混交对亚热带针叶树根际土壤氮矿化和微生物特性的影响

混交阔叶树是退化红壤区针叶林改造的重要措施之一，土壤养分供应和转化是评价混交效应的重要参数，但混交后针叶树根际土壤氮矿化特征及其影响因素还不清楚。选取退化红壤区马尾松（Pinus massoniana Lamb.）纯林、湿地松（Pinus elliottii Engelmann）纯林及其补植木荷（Schima superba Gardn.et Champ.）形成的马-木混交林和湿-木混交林为研究对象，采集4种林分下针叶树根际土壤，测定速效养分含量、氮矿化速率、氮水解酶活性和微生物磷脂脂肪酸含量，探究混交对针叶树根际土壤氮供应及微生物特性的影响，分析土壤氮矿化和微生物特性间的相关性。结果表明：混交显著增加了针叶树根际土壤铵态氮，矿质氮和有效磷含量，而对硝态氮影响不显著。根际土壤氮矿化以硝化作用为主，混交后针叶树根际土壤氨化速率降低了27.0%，硝化速率增加了55.4%，而最终净氮矿化速率增加了24.1%。两个树种间，马尾松根际土壤矿质氮含量和净氮矿化速率显著高于湿地松。针叶树根际土壤真菌、丛枝菌根真菌，总微生物生物量及真菌/细菌比在混交后显著增加，且马尾松根际土壤总微生物和真菌生物量分别比湿地松高18.9%和27.0%。同时，针叶树根际土壤β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶活性在混交后显著增强，且根际土壤硝化速率和净氮矿化速率与微生物指标和酶活性正相关。总的来说，混交阔叶树显著提高了针叶树根际土壤氮供应，以此应对阔叶树混交后带来的养分竞争压力，而马尾松倾向于积极性的应对策略，通过增加土壤氮矿化以适应外界环境改变。     

种植阔叶树种和毛竹对土壤有机碳矿化与微生物群落结构的影响

为探明种植阔叶树种和毛竹对土壤有机碳矿化与微生物群落特征的影响,本研究通过盆栽试验和室内培养法比较分析种植香樟、木荷、青冈等阔叶树种与毛竹的土壤有机碳矿化速率和累计矿化量,并结合末端限制性片段长度多态性(T-RFLP)以及荧光定量PCR技术,分析土壤细菌、真菌群落组分与数量特征。结果表明: 与种植阔叶树种的土壤相比,种植毛竹的土壤活性碳组分和碳矿化总量显著提高,且其地下生物量高于阔叶树种。种植毛竹的土壤真菌/细菌丰度比也高于种植阔叶树种的土壤,土壤细菌群落组分对树种的响应比真菌群落更加敏感。种植毛竹的土壤真菌群落多样性显著低于阔叶树种;与细菌群落相比,真菌群落多样性与pH、有机碳含量、碳矿化速率更为相关。与阔叶树种相比,种植毛竹能显著增加土壤碳矿化总量,而毛竹土壤真菌群落结构是导致碳矿化量较高的原因之一。     

阔叶和杉木人工林对土壤碳氮库的影响比较

通过比较我国亚热带地区19年生阔叶人工林和杉木人工林土壤碳氮储量,探讨树种对土壤碳氮库的影响.结果表明：阔叶人工林0～40 cm土层碳储量平均为99.41 Mg·hm^-2,比杉木人工林增加33.1%;土壤氮储量为6.18 Mg·hm^-2,比杉木人工林增加22.6%.阔叶人工林林地枯枝落叶层现存量、碳和氮储量分别是杉木人工林的1.60、1.49和1.52倍,两个树种的枯落叶生物量、碳和氮储量均有显著差异.枯枝落叶层碳氮比值与土壤碳、氮储量之间呈显著负相关.阔叶人工林细根生物量(0～80 cm)是杉木林的1.28倍,其中0～10 cm土壤层细根生物量占48.2%;阔叶人工林细根碳、氮储量均高于杉木人工林.在0～10 cm土层,细根碳储量与土壤碳储量具有显著正相关关系.阔叶树种比杉木的土壤有机碳储存能力更大.     

常绿阔叶林与杉木林的土壤碳矿化潜力及其对土壤活性有机碳的影响

采用室内土壤培养法,比较分析了湖南省会同地区常绿阔叶林、杉木纯林土壤有机碳的矿化速率和累计矿化量,分析了有机碳矿化量与土壤活性有机碳初始含量的关系。结果表明:常绿阔叶林土壤有机碳矿化速率和累计矿化量均显著高于杉木纯林。在培养的第21天,在培养温度为9℃和28℃条件下,常绿阔叶林0～10和10～20cm土层的土壤有机碳累计矿化量为杉木纯林的1.7～2.7倍。常绿阔叶林土壤有机碳矿化释放的CO2-C分配比例高于杉木纯林。林地土壤有机碳矿化量受土壤微生物碳、可溶性有机碳初始含量的影响(P<0.01)。土壤有机碳矿化使土壤微生物碳增加而可溶性有机碳下降,但变化幅度均不大。温度从9℃升高到28℃后,林地土壤有机碳矿化速率提高3.1～4.5倍;2林地有机碳矿化对温度的敏感性无显著差异。     

丘陵红壤茶园根际氮磷转化对不同强度酸雨胁迫的响应

南方丘陵红壤茶园长期受到酸沉降的胁迫,但茶树根际氮(N)、磷(P)转化过程对酸雨的响应及其机制尚不清楚.以江西典型丘陵红壤25年茶园为对象,开展pH 4.5、pH 3.5、pH 2.5及对照4种不同强度酸雨处理的原位模拟试验,于试验第3年测定根际和非根际土壤矿质N、速效P和相关酶的活性,并估测土壤N、P矿化速率,计算各变量的根际效应.结果表明: 与对照相比,pH 4.5、pH 3.5和pH 2.5处理根际土壤NO₃^--N含量分别降低了7.1%、42.1%和49.9%,矿质N分别降低了6.4%、35.9%和40.3%,速效P分别降低了10.5%、41.1%和46.9%;根际氨化速率分别降低了18.7%、30.1%和44.7%,N净矿化速率分别降低了3.6%、12.7%和38.8%,P矿化速率分别降低了31.5%、41.8%和63.0%,但不同处理之间根际硝化速率差异不显著;根际土壤脲酶和酸性磷酸酶活性均表现为随酸雨加重呈增强的趋势(P<0.05).非根际土壤除NH₄⁺-N外,其他有效N和P含量未随酸雨加重而改变;不同酸雨处理对非根际土壤氨化、硝化、N净矿化速率和P矿化速率的影响差异均不显著.根际NH₄⁺-N、NO₃^--N、矿质N、氨化和净矿化速率均随着酸雨强度加重由正效应转变为负效应,而脲酶和酸性磷酸酶活性由负效应转变为正效应,但速效P和P矿化速率始终表现为负效应,硝化速率始终为正效应.综上所述,连续酸雨加重总体上抑制了根际N、P转化,降低其有效性,且不同程度改变其根际效应,从而影响茶园养分循环.     

蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤碳矿化动态的影响

蚂蚁作为生态系统工程师,能够通过筑巢定居活动增加有机物的输入、改变理化环境及刺激微生物活动,进而影响土壤有机碳矿化动态.本研究以西双版纳高檐蒲桃热带森林群落为研究对象,比较了蚁巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率的动态特征,分析蚂蚁筑巢引起的土壤理化性质改变对土壤碳矿化速率的影响.结果表明: 蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳的矿化,相较于非巢地,蚁巢地平均土壤有机碳矿化速率提高19.2%;巢地与非巢地土壤有机碳矿化速率均表现为6月>9月>3月>12月;蚁巢地土壤有机碳矿化速率最大值出现在10～15 cm土层,而非巢地土壤有机碳矿化速率0～5 cm土层最高;蚂蚁筑巢对土壤理化性质产生了显著影响,相较于非蚁巢地,蚁巢地土壤温度、水分、有机碳、微生物生物量碳、全氮、水解氮、硝态氮和铵态氮平均增加幅度分别为7.6%、5.4%、9.9%、14.8%、13.4%、9.9%、24.1%、6.6%和19.4%,而土壤容重和pH平均降幅分别为1.4%和2.5%.相关性分析及主成分分析表明,土壤有机碳和土壤微生物量碳是影响土壤有机碳矿化速率的主控因子,土壤全氮、水解氮、铵态氮、硝态氮、温度和土壤含水率对土壤有机碳矿化的贡献次之.蚂蚁筑巢主要显著改变有机碳矿化的底物组分(土壤有机碳和土壤微生物生物量碳),进而调控西双版纳热带森林土壤有机碳矿化速率的时空动态.     

陈山红心杉根际土壤有机碳、氮含量及根际效应

陈山红心杉(Cunninghania lanceolata)是江西特有树种,获国家地理标志保护。目前关于其植物—土壤关系的研究较少。以不同林龄(5、10、20和40a)陈山红心杉为对象,研究了其根际和非根际土壤有机碳、氮含量和根际效应。结果表明:根际pH略小于非根际,有机碳和氮素总体上大于非根际。随林龄的增加,根际和非根际土壤有机碳和氮含量先降后增;有机碳、全氮和有机氮的根际效应先增后降;铵态氮、硝态氮和无机氮的根际效应先降后趋于平缓;pH和碱解氮的根际效应变化平缓。氮含量对根际和非根际土壤pH和有机碳的影响为全氮无机氮碱解氮;碱解氮和全氮的根际效应分别对pH和有机碳根际效应影响最大。随着林龄的增加,硝态氮的比重高于铵态氮,应注意反硝化作用可能造成的氮素流失,同时林地土壤养分下降,在10 a前后应注意林地有机质和氮素的补充,以防地力衰退。     

干旱荒漠区不同灌木根际与非根际土壤氮素的含量特征

选取广泛分布于阿拉善干旱荒漠区的白刺、霸王、红砂、沙冬青、沙木蓼、梭梭和驼绒藜7种不同的旱生灌木,研究其根际与非根际土壤各种形态氮素、有机碳的含量特征及土壤pH的变化.结果表明,相对于非根际土壤,根际土壤全氮、铵态氮、硝态氮分别平均高24.9%、24.5%和65.1%,土壤有机碳平均高出18.5%,土壤pH值平均低0.14个单位.根际与非根际土壤的全氮、铵态氮、硝态氮、有机碳和pH之间都呈现出了极显著差异(p<0.01).7种灌木根际土壤全氮、硝态氮和有机碳含量均比非根际土壤含量高.除沙冬青根际铵态氮含量较非根际低以外,其余6种灌木根际土壤铵态氮含量均高于非根际土壤.梭梭的根际土壤pH高于非根际,其它6种灌木均是根际pH低于非根际土壤.在根际与非根际,土壤有机碳与土壤全氮之间均呈显著相关,二者表现为线性关系.而土壤全氮与铵态氮在根际与非根际则均无相关性,全氮与硝态氮在根际和非根际土壤均显著相关,且二者也呈线性相关.     

氮沉降对杉木人工林土壤有机碳矿化和土壤酶活性的影响

为探讨氮沉降对亚热带森林土壤有机碳矿化及土壤酶活性的影响规律,在杉木人工林中开展了野外模拟N沉降试验。试验设计为4种处理,分别为N0（对照）、N1（60 kg N?hm-2?a-1）、N2（120 kg N?hm-2?a-1）和N3（240 kg N?hm-2?a-1）,每处理重复3次。通过28 d的培养后发现,各土层有机碳日均矿化量随培养时间的延长呈下降趋势,而有机碳累计矿化量则逐步增加。不同氮沉降处理下各土层有机碳累计矿化量总体趋势表现为：随着氮沉降量的增加而降低,日均矿化量降低幅度以N1最大,其次是N0和N2,N3降幅最小。相同N沉降处理下,参与土壤碳循环的6种主要酶（蔗糖酶、纤维素酶、淀粉酶、β-葡糖苷酶、多酚氧化酶、过氧化物酶）活性、土壤有机碳日均矿化量和有机碳累计矿化量均随土层加深而降低。氮沉降对6种土壤酶活性的影响存在差异,对纤维素酶和多酚氧化酶具有促进作用,而对淀粉酶和过氧化物酶表现出一定的抑制作用;中-低氮沉降（N1、N2）对蔗糖酶无影响,而对β-葡糖苷酶具有促进作用,高氮沉降（N3）促进了蔗糖酶活性,但抑制了β-葡糖苷酶活性。表层土壤中,土壤有机碳累积矿化量与土壤纤维素酶、β-葡糖苷酶、过氧化物酶活性呈显著正相关。因此,氮沉降促进了表层土壤纤维素酶、多酚氧化酶和蔗糖酶的活性,但在一定程度上抑制了淀粉酶和过氧化物酶,对土壤有机碳矿化也表现出明显的抑制作用。     

杉木采伐迹地营造阔叶树对不同层次土壤磷组分和有效性的影响

磷限制是亚热带人工林经营面临的主要问题之一,研究阔叶树代替针叶树造林对不同土壤层次磷组分和有效性的影响对维持亚热带地区森林生态系统的可持续发展具有重要意义。以1993 年春天在二代杉木林采伐迹地上同时营造的阔叶树米老排人工林和针叶树杉木人工林为对象,研究0～100 cm不同土层土壤理化性质、磷组分及其有效性的变化。结果表明: 两种林分下土壤有机磷含量均随土层加深而显著下降;与杉木林相比,米老排林0～10 和10～20 cm土层有效磷含量显著增加,分别增加35.7%和86.2%,易分解态磷和中等易分解态磷均随土层加深而显著降低,表层(0～20 cm)土壤易分解态磷和中等易分解态磷含量显著增加,80～100 cm土层难分解态磷含量显著降低,下降13.6%,20～80 cm土层游离态铁含量显著降低。冗余分析表明,可溶性有机碳和游离态铁是土壤磷组分变化的关键影响因子。在杉木采伐迹地上营造阔叶树改变了磷在土壤剖面上的分布格局,有利于提高磷的有效性。     

福建省马尾松和杉木针叶中7种营养元素含量特征

为了解福建省马尾松和杉木人工林养分需求特征,选取25个马尾松(Pinus massoniana)林和31个杉木(Cunninghamia lanceolata)林,测定了针叶中7种主要营养元素(C、N、P、S、K、Ca、Mg)含量。结果表明,马尾松针叶K、Ca、Mg含量显著低于杉木,分别是杉木的68%、14%、50%,表明杉木对矿质养分尤其Ca的需求远高于马尾松,提示马尾松比杉木更能适应矿质养分尤其Ca较贫瘠的立地。两树种针叶C、N、P、S含量及其化学计量比均表现出相似的内稳态特征,而Ca、Mg、K含量及其化学计量比的变异大,表明这3种矿质元素受立地条件的影响较大。两树种对N、P、K需求表现为协同正相关关系,N与Ca含量则为负相关关系,暗示持续N沉降或营林实践中长期施N肥可能抑制Ca的吸收。     

南亚热带红锥、杉木纯林与混交林碳贮量比较

造林再造林作为新增碳汇的一种有效途径,受到国际社会的广泛关注。如何通过改变林分树种组成,优化造林模式提高人工林生态系统碳贮量已成为国内外学者关注的重点。通过样方调查和生物量实测相结合的方法,对南亚热带26年生红锥纯林(PCH)、杉木纯林(PCL)及红锥×杉木混交林(MCC)生态系统各组分碳含量、碳贮量及其分配特征进行了比较研究。结果表明:杉木、红锥各器官平均碳含量分别为492.1—545.7 g/kg和486.7—524.1 g/kg。相同树种不同器官以及不同树种的相同器官间碳含量差异显著(P0.05)。红锥各器官碳含量的平均值(521.3 g/kg)高于杉木(504.7 g/kg)。不同林分间地被物碳含量大小顺序为PCHMCCPCL;不同树种之间的土壤碳含量差异显著(P0.05),0—100 cm土壤平均碳含量为PCLMCCPCH。生态系统碳贮量大小顺序为PCL(169.49 t/hm2)MCC(141.18 t/hm2)PCL(129.20 t/hm2),相同组分不同林分以及相同林分的不同组分碳贮量均存在显著差异(P0.05)。造林模式对人工林碳贮量及其分配规律有显著影响,营建混交林有利于红锥生物量和土壤碳的累积,而营建纯林有利于杉木人工林生物量碳的吸收,也有利于土壤碳的固定。因而,混交林的固碳功能未必高于纯林,在选择碳汇林的造林模式时,应以充分考虑不同树种的固碳特性。     

土壤氮水交互对马尾松和杉木COS和CO2通量的影响

羰基硫(COS)和CO_2化学结构相似,且植物对COS和CO_2具有共吸收特性,因此可利用COS作为示踪物来估算生态系统总初级生产力,而不同植物吸收COS和CO_2对环境因子变化的响应差异较大。以南亚热带典型树种马尾松(Pinus massoniana)和杉木(Cunninghamia lanceolata)为研究对象,设置2个氮水平及3个土壤水分梯度处理。采取顶空套袋法采集气体样品,用预浓缩—气质联用仪分析样品COS浓度,同时测量植物光合参数。结果表明:马尾松和杉木吸收COS,吸收速率均值分别为39.58—127.27 pmol m~(-2) s~(-1)和0.81—66.92 pmol m~(-2) s~(-1)。整体而言,施氮可促进植物吸收COS,但除施氮对马尾松COS通量有显著影响外(P0.05),施氮、土壤水分和两者交互作用对马尾松和杉木的COS和CO_2通量及其比值均无显著性影响。施氮情况下,高土壤水分处理促进马尾松COS吸收而低土壤水分处理促进杉木COS吸收。中等土壤水分和高土壤水分条件下马尾松和杉木COS通量与气孔导度呈正相关关系。线性拟合结果表明,植物COS通量(F_(COS))与CO_2通量(F_(CO_2))呈极显著正相关(P0.01),马尾松和杉木F_(COS)/F_(CO_2)值分别为1.48×10~(-6)和1.01×10~(-6)。中等土壤水分条件均可提高马尾松F_(COS)/F_(CO_2)比值,而低土壤水分条件下施氮增加杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值,高土壤水分条件下施氮降低杉木F_(COS)/F_(CO_2)比值。低土壤水分和高土壤水分使马尾松蒸汽压亏缺增大,促使气孔导度减小从而降低净光合速率。低土壤水分和高土壤水分下施氮导致杉木气孔导度增加从而增强净光合速率。研究结果不仅对进一步了解区域氮沉降和降水对树木COS通量及F_(COS)/F_(CO_2)的影响有重要意义,而且可为模型估算总初级生产力提供区域性数据支持。     

开窗补植银木对柏木低效林分生态化学计量特征的影响

川中丘陵区柏木纯林存在生物多样性降低、水土保持能力减退、生产力低下、地力衰退等问题,已成为亟待改善的低产低效林分。通过开窗补植银木进行乡土阔叶树种的针阔混交,以柏木纯林和银木林窗区域林分的植物-凋落物-土壤为研究对象,对比分析C、N、P元素含量及比值,讨论阔叶树种引入后林分生态化学计量特征的变化情况。结果表明:(1)柏木叶片C∶N在12月份为132.79,而在次年的4月下降到了84.91,银木叶片年均C∶N为52.6,低的C∶N体现出银木在幼龄阶段快速生长的特点。(2)柏木与银木叶片N∶P分别为10.77,10.64都明显处于N限制的阈值以下,生长过程主要受到了N元素的限制。(3)林窗中银木凋落物N含量高于柏木,C∶N、N∶P小于柏木,土壤与"植物-凋落物"间的相关性增加。因此,阔叶树种的引入有利于提高分解的相对速率,触发森林土壤养分循环过程。     

林隙对香樟和枫香幼苗早期生长阶段功能性状的影响

探究林隙对不同需光性树种早期生长特征和功能性状的影响,对揭示林隙微生境影响次生林内幼苗更新机制具有重要意义。以亚热带次生林中耐荫常绿树种香樟和阳性落叶树种枫香幼苗为试验对象,研究大林隙(D/H介于1.5—2.0)、中林隙(D/H介于1.0—1.5)和小林隙(D/H介于0.5—1.0)对不同需光树种幼苗早期(1—3年生)生长特征和功能性状的影响。结果表明：(1)林隙大小对两种幼苗的生长均有显著影响。其中,中林隙可显著促进香樟2—3年生幼苗的生长,大林隙对枫香1—3年生幼苗的生长均具有显著促进作用。(2)对林隙环境因子与幼苗功能性状的关系进行冗余分析表明,香樟幼苗功能性状的变化与林隙土壤有机质含量、水解性氮含量、酸碱度和有效磷含量密切相关,而枫香幼苗功能性状则主要受林隙土壤酸碱度、有机质含量、水解性氮含量、土壤含水率、冠层透光率和土壤有效磷含量的影响。(3)维持较高的根重比、细根比根长、叶碳氮比和叶碳磷比是幼苗应对林隙环境影响的重要生理生态调节机制。     

毛竹各器官和根际土浸提液对杉木种子萌发的化感作用

随着毛竹杉木混交林面积的不断扩大,它们之间既会产生促进作用,又会产生抑制作用。本研究对比分析了不同浓度毛竹各器官(鲜叶、干叶、枝条、竹杆、竹鞭和鞭根)的浸提液及枯落物、根际土浸提液对杉木种子发芽率的影响,探讨了毛竹各器官浸提液及枯落物、根际土浸提液对杉木种子萌发的化感作用。结果表明:(1)处理前期,毛竹各器官浸提液对杉木种子萌发具有抑制作用,且当浸提液浓度为1∶25和1∶50的高浓度时,相对于低浓度浸提液对杉木种子萌发的抑制作用更为持久;(2)处理后期,低浓度的毛竹各器官浸提液对杉木种子萌发促进作用较快,而高浓度的浸提液仍呈现抑制作用,促进作用出现较为缓慢;(3)枯落叶浸提液总体上对杉木种子萌发具有抑制作用,在整个实验过程中低于对照组的发芽率,仅在1∶50浓度时略高对照组实验;而根际土浸提液对杉木种子萌发自始至终都具有促进作用,其中低浓度的促进作用十分显著。故在实际的毛竹杉木混交林生产营林过程中可选用毛竹根际土制备浸提液,促进杉木种子萌发,为毛竹杉木混交林的生产经营提供参考。     

Water-soluble carbon in roots of rape and barley: impacts on labile soil organic carbon, arylsulphatase activity and sulphur mineralization

Investigating the impact of plant species on sulphur (S) availability in the rhizosphere soil is agronomically important to optimize S fertilization. Bulk, rhizosphere soils and the roots of field-grown rape and barley were sampled 7 times (every fortnight), from March to June, at plant maturity. Root carbon (C) and nitrogen (N) in water extract, along with soil SO₄²⁻-S, labile soil organic-C (HWC) and -N (HWN) in hot water extract, as well as soil arylsulphatase activity were then monitored. The average concentrations of both HWC and HWN were observed in the following decreasing order: rape rhizosphere soil >barley rhizosphere soil >bulk soil. In parallel, the average contents of water extractable-C and -N in rape roots were higher than those in barley roots. These results suggest that soil C and N contents in hot water extract (including rhizodeposition) were correlated with C and N released by roots. Great ARS activities found in rape rhizosphere soil were accompanied by great SO₄²⁻-S mineralization over time. Finally, bulk and rhizosphere soils of rape and barley were pooled from the seven samplings and incubated with the corresponding pooled root water-soluble C of both plant species and glucose-C. After 1 and 9 weeks, a greater net S mineralization (gross mineralization - immobilization) was observed with rape root water-soluble C than with barley root water-soluble C and glucose-C. Conjointly, we found a higher average value of ARS activity in rape rhizosphere than in barley rhizosphere soil. Our findings suggest that plant species, via their rhizodeposition, determine the dynamic of S in soil.     

两种盐生植物根际土壤细菌多样性和群落结构

应用高通量测序技术对西北干旱区两种盐生植物黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤细菌的多样性和群落结构进行研究,旨在揭示两种耐盐植物根际土壤细菌之间以及根际与非根际细菌群落结构间的差异,为深入研究盐生植物根际土壤微生物与耐盐性之间的关系提供理论基础。结果表明:黑果枸杞、里海盐爪爪根际细菌多样性丰度高于非根际土,黑果枸杞根际土壤细菌多样性丰度高于里海盐爪爪。根际和非根际土壤细菌群落的组成和丰度存在差异,从黑果枸杞和里海盐爪爪根际土壤中分别检测出细菌21门289属和22门304属,而从非根际土壤中分别检测出28门285属和24门336属;在两种盐生植物根际土壤中,变形菌门和厚壁菌门均为优势门;拟杆菌门、放线菌门、蓝细菌门及浮霉菌门在根际土壤中的丰度显著高于非根际土壤,而厚壁菌门在根际土壤中的丰度低于非根际土壤。两种植物根际土壤中的细菌优势门和优势属的数量均高于非根际土壤,在黑果枸杞和里海盐爪爪的根际土壤中的细菌优势属分别有10个和9个,而二者非根际土壤中的细菌优势属各有4个,其中假单胞菌属是根际和非根际土壤中的共有优势属。黑果枸杞和里海盐爪爪根系细菌群落组成和丰度存在差异,只有假单胞菌属和盐单胞菌属是两种植物根际土壤中的共有优势属。Unifrac分析和聚类分析表明,两种盐生植物根际土壤细菌之间的相似性大于根际和非根际细菌群落间的相似性。细菌多样性与土壤有机碳、有机质、总氮正相关,与pH、电导率负相关,电导率和pH,有机碳和总氮分别是非根际土,根际土壤细菌群落物种组成的主要影响因素。     

广西不同林龄杉木、马尾松人工林根系生物量及碳储量特征

为了解不同林龄杉木、马尾松人工林地地下根系生物量及碳储量特征,以广西杉木、马尾松主产区5个不同林龄阶段(幼龄林、中龄林、近熟林、成熟林、过熟林)的人工林为研究对象,采用全根挖掘法和土钻法获取标准木根系生物量、灌草根系生物量和林分细根生物量,并测定其碳含量,分析其不同林龄阶段地下根系生物量和碳储量分配特征。结果表明:杉木、马尾松林地下根系总生物量分别在9.06—31.40Mg/hm~2和7.91—53.40Mg/hm~2之间,各林龄阶段根系总生物量总体上呈现随林龄增加而增加的趋势,杉木林细根生物量随林龄的增加呈现出先减后增的趋势,马尾松呈现出逐渐减小的趋势;林分各层次根系碳含量表现为乔木灌木草本、细根;杉木、马尾松地下根系碳储量变化趋势与生物量变化趋势相同,杉木、马尾松林不同林龄阶段各层次根系和土壤细根总碳储量分别在7.56—21.97Mg/hm~2和8.86—29.95Mg/hm~2之间;地下根系碳储量总体上以乔木根系占优势,且随林龄的增大其比例呈增加的趋势。     

Changes in soil carbon and nitrogen properties and microbial communities in relation to growth of Pinus radiata and Nothofagus fusca trees after 6 years at ambient and elevated atmospheric CO2

Increasing atmospheric CO₂ concentration can influence the growth and chemical composition of many plant species, and thereby affect soil organic matter pools and nutrient fluxes. Here, we examine the effects of ambient (initially 362 μL L^?1) and elevated (654 μL L^?1) CO₂ in open‐top chambers on the growth after 6 years of two temperate evergreen forest species: an exotic, Pinus radiata D. Don, and a native, Nothofagus fusca (Hook. F.) Oerst. (red beech). We also examine associated effects on selected carbon (C) and nitrogen (N) properties in litter and mineral soil, and on microbial properties in rhizosphere and hyphosphere soil. The soil was a weakly developed sand that had a low initial C concentration of about 1.0 g kg^?1 at both 0–100 and 100–300 mm depths; in the N. fusca system, it was initially overlaid with about 50 mm of forest floor litter (predominantly FH material) taken from a Nothofagus forest. A slow‐release fertilizer was added during the early stages of plant growth; subsequent foliage analyses indicated that N was not limiting. After 6 years, stem diameters, foliage N concentrations and C/N ratios of both species were indistinguishable (P>0.10) in the two CO₂ treatments. Although total C contents in mineral soil at 0–100 mm depth had increased significantly (P<0.001) after 6 years growth of P. radiata, averaging 80±0.20 g m^?2 yr^?1, they were not significantly influenced by elevated CO₂. However, CO₂‐C production in litter, and CO₂‐C production, microbial C, and microbial C/N ratios in mineral soil (0–100 mm depth) under P. radiata were significantly higher under elevated than ambient CO₂. CO₂‐C production, microbial C, and numbers of bacteria (but not fungi) were also significantly higher under elevated CO₂ in hyphosphere soil, but not in rhizosphere soil. Under N. fusca, some incorporation of the overlaid litter into the mineral soil had probably occurred; except for CO₂‐C production and microbial C in hyphosphere soil, none of the biochemical properties or microbial counts increased significantly under elevated CO₂. Net mineral‐N production, and generally the potential utilization of different substrates by microbial communities, were not significantly influenced by elevated CO₂ under either tree species. Physiological profiles of the microbial communities did, however, differ significantly between rhizosphere and hyphosphere samples and between samples under P. radiata and N. fusca. Overall, results support the concept that a major effect on soil properties after prolonged exposure of trees to elevated CO₂ is an increase in the amounts, and mineralization rate, of labile organic components.