蚂蚁筑巢对纳帕海面山土壤碳积累及分配的影响

【目的】揭示纳帕海面山森林蚁巢与非蚁巢土壤总有机碳储量及活性有机碳组分的分配特征,为阐明蚂蚁活动对森林土壤有机碳沉积影响的过程及机制提供关键数据支撑。【方法】以纳帕海面山云杉−冷杉森林群落为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢2种处理土壤总有机碳储量、活性碳组分(微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳)及其碳分配(微生物生物量碳/总有机碳、易氧化有机碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳)的差异,并分析蚂蚁筑巢活动引起土壤理化环境改变对总有机碳储量及活性有机碳组分分配的影响。【结果】蚂蚁筑巢显著影响土壤有机碳积累及活性碳组分分配(P<0.05)。其中,蚁巢土壤有机碳储量是非蚁巢的5.7倍;蚁巢土壤总有机碳、微生物生物量碳、易氧化有机碳、颗粒有机碳含量分别提高了3.8、2.7、4.0、3.5倍;蚁巢土壤易氧化有机碳/总有机碳均值大小比蚁巢高出1.50%,而非蚁巢土壤微生物生物量碳/总有机碳、颗粒有机碳/总有机碳、可溶性有机碳/总有机碳均值分别比蚁巢高0.43%、3.30%、3.21%;不同处理和土层仅对土壤总有机碳、微生物生物量碳、颗粒有机碳和可溶性有机碳含量存在明显的交互作用(P<0.05);回归分析结果表明土壤微生物生物量碳、颗粒有机碳、可溶性有机碳和易氧化有机碳分别解释了96.45%、96.35%、95.13%、94.27%的总有机碳变化;主成分分析表明土壤密度、全氮和速效磷是总有机碳储量的主控因子,而速效氮、速效磷、土壤密度等是活性碳组分积累的主要驱动因子;全钾、含水量分别是颗粒性有机碳与可溶性有机碳分配的主要影响因子。【结论】蚂蚁筑巢主要通过改变土壤紧实度、氮磷养分条件等环境因子,进而调控纳帕海面山森林土壤总有机碳储量与活性有机碳组分的分配,研究结果有助于理解高原湿地面山土壤碳积累过程的土壤动物学调控机制。

蚂蚁筑巢对森林土壤氮库组分含量和分配的影响

为阐明蚂蚁筑巢对纳帕海面山森林土壤氮循环的影响过程及机制,以该区云杉-冷杉森林群落为研究对象,比较蚁巢和非蚁巢2种野外实验处理土壤氮组分(全氮、碱解氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮)含量及其分配(碱解氮/全氮、硝态氮/全氮、铵态氮/全氮、微生物生物量氮/全氮)的差异特征,分析蚂蚁筑巢活动引起土壤理化环境变化对氮库组分积累与分配的影响。结果显示:(1)蚂蚁筑巢显著影响土壤氮组分含量积累及分配(P<0.05)。其中,蚁巢土壤的全氮、硝态氮、铵态氮、碱解氮和微生物生物量氮含量是非蚁巢的2.2、3.5、1.4、4.2、1.8倍;蚁巢土壤的氮组分(碱解氮、硝态氮、铵态氮、微生物生物量氮)占全氮比例是非蚁巢的1.88、1.47、1.38、1.58倍;土壤氮库组分及其分配受不同处理、土层及交互作用的影响显著(P<0.05)。(2)回归分析显示,土壤铵态氮和硝态氮分别解释全氮变化的87.29%、80.84%。(3)曼特尔分析表明,氮库组分积累的主要驱动因子是土壤孔隙度、全磷和pH,土壤氮库组成分配的主要驱动因子是有机质、速效钾和速效磷。可得结论:蚂蚁筑巢显著改变土壤孔隙度、酸碱性、碳磷钾养分等环境因子,进而调控纳帕海面山森林土壤氮库组分含量的积累与分配。研究结果有助于理解高原湿地面山土壤氮积累过程的土壤动物学调控机制。