增温和氮添加对杉木不同序级细根形态和化学性状的影响

全球气候变暖与氮(N)沉降是两个同时存在的全球变化主要因素,但目前关于二者的研究多以单因子为主。细根形态和化学性状等功能性状在促进植物养分获取和森林生物地球化学循环方面起着关键作用,但目前气候变暖、N沉降以及两者交互对细根形态和化学性状的影响尚不清楚。在福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站陈大观测点开展土壤增温与N添加双因子试验,包括对照(无增温,无氮添加)、低氮(+4gN m^(-2)a^(-1))、高氮(+8gN m^(-2)a^(-1))、增温(+5℃)、增温+低氮(+5℃,+4gN m^(-2)a^(-1))、增温+高氮(+5℃,+8gN m^(-2)a^(-1))六个处理,探讨增温与N添加对杉木(Cunninghamia Lanceolata)细根形态和化学性状的影响。结果表明:(1)增温显著增加了细根直径(D)。增温和N添加的交互作用对细根比根长(SRL)、比表面积(SRA)及组织密度(RTD)均存在显著影响,与对照相比,增温处理及增温+高氮处理均降低了细根SRL和SRA;不同处理间细根RTD无显著差异。N添加与序级交互作用对细根SRA存在显著影响,仅低氮添加显著增加了1级根SRA。(2)增温和N添加交互作用对细根碳(C)含量存在显著影响,与对照相比,仅增温+高氮处理显著增加了细根C含量。N添加与序级交互作用对细根C含量存在显著影响,仅在1级细根中,高氮添加的细根C含量要显著高于低氮添加。增温、N添加以及序级三者交互作用对细根N含量及碳氮比(C∶N)存在显著影响,与对照相比,低氮和高氮处理对细根N含量及C∶N影响因序级而异;增温处理、增温+低氮处理以及增温+高氮处理均显著提高了细根N含量,降低了细根C∶N;与高阶根相比,低阶根N含量和C∶N对单独增温处理及增温+低氮处理响应要更为敏感。以上结果表明,不同细根功能性状对增温、N添加及两者交互的响应存在差异,这种差异主要与细根序级和N添加水平有关;增温和N添加抑制了细根SRL和SRA,但促进了细根N含量并降低了细根C∶N,这将有助于理解亚热带地区森林地下养分循环以及C固存对全球环境变化的响应。

米槠次生林和天然林细根养分及化学计量特征

探讨人为干扰对森林养分利用和生物地球化学循环特征的影响,对亚热带米槠(Castanopsis carlesii)次生林和天然林细根化学计量特征及其随土壤深度(0~80cm)的变化趋势进行了研究。结果表明,混合线性模型表明林分和土层深度对细根化学计量特征影响的主效应显著,但是交互作用不显著;米槠次生林细根N和P含量均显著低于天然林,而细根C浓度、C:N、C:P显著高于天然林,天然林1~2mm细根C浓度显著低于次生林;天然林和次生林细根N、P含量均随土层深度增加而呈显著下降趋势,C:N、C:P、N:P均随土层深度增加而呈显著上升趋势,且两林分下降趋势无显著差异;天然林和次生林细根N、P含量及N:P分别与土壤全N、全P含量和N:P存在线性关系,而细根N、P含量和N:P随土层深度变化均与直径显著相关,与细根比根长(SRL)无关。天然林经过人为干扰后,细根化学计量特征随土层深度变化规律虽未发生改变,但细根N和P浓度显著降低。