凋落叶和磷添加对马尾松林土壤碳激发效应的影响*

探究土壤有机碳(SOC)矿化的激发效应(Priming effect, PE)对了解森林土壤碳吸存具有重要意义。凋落叶输入是调节激发效应的重要因素,其对激发效应的影响可能受到关键养分(如磷)的制约。在亚热带低磷土壤中,凋落叶和磷添加如何影响森林土壤碳矿化和激发效应目前仍不清楚。以马尾松林土壤为研究对象,探究三种凋落叶(马尾松(Pinus massoniana)、火力楠(Michelia macclurei)和枫香(Liquidambar formosana))和磷(KH2PO4)添加对土壤激发效应,土壤养分及微生物特性的影响。结果表明,三种凋落叶添加均显著增加了SOC矿化,产生了正激发效应,且马尾松凋落叶诱导的激发效应强度最大,火力楠凋落叶次之,枫香凋落叶诱导的激发最弱。此外,凋落叶添加整体上降低了速效氮 (AN)的含量,却增加了微生物生物量氮(MBN)和微生物生物量磷(MBP)的含量,提高了β-葡萄糖苷酶(βG)和酸性磷酸酶(ACP)的活性。单独添加磷显著增加了SOC矿化,且提高了土壤有效磷(AP)、可溶性有机碳(DOC)和微生物生物量碳(MBC)、MBN和MBP的含量。而与单独添加凋落叶相比,火力楠和枫香凋落叶与磷共同添加显著降低了土壤激发效应的强度和ACP的活性。回归分析结果表明,累积激发效应与AP、MBN和MBP含量显著负相关,与ACP活性呈显著正相关。综上,凋落叶添加刺激了微生物生长,产生了正激发效应,且激发强度与凋落叶质量有关;而磷添加可能会降低低质量凋落叶产生的土壤激发效应。     

虫害对刨花楠和闽楠叶片非结构性物质含量及酶活性的影响

【目的】近年来受全球气候变暖等环境影响,我国亚热带区域森林虫害呈加剧态势,开展叶片生理性状与虫害程度关系研究具有重要意义。【方法】采用典型样地调查,对刨花楠Machilus pauhoi和闽楠Phoebe bournei人工混交林受害植株健康叶片的非结构性物质含量、酶活性等主要生理性状与虫害等级关系进行研究。【结果】虫害导致刨花楠和闽楠受害植株健康叶片的相对含水量显著上升,但对叶片干物质质量分数的影响并不明显。刨花楠和闽楠健康叶片可溶性糖质量分数在中度虫害时最低。刨花楠健康叶片可溶性蛋白质量分数随虫害等级的提高而降低,闽楠健康叶片可溶性蛋白质量分数在轻度虫害时最高。健康叶片总氨基酸质量分数最高出现在刨花楠轻度虫害和闽楠中度虫害时。二者可溶性蛋白和可溶性糖质量分数的比值均在中度虫害时达到最大值,但二者可溶性蛋白和可溶性糖质量分数比值的最小值出现在不同虫害等级。轻度和中度虫害的闽楠健康叶片可溶性蛋白与可溶性糖质量分数比值差异显著。2种楠树健康叶片的过氧化物酶(POD)活性总体呈先降后升的趋势;超氧化物歧化酶(SOD)活性则均以中度虫害时最高,重度虫害时最低,各等级间差异不显著。【结论】2种楠树受相同虫害等级的影响并不总是具有一致性;2种楠树叶片酶活性对同等虫害的响应具有一致性。2种楠树的受害叶片和健康叶片具有相互补偿和自我调节作用,且2种楠树均具有自我愈伤能力和防御机制。研究结果可为进一步探讨未来环境变化下植物叶片对虫害的响应机制,开展人工林虫害防治技术研究等提供理论依据。