杉木凋落物及其生物炭对土壤微生物群落结构的影响

以福建建瓯万木林自然保护区内的杉木人工林土壤为研究对象,设置单独添加生物炭、单独添加凋落物以及混合添加凋落物和生物炭处理,进行一年的室内培养实验,研究不同添加物处理对土壤性质及微生物群落结构的影响。结果表明:与对照(S)相比,单独添加凋落物与混合添加凋落物和生物炭均使土壤磷脂脂肪酸(PLFA)总量、真菌丰度以及真菌/细菌比值显著增加;单独添加生物炭与混合添加凋落物和生物炭均使革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌比值显著增加。混合添加凋落物和生物炭处理的放线菌丰度显著高于单独添加凋落物处理的。主成分分析表明,不同添加物处理的土壤微生物群落结构存在显著差异;典范对应分析表明,不同添加物处理通过改变土壤p H、全碳、全氮、C/N、可溶性有机碳(DOC)和可溶性有机氮(DON)等性质,进而影响土壤微生物群落结构。     

亚热带不同造林树种凋落叶钙对土壤特性的影响

以亚热带12个常见造林树种人工林为研究对象,分析不同树种的凋落叶性质以及土壤物理化学、土壤微生物学特性之间的差异,旨在探索凋落叶钙含量与土壤酸化以及微生物学指标之间的关系。研究结果表明:不同树种凋落叶钙含量变化范围为1.1～9.8g·kg^-1,其中闽楠人工林的凋落叶钙含量最高,湿地松人工林最低;不同树种之间土壤化学和生物学特性比较发现,闽楠人工林的土壤pH值最高,湿地松人工林最低,并且闽楠人工林的土壤有效磷含量仅次于毛竹林,但其土壤微生物群落组成与其他树种之间差异显著,主要表现为土壤细菌群落丰度显著低于其他树种;通过相关分析发现不同树种的凋落叶钙含量与土壤pH、有效磷含量呈显著正相关关系,而与土壤细菌群落丰度呈显著负相关关系。说明凋落叶钙含量对其林下土壤的酸度指标有显著影响,并会影响土壤中的养分循环以及微生物过程。     

采伐剩余物管理措施对二代杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应

根据福建省南平市峡阳国有林场二代杉木(Cunninghamia lanceolata(Lamb.)Hook)人工林5种采伐剩余物管理措施(收获采伐剩余物和地被层、全树收获、仅收获树干和树皮以及加倍采伐剩余物、炼山)下0-40 cm深度土壤全碳、全氮含量15a的监测数据,研究了采伐剩余物管理措施对杉木林土壤碳氮含量的影响。结果显示,加倍采伐剩余物处理样地5次取样年份(造林第3年、第6年、第9年、第12年和第15年) 0-10 cm土层土壤全碳、全氮含量均高于其他处理样地,但单因素方差分析显示,采伐剩余物管理措施在5次取样年份对0-10 cm、10-20 cm和20-40 cm土层全碳、全氮含量均没有显著影响(P >0.05)。重复测量方差分析显示,杉木造林15a期间土壤全碳、全氮含量随年份显著变化(P<0.01),但处理措施以及处理措施与取样年份的交互作用对3个土层土壤全碳、全氮含量影响不显著(P >0.05)。杉木林15年生时,不同处理样地3个土层碳储量差异不显著(P >0.05),0-40 cm土层平均值为88.71 Mg/hm²。表明采伐剩余物管理措施对亚热带杉木人工林土壤全碳、全氮含量的长期效应并不显著。     

亚热带森林不同恢复模式土壤与林下植被特征的动态研究

选择亚热带自然恢复(次生林)和人工种植杉木两种恢复模式下不同林龄(5、8、21、27、40年)的林分为研究对象,通过测定0～10cm土层土壤性质以及林下植被特征,探讨不同恢复模式下森林生态系统林下植被与土壤性质的恢复趋势以及相互作用过程。结果表明:随着林分发育,杉木林和次生林土壤碳氮储量均未发生显著变化,土壤C∶N保持不变。林型对土壤碳氮储量有显著影响,在林龄5年和8年,次生林土壤碳氮储量显著高于杉木林。随着林分发育,杉木林土壤磷储量呈增加-降低-增加的变化趋势,在杉木成熟期27年达到最低,C∶P和N∶P最大。而次生林在发育过程中,土壤磷储量先下降后增加,在21年达到最低。100年次生林表层土壤碳氮储量与40年次生林相当,而磷储量却处于较低水平。相关分析表明,杉木林中灌木层盖度与土壤碳氮储量呈显著正相关。在林分发育5年和8年,杉木林灌木层盖度和丰富度均显著低于次生林,但随着时间的推移在27年时趋于一致。研究表明,杉木林在短期恢复中更有利于地上生物量的快速恢复,其经营措施增加了草本层的丰富度,但以牺牲林分发育前期灌木层的盖度和丰富度为代价;自然恢复能更快地形成复杂结构的森林群落。杉木营林...     

不同林龄的天然次生林和杉木人工林恢复过程中凋落物量变化

凋落物作为森林生产力的重要表现,其产量是调控森林生产力和生态系统物质循环的重要因子.以皆伐后,不同年龄自然恢复的天然次生林和人工恢复的杉木林为研究对象,旨在探讨天然次生林与杉木人工林的森林生产力变化规律与差异.结果表明:天然次生林凋落物年生产量5.1～8.2 t·hm-2,且随林龄增加而显著增加;杉木人工林年凋落物年生...     

植物标志物在森林土壤碳循环研究中的应用

森林土壤有机质的稳定机制对于森林长期碳吸存研究具有重要意义。土壤中难分解的生物大分子构成了土壤稳定性有机质库。稳定性土壤碳库主要来自于植物、动物、真菌和细菌,每一种土壤有机质的来源均有具体的天然生物标志物（biomarker）。本文回顾了近20年来植物标志物在土壤碳循环研究中的进展,概述了植物标志物在推断土壤有机质的植物来源以及有机质的分解程度方面的应用,并介绍了植物标志物的稳定性同位素分析在定量估算土壤有机质周转时间上的应用。本文还详细介绍了土壤中植物标志物的化学分析方法,为今后我国应用植物标志物开展土壤有机质研究提供参考。     

不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮含量的变化

土壤微生物生物量虽然仅占土壤有机碳的5%,但在有机质分解与养分循环过程中扮演重要角色。采用空间替换时间的方法在我国亚热带地区选取杉木人工林5年、8年、21年、27年和40年等5个不同林龄,测定了土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮含量以及土壤微生物生物量碳、土壤微生物生物量氮含量,探究不同林龄杉木人工林土壤易变性碳、氮组分的变化特征。结果表明:不同林龄杉木人工林中,5年生林分土壤铵态氮含量显著高于8年生和40年生林分。27年生和40年生林分土壤可溶性有机碳(DOC)含量显著高于5年生和21年生林分。5年生杉木的微生物生物量碳(MBC)含量显著低于其他林龄,21年生林分土壤微生物生物量氮(MBN)含量最低。土壤硝态氮和全碳与土壤可溶性有机碳、可溶性有机氮具有相关性,土壤微生物生物量碳与土壤全碳、全氮之间关系密切。研究结果表明,不同林龄杉木人工林土壤微生物碳氮库的大小可能与土壤养分有关。     

不同凋落物质量对杉木人工林土壤微生物群落结构的影响

凋落物是森林生态系统的重要组成部分。对福建南平峡阳林场7年生二代杉木人工林生态系统进行添加8种不同凋落物处理3年后,分析不同质量凋落物对土壤微生物群落组成的影响。结果表明:(1)添加高质量的桉树凋落物会使土壤磷脂脂肪酸总量、革兰氏阳性、阴性细菌生物量比添加杉木凋落物分别增加了27%、35%和19%,而添加低质量的樟树凋落物使得土壤磷脂脂肪酸总量和革兰氏阴性细菌较杉木显著降低29%和10%。(2)桉树凋落物添加下土壤真菌/细菌比(0.14)显著高于其他凋落物添加的比值,樟树凋落物添加下土壤的革兰氏阳性细菌/革兰氏阴性细菌比(1.64)显著高于其他凋落物添加处理的比值。(3)不同质量凋落物添加处理对土壤pH和碳氮比无显著影响。毛竹凋落物添加下土壤中硝态氮含量最高。(4)相关性分析表明,凋落物碳含量与土壤中脂肪酸总量、革兰氏阳性细菌、革兰氏阴性细菌、真菌和菌根真菌具有正相关关系。烷基碳(Alkyl C)与脂肪酸总量、革兰氏阳性、阴性细菌、细菌、真菌及真菌细菌比均有正相关性。甲氧基碳(N-alkyl C)、氧烷基碳(O-alkylC)和芳碳(ArylC)与革兰氏阳性阴性细菌比呈显著正相关。冗余分析表明,烷基碳(AlkylC)与16︰1ω7c、18︰1ω7c、18︰2ω6c、18︰1ω9显著正相关,对土壤微生物群落结构有显著影响。可见,不同树种之间凋落物烷基碳组分的差异是影响土壤微生物生物量和群落组成的重要指标。     

亚热带米老排和杉木人工林土壤呼吸季节动态及其影响因子

研究我国亚热带地区杉木人工林采伐迹地上营造的19年生米老排人工林和杉木人工林土壤呼吸及其影响因子。结果表明：米老排人工林土壤呼吸速率的年均值为2.95μmolCO2·m -2 s -1,显著高于杉木人工林的2.37μmolCO2·m -2 s -1;米老排人工林土壤呼吸的 Q10值为1.83,显著低于杉木人工林的1.99;2种林分土壤呼吸均呈现明显的季节动态,主要受土壤温度的驱动,土壤温度能分别解释米老排和杉木人工林土壤呼吸速率变化的77.0%和81.6%;回归分析显示,2种林分土壤呼吸速率与凋落物量、细根生物量、土壤有机碳含量、轻组有机碳含量、微生物生物量碳含量和可溶性有机碳含量均显著相关;逐步线性回归分析表明,土壤呼吸速率与凋落物量和土壤微生物生物量碳含量的关系最密切;树种间凋落物量和土壤微生物生物量的差异是导致米老排人工林土壤碳排放速率高于杉木人工林的重要原因。