氮添加和凋落物处理对油松-辽东栎混交林土壤氮的影响

本研究采用随机区组设计,通过改变森林地表凋落物及添加不同水平的外源氮,探讨凋落物与氮添加及其交互作用对油松-辽东栎(Pinus tabuliformis-Quercus wutaishanica)混交林土壤氮的影响。凋落物处理包括:剔除凋落物(Littnil)、枝果凋落物加倍(Littwoody)、叶凋落物加倍(Littleaf)和混合凋落物加倍(Littmix);氮添加量分别为0(N_0)、5(N_5)和10g N·m~(-2)·a~(-1)(N_(10))。在处理5年后的生长季8月,采集地表0~5 cm土壤样品,测定与氮循环相关的土壤性状和微生物性状指标,包括土壤含水量、土壤p H、土壤有机碳、土壤全氮、铵态氮、硝态氮、微生物生物量氮、N-乙酰-β葡萄糖苷酶、蛋白酶和脲酶。结果表明:土壤铵态氮是土壤氮素的主要存在形式,占土壤无机氮的64.53%~87.02%;氮添加和凋落物处理对土壤pH无影响,而土壤含水量、土壤全氮、土壤有机碳、土壤铵态氮、土壤无机氮、微生物生物量氮、N-乙酰-β葡萄糖苷酶均表现为在叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理中高于枝果凋落物加倍和剔除凋落物处理;蛋白酶和脲酶不受凋落物处理的影响;另一方面,土壤碳氮比、土壤硝态氮和脲酶受氮添加的影响显著,土壤碳氮比随着施氮水平的增加而降低,硝态氮在剔除凋落物和枝果凋落物加倍的处理中随着施氮水平的增加先增加后降低,而在叶凋落物加倍和混合凋落物加倍处理中则随着施氮水平的增加而增加;脲酶活性随施氮水平的增加先上升后下降;氮添加和凋落物处理对所测定的指标未表现出交互作用。本研究也表明,有叶凋落物输入的处理显著改善了土壤质量。     

暖温带森林土壤微生物量、群落结构和活性对植物地下碳源的响应

该研究以典型的亚热带—温带过渡区森林为对象,采用野外过程监测和控制试验相结合的方法,利用磷脂脂肪酸和土壤胞外酶活性分别表征土壤微生物群落结构和活性,并结合微环境因子,重点探究土壤微生物生物量、群落结构和活性对植物地下碳输入的响应特征。结果表明：在观测周期内,处理均能显著降低三组年龄段林分的土壤微生物量碳,其变化幅度在－8.72％~－5.72％之间,其中在80年的林分中降幅最大,而在160年的林分中降幅最小;微生物量氮的变化规律与相应的微生物量碳的变化规律相似,但与对照相比其差异性均未达到显著性水平;另外,经壕沟处理2~4个月后,所有林分的土壤微生物量碳和氮与对照相比出现增加的现象。处理均能对三组年龄段林分的土壤微生物群落结构产生不同程度的影响,其中40年林分的土壤微生物群落对处理的响应程度要高于另外两个年龄段的林分;与对照相比,壕沟处理样方的腐生真菌的相对丰富度均下降明显,其中在40年和80年林分中的下降幅度达到显著水平,而细菌、放线菌和丛枝菌根真菌均无明显变化;壕沟处理样方的水解酶(β-葡萄糖苷酶和N-乙酰-葡萄糖苷酶)活性均显著下降,而氧化酶(酚氧化酶和过氧化物酶)活性的变化相对较小,除80年的林分外,其余林分均不显著。此外,处理均不能显著影响土壤的含水量和温度。该研究结果为初步阐明全球气候变化背景下森林土壤微生物结构及其功能的变化特征以及更加精确预测未来森林土壤碳的变化趋势提供了科学依据。     

气候和林分类型对土壤团聚体有机碳的影响

该研究选择我国分布于亚热带、暖温带和寒温带的三个样点8种林分(包括阔叶林、混交林和针叶林)下表层0~20 cm的土壤为研究对象,利用干筛法进行大团聚体和微团聚体分级,测定了各团聚体组分的有机碳量和有机碳百分比,并分析他们与气候、植被和土壤环境变量之间的关系。结果表明:土壤大团聚体和微团聚体有机碳量都受到气候的显著影响,表现为土壤大团聚体和微团聚体有机碳量随年均温的增高而降低,经分析这与低温抑制土壤微生物分解活动有关。土壤团聚体有机碳百分比受到林分类型的影响显著,表现为阔叶林土壤团聚体有机碳百分比高于针叶林,这与林分凋落物的质量有关。此外,土壤pH值和土壤质地也影响土壤团聚体有机碳百分比。这表明气温上升和人为干扰导致的林分类型改变都可能引起土壤团聚体有机碳的下降,加剧气候变化。该研究结果有助于了解土壤团聚体有机碳的变异规律,为预测全球变化下土壤有机碳响应提供数据支持。