若尔盖湿地高寒草甸退化过程中土壤有机碳含量变化及成因分析

土壤碳输入与输出之间的收支差决定土壤有机碳(SOC)含量。若尔盖湿地高寒草甸退化过程中, 土壤碳输入和输出哪个过程对SOC含量的影响占主导作用还不明确。该研究用空间序列代替时间序列的方法研究了若尔盖湿地高寒草甸不同退化阶段(高寒草甸(AM)、轻度退化高寒草甸(SD)和重度退化高寒草甸(HD)) SOC含量变化及原因。首先, 通过测定高寒草甸退化阶段上主要的土壤理化性状、微生物生物量、植物生物量和功能群组成的变化, 分析了退化阶段上土壤碳输入量的变化及原因; 其次, 结合室内土壤碳矿化培养实验结果和研究区的月平均气温以及土壤呼吸温度敏感性(Q₁₀)估算了该区域土壤碳输出, 并分析了其变化原因; 最后, 分析了造成SOC含量变化的主要原因和过程。结果表明: 在退化梯度上, 土壤含水量(SWC)、SOC和全氮(TN)含量、微生物生物量碳氮含量降低; 植物群落组成逐渐从莎草科、禾本科占优势过渡到杂类草占优势, 且植物生物量降低; SOC矿化量降低; 有机碳潜在积累量降低(与AM阶段相比, SD和HD阶段有机碳潜在输入量、输出量和积累量分别降低了16%、18%、15%和59%、63%、41%)。SWC降低引起土壤容重、SOC含量、TN含量、全磷含量、C:N的改变, 进而导致植物功能群分布模式和土壤微生物的变化, 最终引起SOC输入和输出量的降低。SWC降低导致的植物碳潜在输入量的降低是若尔盖湿地高寒草甸退化过程中SOC含量下降的主要原因。     

不同林龄杉木人工林细菌群落多样性及其影响因素

研究杉木(Cunninghamia lanceolata)生长过程中土壤养分、土壤细菌群落变化特征, 有助于了解杉木经营中地力衰退的成因。采用Illumina PE250平台测定了幼林(3年)、中龄林(8年)、近熟林(12年)、成熟林(21年)的土壤细菌群落多样性, 并研究了其与土壤养分等环境因子的相关性。结果表明: (1)随着林龄增长, 除有效磷(AP)外, 土壤有机碳(SOC)及有效氮(AN)、有效钾(AK)并未出现下降趋势, 中龄林的SOC、AN、AP、AK相对最高。(2)细菌群落中酸杆菌门(43.79%—57.66%)、变形菌门(14.21%—31.83%)、绿弯菌门(11.52%—24.23%)的菌群占优势地位。(3)成熟林土壤细菌群落中OTU数量最少, Chao指数也最低。对于细菌群落Shannon-Wiener指数, A层土壤(0—20 cm)为幼林最高, 成熟林最小, B层土壤(20—40 cm)为中龄林最高, 近熟林最低。(4)基于Unweighted Unifrac距离的RDA分析表明, 杉木人工林细菌群落组成主要受坡度、海拔、树高、AK的影响, 其中坡度、树高、海拔更多解释林龄间的差异, 而AK更多解释土壤层次间的差异。研究表明, 研究区杉木林土壤养分并未随着林龄增长而下降; 林龄间细菌群落组成差异主要受坡度、树高、海拔影响, AK主要引起土壤层次间细菌群落的差异。