样性影响难以达到显著水平且在一定程度上对土壤微生物的代谢活性具有抑制作用,土壤微生物群落功能多样性对SOC含量具有重要影响。
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    • 编译者:changjiang
    • 发布时间:2017-02-22
    • 全球变化,比如大气二氧化碳浓度上升、气温升高、氮沉降加剧等将会引起生态系统生产力的改变输入到土壤中凋落物的数量和质量,进而对土壤呼吸产生影响。然而目前,土壤呼吸对凋落物输入改变的响应还没有完全被理解。 中国科学院武汉植物园土壤生态学课题组博士生吴君君在导师程晓莉研究员的指导下,在湖北省丹江口库区 20年生柏树人工林中开展了凋落物输入调控对土壤呼吸及其同位素的影响,结果发现短期的凋落物输入调控对土壤呼吸产生了显著的影响:与对照相比,去除地上凋落物、去除根系和无凋落物输入处理使土壤呼吸分别显著降低了 31.9%, 20.5% 和 37.2%;添加凋落物使土壤呼吸增加了 9.1%,与对照相比差异不显著,土壤呼吸易受到凋落物减少的影响,而对添加凋落物的响应比较迟缓,产生这一现象的主要原因是去除地上凋落物或者是去除根系显著改变了土壤呼吸底物的质量 (土壤惰性碳比例上升 );同时,去除地上凋落物或者是去除根系使土壤真菌的比例上升,并且降低了土壤呼吸熵,从而使土壤呼吸降低;而添加凋落物处理中,底物质量、微生物群落结构及呼吸熵都没有显著改变,因此土壤呼吸也没有显著变化。与对照相比,去除地上凋落物和无凋落物输入处理使土壤呼吸同位素富集,添加凋落物使土壤呼吸同位素贫化;土壤呼吸同位素值与温度和含水量都呈现显著的负相关关系。我们的结果表明:凋落物输入调控主要通过改变底物质量和微生物群落结构来影响土壤呼吸,通过改变土壤呼吸组分和土壤微气候来影响土壤呼吸同位素。 本研究得到国家自然科学基金 (31470557, 31270550, 31130010)和中国科学院战略先导专项 B(XDB15010200)的资助,相关研究成果以“ Does short-term litter input manipulation affect soil respiration and its carbon-isotopic signature in a coniferous forest ecosystem of central China?”为题发表在国际 SCI期刊 Applied Soil Ecology上。 论 文链接  凋落物输入调控对土壤呼吸及其同位素的影响 .