不同来源可溶性有机物对亚热带森林土壤CO2排放的影响

采用室内培养法, 比较分析了亚热带地区杉木(Cunninghamia lanceolata)和米槠(Castanopsis carlesii)鲜叶及凋落叶浸提得到的可溶性有机物(dissolved organic matter, DOM)组成和化学性质差异对土壤CO₂排放的影响。结果表明: 添加不同来源的DOM后, 土壤CO₂瞬时排放速率在培养第1天内均显著高于对照(添加去离子水) (p < 0.05), 分别比对照增加了91.5% (添加杉木鲜叶DOM)、12.8% (添加米槠鲜叶DOM)、61.0% (添加杉木凋落叶DOM)和113.3% (添加米槠凋落叶DOM), 但培养5天后, 分别下降到对照的24.1%、8.3%、14.6%和13.2%, 随后逐渐趋于平稳。单次添加外源DOM到土壤中, 引起土壤CO₂排放速率增加的强度较大, 但持续时间短暂。培养31天时, 添加不同来源的DOM均对土壤CO₂累积排放量具有显著影响(p < 0.05), 而在培养59天时, 添加杉木鲜叶和凋落叶DOM的土壤CO₂累积排放量均显著高于添加米槠鲜叶和凋落叶DOM的土壤CO₂累积排放量, 但添加相同树种鲜叶与凋落叶DOM的土壤CO₂累积排放量之间差异不显著。培养结束后, 添加杉木鲜叶DOM和杉木凋落叶DOM后增加的土壤碳排放量, 分别是外源添加可溶性有机碳量的1.76倍和2.56倍, 而添加米槠鲜叶DOM和米槠凋落叶DOM后增加的土壤碳排放量只占外源添加可溶性有机碳量的22.5%和50.0%, 表明单次添加不同来源的DOM对土壤总有机碳库的影响是不一致的。     

杉木和米槠凋落叶DOM对土壤碳矿化的影响

DOM(Dissolved organic matter)是土壤微生物呼吸的重要底物,凋落物淋溶的DOM对土壤碳矿化具有重要影响。选择中亚热带地区具有代表性的杉木(Cunninghamia lanceolata)和米槠(Castanopsis carlesii)凋落叶作为研究对象,通过两个月的短期室内培养,把不同凋落叶浸提出的DOM添加到培养瓶中,定期测定土壤碳矿化速率,计算土壤碳累积矿化量,探讨两种等浓度等量DOM添加对土壤碳矿化的影响,并分析DOM化学性质在土壤碳矿化过程中的重要性。结果表明:米槠凋落叶浸提得到的DOC(Dissolved organic carbon)和DON(Dissolved organic nitrogen)浓度均显著高于杉木凋落叶的(P0.05),而杉木凋落叶浸提得到的DOM的UV吸收值(SUVA_(254))和HIX(Humification index)均显著低于米槠凋落叶的(P0.01)。添加等浓度等量杉木和米槠凋落叶DOM到土壤中均显著增加了土壤碳矿化速率,在第1天内分别比对照高198%和168%,3d后下降到61.8%和44.1%,14d后基本处于平稳状态,表明外源有机物添加对土壤碳矿化的前期影响较大。培养过程中,添加杉木和米槠凋落叶DOM的土壤碳矿化累积量均能采用双因素指数模型进行拟合(r~2=0.99),但添加两者凋落叶DOM后土壤碳矿化累积量没有显著差异。     

米槠天然更新次生林皆伐地采伐剩余物叶分解及其化学组成变化

对三明35年生米槠天然更新次生林皆伐地采伐剩余物叶的分解速率以及化学组成的年变化进行研究.结果表明:2012年5月至2013年4月,叶分解速率随时间呈指数变化趋势,干质量损失率>80%.K发生净释放,残留率<5%;N先累积后释放,P呈现先释放后累积再释放的趋势,N和P的残留率分别为19%和16%.养分释放速率以K最大,其次为P,N最小.木质素浓度在2012年5—10月呈先降低后上升再降低的趋势,从2012年11月至试验结束无明显变化,而在整个分解过程中纤维素浓度变化不显著.采伐剩余物叶分解过程中,N/P先上升后下降再上升,比值由18.6上升到21.1,木质素/N在分解前期波动较大,后期变幅较小.     

采伐剩余物对林地表层土壤生化特性和酶活性的影响

对福建省大武夷山常绿阔叶林野外站三明观测点的35年生米槠天然更新次生林皆伐后采伐剩余物进行不同处理(火烧LB、保留LR)后表层土壤(0—10 cm)主要生化特性、芳香性指数、腐殖化程度以及酶活性进行研究。结果表明:半年后,与LB相比,LR土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮和微生物量碳含量分别增加92%、105%和39%,土壤有效磷含量和代谢熵值下降42%和68%,土壤酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和纤维素水解酶活性增加了3.3倍、2.8倍和2.1倍,酚氧化酶活性下降了34%(P0.05)。LR土壤芳香性指数(4.99±2.39)较低,腐殖化指数(1.72±0.01)较高,但与LB均无显著差异(P0.05)。1a后,LB除土壤β-葡萄糖苷酶活性略有降低外,其他3种土壤酶活性较半年前均显著上升。土壤有机碳、全氮、可溶性有机碳氮、有效磷、土壤碳矿化速率和土壤腐殖化指数较半年时显著下降,其中土壤可溶性有机碳含量减少近80%,代谢熵减少近68%(P0.05)。LR土壤芳香性指数(10.58±0.34)较半年前显著增加(P0.05)。处理1a后LB土壤有效磷含量(1.71±0.12)mg/kg显著高于LR,但LR土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮含量和土壤碳矿化速率较LB仍明显更高(P0.05)。可见,采伐剩余物不同处理对森林土壤质量存在不同程度的影响,保留采伐剩余物有利于改善林地水热条件和养分循环,对地力的维持有利。