南亚热带森林植被恢复演替序列的土壤有机碳氮矿化

采用室内培养的方法,分析了南亚热带鼎湖山森林植被恢复演替序列不同阶段代表性森林—马尾松林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林土壤(0~10cm)CO2、CH4排放/吸收和有机氮矿化的差异.结果表明:3种森林土壤培养52周的CO2-C累积排放量分别为(30.66±3.36)、(58.17±7.25)和(59.31±13.58)mg·kg-1,而其中的65.12%、64.41%和64.12%均在前9周被排放;马尾松林土壤的CO2-C累积排放量一直显著小于针阔叶混交林和季风常绿阔叶林;用相符的二库动力学模型模拟的活性库和惰性库的碳矿化速率均呈递减趋势;土壤培养52周吸收CH4的累积量、培养20周有机氮净矿化量和净硝化量均为马尾松林<针阔叶混交林<季风常绿阔叶林(P<0.05),净矿化的有效氮以硝态氮为主.说明森林植被类型的变化改变了土壤有机碳的分解速率,这是其影响土壤有机碳含量的一种内在方式.     

鼎湖山主要森林类型土壤交换性阳离子含量及其季节动态特征

研究鼎湖山自然保护区马尾松林、马尾松荷木混交林和季风常绿阔叶林三种代表性森林类型表层土壤(0~20cm)交换性阳离子含量及其季节动态。结果表明:土壤交换性阳离子含量因元素种类、森林类型和季节不同而异。三种森林土壤交换性阳离子含量都表现为:Al3+>H+>K+>Ca2+、Mg2+、Na+。几乎所有调查的阳离子含量在阔叶林显著高于马尾松林和混交林,但后两者之间大多数阳离子含量差异不显著。鼎湖山森林土壤可交换性阳离子含量虽然较高,但盐基饱和度却很低。马尾松林、混交林和阔叶林土壤可交换性阳离子含量在1997年6月份分别为:58.3、84.5和118.7mmolc/kg,盐基饱和度分别为:5.5%、3.2%和4.5%。三种森林土壤交换性Ca2+、Mg2+、K+和H+含量季节差异极显著(P<0.001),但交换性Al3+含量只在马尾松林土壤存在极显著的季节性差异(P<0.001)。同一元素季节变化大小程度趋向马尾松林>混交林>阔叶林。森林土壤交换性Ca2+、Na+和H+含量与土壤pH值相关关系不明显,但交换性Mg2+、K+和Al3+与土壤pH值间呈极显著负相关。     

降水变率对森林土壤有机碳组分与分布格局的影响

2006年12月-2008年6月,通过加倍降水、自然降水和去除降水3种处理的人工控制试验,研究了降水变率改变对南亚热带不同演替阶段的季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松针叶林土壤有机碳组分与空间分布格局的影响.结果表明：在3种降水强度条件下,相同森林类型的同一层次土壤总有机碳（TOC）含量差异不显著（P>0.05）;去除降水处理下土壤表层（0～10 cm）颗粒有机碳（POC）和轻组有机碳(LFOC)含量有明显的积累趋势,加倍降水和自然降水处理下增加了POC、LFOC向下层土壤（10～20 cm、20～30 cm、30～50 cm）的运输;去除降水处理下,马尾松林土壤易氧化有机碳（ROC）含量显著高于降水处理（P<0.05）;演替早期森林土壤的POC、ROC、LFOC占总有机碳的比例大于演替后期土壤,不利于土壤有机碳的存埋.森林土壤总有机碳含量变化缓慢,而其活性有机碳组分（POC、LFOC、ROC）对降水变率改变的响应更敏感.     

南亚热带森林土壤碳库稳定性与碳库管理指数对模拟酸雨的响应

通过对土壤总有机碳(SOC)、易氧化有机碳(ROC_(333)、ROC_(167)、ROC_(33))、颗粒有机碳(POC)、微生物量碳(SMBC)、溶解性有机碳(DOC)的测定,探讨模拟酸雨(pH 3.0、pH 3.5、pH 4.0、对照CK)对鼎湖山三个不同演替阶段森林(季风常绿阔叶林、针阔混交林、马尾松针叶林)土壤碳库稳定性及碳库管理指数的影响。结果表明:模拟酸雨增加了总有机碳的含量和各组分活性有机碳的含量(P0.05),但酸雨在一定程度上抑制了土壤中微生物量与活性。土壤中各组分活性有机碳与总有机碳呈显著相关,其中ROC_(333)和POC的含量与SOC关系最为密切,相关系数分别为0.853、0.846;碳库管理指数(CMI)结果表明,碳库活度(L)及碳库活度指数(LI)随森林的正向演替有下降的趋势,CPI与CMI呈现相反的趋势。在土壤有机碳及部分活性碳组分增加,碳库活性降低的前提下,土壤碳库稳定性增加。从各项指标的变化幅度可以得出:南亚热带森林土壤随森林群落正向演替而对模拟酸雨响应有更加敏感的趋势,各指标间的敏感性表现为CMIR_(333)POCSMBCR_(167)R_(33)LIDOCCPISOC。     

广州市常绿阔叶林土壤有机碳组分特征分析

选取广州市(龙眼洞、天鹿湖、大夫山、龙头山、滴水岩、王子山、石门)的7个常绿阔叶林为样地, 分析城市化对广州森林土壤有机碳组分的影响。研究发现: (1)7个森林土壤总有机碳、易氧化有机碳和不易氧化有机碳含量的差异显著(p<0.05), 均呈随样地距市中心距离增加而增加; (2)森林土壤的碳库活度和活度指数距离市中心越近数值越高, 碳库指数和碳库管理指数距离市中心越近数值越低; (3)土壤总有机碳与易氧化有机碳、不易氧化有机碳、碳库指数、碳库管理指数、全氮、C:N和样地距城中心距离均呈显著正相关。结果表明城市化改变了常绿阔叶林土壤的有机碳组分, 使土壤有机碳的稳定性下降。     

鼎湖山三种主要植被类型土壤碳释放研究

土壤呼吸是土壤微生物活性和土壤肥力一个重要指标 ,是土壤碳流通的一个主要过程 ,也是陆地生态系统碳循环的一个关键部分 ,对研究全球变化非常重要。国内土壤呼吸的研究主要集中在北京山地温带林区、尖峰岭热带森林及东北羊草草原和中亚热带等地 ,南亚热带地区森林土壤呼吸尚无报道。选取南亚热带鼎湖山自然保护区森林演替系列中的 3种主要植被类型 (季风常绿阔叶林 ,针阔叶混交林和马尾松林 )为研究对象 ,研究了土壤呼吸和与之相关的土壤微生物生物量、土壤温度和土壤含水量以及他们之间的关系。结果表明 ,季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林年均土壤呼吸速率依次是 477.9,435 .4,42 9.5 mg CO2 · m- 2 ·h- 1,土壤呼吸速率与土壤温度的季节变化规律接近 ;3种植被类型土壤微生物生物量变化规律与土壤呼吸变化规律一致 ,季风常绿阔叶林最高 ,马尾松林最低 ,土壤微生物量高的土壤中碳周转量较大 ,碳素周转还带动了其他营养元素周转 ,有利于生态系统生存和持续发展 ;季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和针叶林代谢熵依次是 0 .5 8～ 0 .60 ,0 .92～ 1 .0 0 ,1 .30～ 1 .35 ,表明 3种植被类型土壤中土壤微生物对土壤碳的利用效率依次降低。     

南亚热带森林土壤微生物量碳对氮沉降的响应

研究了鼎湖山自然保护区3种森林生态系统土壤微生物量碳对氮沉降增加的响应.选取南亚热带代表性森林类型马尾松林、混交林和季风常绿阔叶林(季风林)建立野外模拟氮沉降试验样地.2003年7月开始每月进行氮处理.这些处理分别为对照、低氮处理、中氮处理和高氮处理,即0、50、100 kg N hm-2 a-1 和150 kg N hm-2 a-1.在2004年11月和2006年6月用氯仿熏蒸浸提法分别测定土壤微生物量碳和土壤可浸提有机碳.土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量均表现为2006年6月高于2004年11月;季风林高于马尾松林和混交林.随着氮沉降增加季风林土壤微生物量碳减少,但可浸提有机碳含量则增加,且此趋势在高氮处理下表现明显.然而,氮沉降增加对马尾松林和混交林土壤微生物量碳和可浸提有机碳含量的影响不显著.以上结果表明,氮沉降增加可能提高季风林土壤有机碳的固持能力.     

南亚热带森林演替过程中土壤线虫群落结构变化

森林演替会通过改变植物群落组成和土壤环境影响土壤生物群落, 反过来, 土壤生物群落的变化也会对生态系统的演替产生反馈作用, 但迄今南亚热带森林演替过程中土壤生物群落的变化特征尚不清晰。本研究以广东省鼎湖山的南亚热带森林演替序列(马尾松(Pinus massoniana)林-针阔叶混交林-季风常绿阔叶林)为对象, 研究了森林演替过程中土壤线虫多样性和群落结构的动态变化及其影响因素。通过采集不同演替阶段的土壤样品, 分析和比对了不同演替阶段土壤线虫的多度、多样性、群落组成、土壤线虫生态指数以及土壤理化性质的差异。结果表明: (1)在南亚热带森林演替过程中, 针阔叶混交林和季风常绿阔叶林土壤线虫的α多样性显著高于马尾松林, 但土壤线虫总数和各营养类群多度及其相对丰度并无显著变化; (2)针阔叶混交林中土壤线虫富集指数显著高于马尾松林, 表明其土壤养分状况要好于马尾松林, 而季风常绿阔叶林土壤线虫结构指数较高, 表明其受干扰程度较低; (3)针阔叶混交林的土壤含水量和土壤理化性质(除土壤总磷含量)已达到季风常绿阔叶林的水平, 但两者的土壤pH值均显著低于马尾松林, 而土壤pH值和土壤含水量是影响土壤线虫群落动态变化的主要因素。综上所述, 南亚热带森林中土壤线虫多度、多样性和群落结构对森林演替的响应略有不同, 演替过程中土壤环境因素的趋同是导致针阔叶混交林和季风常绿阔叶林中土壤线虫多样性和群落特征相似的主要原因。     

南亚热带不同演替阶段森林土壤呼吸对模拟酸雨的响应

以鼎湖山不同演替阶段的3种森林类型(马尾松针叶林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林)为研究对象,2009年6月开始,在森林里喷施不同处理水平的模拟酸雨(对照(p H 4.5的天然湖水)、T1(p H 4.0)、T2(p H 3.5)和T3(p H 3.0)),2012年4月—2013年3月对模拟酸雨下土壤呼吸速率及其相关影响因子进行观测,试图揭示南亚热带不同演替阶段森林土壤呼吸对酸雨的响应规律及机制。结果表明:模拟酸雨抑制了森林土壤呼吸,但抑制作用随森林演替阶段、观测季节和处理水平的不同而不同;模拟酸雨没有显著影响松林的土壤呼吸,但却显著地抑制了阔叶林土壤呼吸(P0.05),同时在一定程度上抑制了混交林土壤呼吸(P=0.10);与对照相比,阔叶林T1、T2和T3处理的年平均土壤呼吸速率分别下降了0.1%、10.5%和17.1%,混交林为-1.7%、8.1%和13.9%,而松林则为1.1%、1.9%和8.1%;3个林型土壤呼吸对模拟酸雨的响应敏感性随森林的顺行演替而增强。但模拟酸雨对土壤呼吸的抑制作用具有季节差异性,抑制作用只在湿季达到显著差异,且只有强酸处理T3显著抑制了土壤呼吸。模拟酸雨对土壤呼吸的抑制作用与其胁迫下土壤酸化而导致土壤微生物活性下降有关,这种下降程度也大体上随森林的顺行演替而增强。     

鼎湖山森林演替和海拔梯度上的土壤微生物生物量碳氮变化

在广东鼎湖山选取演替(马尾松林、针阔混交林和季风阔叶林)和海拔(沟谷阔叶林、季风阔叶林和山地阔叶林)梯度上的两组森林,采集凋落物层(未分解L层和半分解/腐殖化F/H层)和矿质土层(0~15 cm)的森林土壤样品,测定微生物生物量碳(MBC)和氮(MBN)及其潜在影响因子(包括含水量、总碳、总氮、总磷、可溶性有机碳和可溶性有机氮),探讨演替和海拔对凋落物层和矿质土层微生物生物量的影响及其机理。结果表明,MBC、MBN、MBC/MBN比值以及碳氮磷总量整体上均随有机质分解程度的增加(L层→F/H层→矿质土层)而降低。随演替进行(马尾松林→混交林→季风林),F/H层和矿质土层的MBC和MBN显著增加,而L层的MBC和MBN在混交林显著低于在马尾松林和季风林。随海拔上升(沟谷林→季风林→山地林),L层的MBC和MBN显著减少,而F/H层和矿质土层的MBC和MBN无显著变化。相关分析表明,在L层中MBC和MBN与含水量呈显著正相关;在F/H层中MBC和MBN与总磷和可溶性有机氮含量呈显著正相关;在矿质土层中MBC和MBN与土壤含水量、碳氮磷总量以及可溶性有机氮含量呈显著正相关。本研究表明,演替和海拔梯度上的土壤微生物生物量变化因土层而异,与不同土层的有机质分解程度、空间位置和养分有效性差异有关。     

竹茶混交模式对表层土壤有机碳储量及组分的影响

为探究毛竹林下种植茶树对土壤有机碳储量与碳组分的影响,该研究以毛竹纯林、竹茶混交林和常绿阔叶林为研究对象,采集这3种林分类型的表层(0～10 cm)土壤,测定土壤有机碳(SOC)、碳组分、生物与非生物因素指标。结果表明:(1)竹茶混交林林下植物多样性相较于毛竹纯林显著降低,但其土壤有机碳密度(22.54±2.09)t·hm^-2、碳组分与毛竹纯林无显著差异(P>0.05)。竹茶混交林的矿物结合态有机碳(MOC)为(20.13±1.83)g·kg^-1,占总有机碳的92.66%。常绿阔叶林土壤有机碳密度比竹茶混交林和毛竹纯林高土壤有机碳密度分别高41.15%和41.00%(P<0.05)。(2)3种林分类型土壤微生物量碳(MBC)含量范围为0.58～3.08 g·kg^-1,土壤16S rRNA丰度范围为2.18×10¹⁰ ～5.65×10¹⁰copies·g^-1,固碳基因cbbL丰度范围为0.37×10⁸～ 1.10 ×10⁸ copies·g^-1,土壤微生物碳利用效率范围为0.03～0.28; 3种林分类型之间微生物相关指标不存在显著差异(P>0.05)。(3)3种林分类型SOC与土壤pH、砂粒含量和地上凋落物生物量呈显著负相关,与土壤黏粒含量、粉粒含量、总氮、C:N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。(4)就不同碳组分而言,颗粒有机碳(POC)和MOC均与土壤pH、砂粒含量和根系生物量呈显著负相关,与土壤含水量、黏粒含量、粉粒含量、总氮、C:N、总磷和铵态氮含量呈显著正相关(P<0.05)。综上表明,竹茶混交改造会造成原生毛竹纯林林下植被多样性下降,但并未造成土壤碳储量下降; 而相较于常绿阔叶林,毛竹经营措施需要改进,以提升其碳汇效益。     

甘肃中东部地区9种薹草属植物分布区群落特征和土壤养分状况

为探究薹草属(Carex L.)植物在不同植被类型中的分布状况,该研究对甘肃中东部地区9种薹草属(Carex L.)植物分布区的群落特征进行调查,并对土壤养分状况进行比较分析,以揭示野生薹草群落物种多样性和分布特征与土壤环境因子间的关系。结果表明：(1) 9种薹草群落物种多样性差异性较大,Shannon-Wiener多样性指数(H)、Simpson优势度指数(D_si)均以青绿薹草群落最高,亚柄薹草最低;Patrick丰富度指数(R)以异穗薹草群落最高,细叶薹草群落最低;Pielou均匀度指数(J_sw)以凹脉薹草群落最高,亚柄薹草最低。(2) 9种野生薹草属植物适宜生长的土壤pH呈中性或弱碱性,且有机质、氮素、钾素含量较丰富,磷含量偏低;土壤有机质、pH、全氮、全磷、全钾、碱解氮、速效磷、速效钾含量的平均值分别为41.07 g·kg^-1、8.35、1.16 g·kg^-1、0.65 g·kg^-1、5.60 g·kg^-1、47.94 mg·kg^-1、5.82 mg·kg^-1和100.60 mg·kg^-1。(3) 9种薹草属植物群落物种多样性与全氮、全磷、全钾、碱解氮、有机质、降雨量和海拔呈正相关关系,而与土壤pH、速效磷、速效钾呈负相关关系,且降雨量、土壤pH、速效磷和有机质对9种野生薹草属植物群落物种多样性影响较大。     

青海省大果圆柏群落物种多样性与土壤因子的关系

大果圆柏(Juniperus tibetica)群落是三江源地区主要森林群落之一,在保障中国水生态安全、保育生物多样性和延缓气候变化等方面发挥着重要作用。该研究以青海省果洛州班玛县大果圆柏天然群落为对象,通过野外调查和室内分析,以明确群落的物种组成,以及物种多样性与土壤因子的关系,为大果圆柏群落物种多样性保护和资源植物开发利用提供参考。结果表明：(1)大果圆柏群落内共有植物169种,隶属36科101属,其中菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物物种最多,分别占总物种的14.20%、13.61%和9.47%。(2)大果圆柏群落的灌、草层物种多样性特征差异显著,草本层的丰富度(2.90)、多样性(2.35)和优势度指数(0.80)均高于灌木层丰富度(1.03)、多样性(1.45)和优势度指数(0.70),而均匀度指数(0.79)低于灌木层(0.89)。(3)0~60 cm土层林地土壤有机质、全氮、全磷含量及pH均值分别为(87.54±20.32) g·kg^-1、(4.68±1.36) g·kg^-1、(0.83±0.18) g·kg^-1和6.73±0.51。(4)灌木层Margalef指数、Shannon Wiener指数与土壤有机质含量呈极显著正相关关系(P<0.01);草本层Margalef指数、Shannon Wiener指数与土壤全钾含量呈显著负相关关系(P<0.05),与土壤pH呈显著正相关关系(P<0.05)。研究认为,青海省大果圆柏林地土壤有机质、全钾含量和pH是影响群落物种多样性的主导因子。     

模拟酸雨对不同土壤有机碳和作物秸秆分解的影响

为研究酸雨对不同pH值水稻土中有机碳分解的影响,选择酸性（pH 5.48）、碱性（pH 8.18）和中性（pH 6.70）水稻土（分别设置施用秸秆0、15 g·kg^-1土处理）在20 ℃条件下进行40 d的培养试验,各土壤组分别用pH值为6.0、4.5、3.0的模拟雨水将土壤含水量调为400 g·kg^-1(以风干土计).结果表明：秸秆、酸雨和土壤共同对土壤系统CO₂释放产生影响,秸秆的添加可显著提高土壤CO₂释放速率.培养期间,酸雨未显著影响土壤有机碳分解,但对土壤中作物秸秆的分解影响显著. pH 3.0酸雨处理下酸性和碱性土壤中秸秆40 d总分解量比pH 6.0处理高8%;酸雨抑制了中性水稻土中秸秆的分解,pH 3.0酸雨处理下秸秆40 d总分解量比pH 6.0处理低15%.pH 3.0酸雨处理下,酸性水稻土有机碳分解速率分别比中性和碱性水稻土高43%和50%（P<0.05）,秸秆在中性水稻土中分解量分别比其在酸性和碱性水稻土中低17%和16%（P<0.05）.     

桂北不同林龄桉树人工林土壤碳库管理指数和碳组分的变化特征

采用时空互代法,以广西北部低山丘陵地区不同林龄(1、2、3、4、5和8 a)桉树人工林为研究对象,探讨林龄对桉树人工林地土壤碳库管理指数的影响及其规律。结果表明:(1)随着林龄的增加,土壤有机碳总体表现为增加的趋势,1～8 a桉树土壤有机碳范围在5.79～15.57 g· kg^-1之间,随着土层的加深而降低; 0～40 cm土层土壤有机碳平均含量表现为8 a>5 a>3 a>4 a>2 a>1 a。(2)土壤非活性有机碳、碳储量随林龄和土层的变化规律与土壤有机碳基本一致。土壤活性有机碳含量大小依次表现为8 a>5 a>4 a>3 a>2 a>1 a,占土壤有机碳的比例随林龄变化无明显规律,8 a和其他林龄间均具有显著差异。(3)碳库管理指数随林龄增加整体呈上升趋势,8 a桉树人工林土壤碳组分含量及碳库管理指数均高于10 a对照马尾松林。碳库管理指数与土壤有机碳、非活性有机碳、活性有机碳、碳储量、碳库活度、全氮、容重呈极显著或显著的相关性,不同林龄和土层间碳库管理指数有差异性。适当延长桉树人工林的轮伐周期,减少人为对林地凋落物和林下植被的干扰,将有利于提高土壤的有机碳含量,进而改善土壤质量。     

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤有机氮矿化的影响

蚂蚁作为生态系统工程师能够调节土壤微生物及理化环境,进而对热带森林土壤有机氮矿化速率及其时间动态产生显著影响。以西双版纳白背桐热带森林群落为研究对象,采用室内需氧培养法测定土壤有机氮矿化速率,比较蚁巢和非蚁巢土壤有机氮矿化速率的时间动态,揭示蚂蚁筑巢活动引起土壤无机氮库、微生物生物量碳及化学性质改变对有机氮矿化速率时间动态的影响。结果表明：（1）蚂蚁筑巢显著影响土壤有机氮矿化速率（P<0.01）,相较于非蚁巢,蚁巢土壤有机氮矿化速率提高了261%;（2）土壤有机氮矿化速率随月份推移呈明显的单峰型变化趋势,即6月最大（蚁巢1.22 mg kg^-1 d^-1、非蚁巢0.41 mg kg^-1 d^-1）,12月最小（蚁巢0.82 mg kg^-1 d^-1、非蚁巢0.18 mg kg^-1 d^-1）;（3）两因素方差分析表明,不同月份及不同处理对土壤有机氮矿化速率、NH₄-N及NO₃-N产生显著影响（P<0.05）,但对NO₃-N的交互作用不显著;（4）蚂蚁筑巢显著提高了无机氮库（NH₄-N与NO₃-N）、微生物生物量碳、有机质、水解氮、全氮及易氧化有机碳等土壤养分含量,而降低了土壤pH值;（5）回归分析表明,铵态氮和硝态氮对土壤有机氮矿化速率产生显著影响,分别解释87.89%、61.84%的有机氮矿化速率变化;（6）主成份分析表明NH₄-N、微生物生物量碳及有机质是影响有机氮矿化速率时间动态的主要因素,而全氮、NO₃-N、易氧化有机碳、水解氮及pH对土壤有机氮矿化速率的影响次之,且pH与土壤有机氮矿化速率呈显著负相关。总之,蚂蚁筑巢活动主要通过影响土壤NH₄-N、微生物生物量碳及有机质的状况,进而调控西双版纳热带森林土壤有机氮矿化速率的时间动态。研究结果将有助于进一步提高对土壤氮矿化生物调控机制的认识。     

Effects of precipitation on soil organic carbon fractions in three subtropical forests in southern China

Aims The aim of this study was to investigate the effects of precipitation changes on soil organic carbon (SOC) fractions in subtropical forests where the precipitation pattern has been altered for decades.Methods We conducted field manipulations of precipitation, including ambient precipitation as a control (CK), double precipitation (DP) and no precipitation (NP), for 3 years in three forests with different stand ages (broadleaf forest [BF], mixed forest [MF] and pine forest [PF]) in subtropical China. At the end of the experiment, soil samples were collected to assay SOC content, readily oxidizable organic carbon (ROC) and non-readily oxidizable organic carbon (NROC), as well as soil microbial biomass carbon (MBC), pH and total nitrogen content. Samples from the forest floors were also collected to analyze carbon (C) functional groups (i.e. alkyl C, aromatic C, O-alkyl C and carbonyl C). Furthermore, fine root biomass was measured periodically throughout the experiment.Important findings Among the forests, ROC content did not exhibit any notable differences, while NROC content increased significantly with the stand age. This finding implied that the SOC accumulation observed in these forests resulted from the accumulation of NROC in the soil, a mechanism for SOC accumulation in the mature forests of southern China. Moreover, NP treatment led to significant reductions in both ROC and NROC content and therefore reduced the total SOC content in all of the studied forests. Such decreases may be due to the lower plant-derived C inputs (C quantity) and to the changes in SOC components (C quality) indicated by C functional groups analyses under NP treatment. DP treatment in all the forests also tended to decrease the SOC content, although the decreases were not statistically significant with the exception of SOC and ROC content in PF. This finding indicated that soils in MF and in BF may be more resistant to precipitation increases, possibly due to less water limitations under natural conditions in the two forests. Our results therefore highlight the different responses of SOC and its fractions to precipitation changes among the forests and suggest that further studies are needed to improve our understanding of SOC dynamics in such an important C sink region.     

模拟酸雨对我国亚热带毛竹林土壤呼吸及微生物多样性的影响

酸沉降造成的土壤持续酸化对毛竹林生态系统碳循环具有重要的影响,为量化酸沉降我国亚热带毛竹林土壤的影响,于2016年在浙江省杭州临安天目山国家级自然保护区毛竹林持续开展了2年野外模拟酸雨淋溶土壤实验,设置pH 4.0(T1)和pH 2.0(T2)两个模拟酸雨处理,以pH 5.8天然湖水为对照(CK),分析酸雨作用下土壤CO_2排放及土壤微生物多样性的变化趋势,并明确毛竹林土壤呼吸、土壤微生物及土壤理化性质三者之间的关系。结果表明:土壤呼吸速率在酸雨作用下经过缓冲期后呈现先促进后抑制的变化,作用强度表现为:T2T1。不同处理的土壤呼吸对温度的敏感性由高到低依次是:T2、CK、T1。PCR-DGGE分析表明,模拟酸雨改变了土壤微生物菌群结构,T2处理抑制了土壤细菌的多样性和丰富度,而T1处理对土壤真菌多样性和丰富度具有促进作用。土壤pH值、有效钾、可溶有机碳、微生物量碳、碱解氮和有效磷对土壤微生物群落结构及土壤呼吸具有显著的影响(P0.05)。综上所述,模拟酸雨能够显著抑制毛竹林的土壤呼吸,并改变土壤微生物群落结构及多样性,这些结果为进一步研究毛竹林土壤生态系统对环境问题响应机制提供理论基础。     

Nutrient status of black spruce (Picea mariana [Mill.] BSP) forest soils dominated by Kalmia angustifolia L.

A study was conducted to determine soil chemistry in an uncut black spruce (Picea mariana) forest with and without the ericaceous understory shrub Kalmia angustifolia, as well as on a cut black spruce forest currently dominated by Kalmia. The organic (humus) and mineral (Ae, upper and lower B horizons) soils associated with Kalmia from uncut and cut forests, and non-Kalmia soils from uncut forest, were analyzed for selected soil properties. In general, mineral soils (B horizon) associated with Kalmia in uncut forest have lower values for organic matter (3.25%), organic nitrogen (0.66 mg·g⁻¹), Fe³⁺ (95.4 μg·g⁻¹) and Mn²⁺ (9 μg·g⁻¹), and higher values for pH (4.12) and Ca²⁺ (27 μg·g⁻¹) compared to non-Kalmia (organic matter, 3.43%; organic-N, 1.15 mg·g⁻¹; Fe³⁺, 431 μg·g⁻¹; Mn²⁺, 23.2 μg·g⁻¹; pH, 3.14; Ca²⁺, 15.6 μg·g⁻¹) and cut black spruce-Kalmia (organic matter, 3.74%; organic-N, 0.94 mg·g⁻¹; Fe³⁺, 379 μg·g⁻¹; Mn²⁺, 27 μg·g⁻¹; pH, 2.87; Ca²⁺, 25.2 μg·g⁻¹) forest. The high C:N ratio in Kalmia mineral soil from upper B (29.73) and lower B (identified as B+) (33.08) in uncut black spruce forest was recorded compared to non-Kalmia soils in B (18.17) and B+ (17.05) horizons in uncut black spruce forest. Phenolics leached out from Kalmia litter were lower in Kalmia associated soils than the non-Kalmia soils from the uncut forest, and Kalmia associated soils from the cut forest area. Results indicate that soils associated with Kalmia were nutrient poor particularly for nitrogen, phosphorus, iron and manganese, and provide some basis for the hypothesis that Kalmia has dominated microsites that were nutrient poor prior to Kalmia colonization.     

高原山地石漠化过程中土壤团聚体稳定性及其化学计量特征

石漠化演替过程中不同石漠化等级土壤团聚体稳定性及其碳、氮、磷化学计量特征是评价石漠化地区土壤恢复效应的有效途径。该文以五个不同石漠化等级的样地为研究对象,利用湿筛法分析0～20 cm土层土壤不同粒级团聚体分布状况、稳定性水平和化学计量特征。结果表明:(1)相较而言,无石漠化样地中2 mm和0.25～2 mm两级水稳性团聚体含量最高,其平均直径(MWD、GMD)最大,而可蚀性K值最低。(2)不同石漠化环境中团聚体有机碳、全氮和全磷的变化范围是20.78～56.28 g·kg~(-1)、1.17～2.14 g·kg~(-1)和0.41～0.97 g·kg~(-1),无石漠化样地各级团聚体有机碳、全氮含量较高,全磷含量在五种环境中变化规律不明显;团聚体C/N、C/P和N/P的变化范围分别是11.50～28.60、25.19～121.75和1.65～4.69,无石漠化样地团聚体C/N、C/P和N/P均明显高于潜在、轻度、中度和强度,较小粒径C/N较高,而C/P和N/P较高为 2mm和0.25～2 mm两粒径。(3)团聚体中有机碳分别与其C/N、C/P呈极显著正相关,而全磷含量则与C/P、N/P两者呈极显著负相关(P0.01),团聚体C/N、C/P和N/P变异水平表现为C/PC/NN/P。该地从无石漠化到强度石漠化演替过程中土壤团聚体稳定性和各粒径团聚体中有机碳和全氮含量均呈现先下降后上升的趋势,无石漠化土壤结构较好,团聚体中氮元素成为影响该退化生态系统中土壤质量的主要限制性元素。