降水减少和施氮对亚热带山地森林土壤有机碳含量和微生物群落的影响

来源 :中国科学院大学(中国科学院武汉植物园) | 被引量 : 3次 | 上传用户:sophiechenq
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降水格局改变和氮沉降是全球变化的重要表现形式,对森林生态系统碳循环起着重要的调控作用。我国中亚热带森林物种丰富、生产力高,其植被和土壤中储存大量有机碳。IPCC(2014)报告显示,中亚热带地区存在降水量减少和氮沉降加剧的趋势。研究中亚热带森林生态系统土壤碳库对降水变化和氮沉降的响应,对准确评估土壤碳循环对全球变化的响应具有重要意义。本课题以中亚热带山地森林生态系统为研究对象,在三个典型集水区内设置降水减少和施氮处理试验,探究降水减少和施氮对土壤有机碳(SOC)含量、组成的影响,同时测定土壤酶活性、微生物群落(PLFAs)和功能群落(Biolog法)的变化,探明降水减少和施氮对该区域土壤碳循环的影响及其微生物学机理,旨在揭示亚热带山地森林土壤碳动态对未来全球变化的响应特征。主要获得以下结论:(1)减水处理和施氮处理下,土壤基本理化性质稳定,减水和施氮处理均未对土壤p H和机械组成产生显著影响。(2)减水和施氮处理及其交互作用对SOC、全氮(TN)、颗粒有机碳(POC)和可溶性有机碳(DOC)含量都未产生显著影响。各土层中,施氮并未显著增加土壤铵态氮和硝态氮含量,且减水处理以及减水和施氮的交互作用对土壤硝态氮含量无显著影响。(3)在0-10 cm土壤层次中,葡萄糖苷酶活性随着施氮量的增加而减弱。纤维二糖水解酶活性在减2/3减水处理中,随着施氮量的增加而减弱;在无减水和减1/3减水处理中则相反,高氮处理中酶活性达到最大值。土壤酶活性主要受SOC、TN等含量影响。(4)同一土壤层次中,减水和施氮处理未能对土壤微生物类群PLFAs量产生明显影响,也未能显著影响土壤微生物群落对不同碳源的利用能力。本研究中土壤理化性质、SOC含量组成等都未受到降水减少和施氮的影响,其原因包括以下方面:一是由于野外试验时间较短、土壤空间异质性较大;二本区域降水丰富,水分不是限制因素,降水减少的作用微弱;三由于降水量丰富,添加的氮易被淋溶流失,削弱氮添加的效应。施氮对葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶活性产生影响,但微生物群落组成和微生物碳源利用能力尚未发生显著变化,可能随着处理时间的延长,对土壤碳循环的影响会逐渐凸显。
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