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。     

短期增温对亚热带杉木幼林碳氮同位素组成的影响

[目的]利用稳定同位素手段,研究增温对氮循环和水分利用效率的影响,揭示亚热带杉木幼苗水分利用效率和氮饱和状态对气候变暖的响应。[方法]在福建省三明市森林生态系统与全球变化研究站,布设发热电缆对土壤进行增温,设置对照(CT)和增温(W)两种实验小区。分别采集不同处理杉木叶片和0～10 cm表层土壤,测定植物-土壤碳、氮稳定同位素,以及碳和氮含量。[结果]显示:增温处理叶片δ~(15)N值(0. 40‰)比对照处理(-2. 79‰)显著增加了3. 19‰;但增温后叶片氮含量只是略有上升,与对照无显著差异;增温后,表层土壤δ~(15)N值显著上升,叶片15N的富集指数比对照处理更接近于0;增温与对照处理叶片δ~(13)C值分别为-29. 35‰和-29. 08‰,无显著差异;叶片δ~(13)C与δ~(15)N之间存在显著正相关关系。[结论]温度是中亚热带地区氮循环的一个重要影响因素,增温促使杉木叶片和表层土壤δ~(15)N值显著提高,碳代谢与氮代谢相辅相成。     

不同凋落叶和磷添加对亚热带马尾松土壤有机碳氮组分的影响

[目的]探究凋落叶、P添加及其交互作用对有机碳(SOC)和有机氮(SON)组分的影响。[方法]以马尾松土壤为研究对象，通过为期125 d的室内培养试验，探究了3种凋落叶添加(马尾松、火力楠和枫香)和P添加(KH₂PO₄)对土壤SOC和SON组分的影响。[结果]凋落叶添加和P添加均显著降低了惰性碳(RP-C)组分的含量，两者共同添加时表现出较强的交互作用。凋落叶对SOC和SON的影响受土壤P有效性的影响，P添加加速了凋落叶添加下土壤微生物对原有RP-C的分解。冗余分析显示，氨态氮(NH⁺₄-N)和有效磷(AP)是SOC组分重要的影响因子，而SON组分重要的预测因子是可溶性有机氮(DON)和微生物生物量磷(MBP)。[结论]P添加会促进凋落叶在土壤的分解和转化，且凋落叶的输入增加了对RP-C的分解，这将进一步加速SOC的周转。     

生物质炭施用对杉木幼苗土壤磷组分的影响

通过盆栽试验，采用Hedley连续浸提法研究不同生物质炭施用量处理（CK：0 t/hm²；B₁₂：12 t/hm²；B₃₆：36 t/hm²）对杉木幼苗土壤磷组分的影响。结果表明：与CK相比，试验180 d后B₁₂和B₃₆处理土壤全磷与有效磷含量分别增加了8.7%~26.0%和24.0%~101.7%，有效磷在全磷中的比例显著提高；土壤磷组分中，残余态磷在全磷及无机磷组分中的比例均最高，分别为48.5%~51.1%和58.7%~68.3%。B₃₆处理下，土壤各无机磷组分均显著增加，其中易分解态磷和中等易分解态磷在无机磷中的比例显著提高，而稳定态磷和残余态磷的比例显著降低。中等易分解态磷占总有机磷的比例最高，达69.3%~70.2%，生物质炭施用对各有机磷组分在总有机磷中的比例影响均不显著，仅在B₃₆处理下，土壤有机磷中易分解态磷和中等易分解态磷含量显著降低。冗余分析表明，土壤全碳与各无机磷组分呈显著正相关关系，与有机磷组分呈显著负相关关系，是影响土壤磷组分变化的关键因子。