森林土壤融化期异养呼吸和微生物碳变化特征

采用室内土柱培养的方法,研究在不同湿度(55%和80%WFPS,土壤充水孔隙度)和不同氮素供给(NH_4Cl和KNO_3,4.5 g N/m^2)条件下,外源碳添加(葡萄糖,6.4 g C/m^2)对温带成熟阔叶红松混交林和次生白桦林土壤融化过程微生物呼吸和微生物碳的激发效应。结果表明:在整个融化培养期间,次生白桦林土壤对照CO_2累积排放量显著高于阔叶红松混交林土壤。随着土壤湿度的增加,次生白桦林土壤对照CO_2累积排放量和微生物代谢熵(q_(CO_2))显著降低,而阔叶红松混交林土壤两者显著地增加(P<0.05)。两种林分土壤由葡萄糖(Glu)引起的CO_2累积排放量(9.61—13.49 g C/m^2)显著大于实验施加的葡萄糖含碳量(6.4g C/m^2),同时由Glu引起的土壤微生物碳增量为3.65—27.18 g C/m^2,而施加Glu对土壤DOC含量影响较小。因此,这种由施加Glu引起的额外碳释放可能来源于土壤固有有机碳分解。融化培养结束时,阔叶红松混交林土壤未施氮处理由Glu引起的CO_2累积排放量在两种湿度条件下均显著大于次生白桦林土壤(P<0.001);随着湿度的增加,两种林分土壤Glu引起的CO_2累积排放量显著增大(P<0.001)。单施KNO_3显著地增加两种湿度的次生白桦林土壤Glu引起的CO_2累积排放量(P<0.01)。单施KNO_3显著地增加了两种湿度次生白桦林土壤Glu引起的微生物碳(P<0.001),单施NH_4Cl显著地增加低湿度阔叶红松混交林土壤Glu引起的微生物碳(P<0.001)。结合前期报道的未冻结实验结果,发现冻结过程显著地影响外源Glu对温带森林土壤微生物呼吸和微生物碳的刺激效应(P<0.05),并且无论冻结与否,温带森林土壤微生物呼吸和微生物碳对外源Glu的响应均与植被类型、土壤湿度、外源氮供给及其形态存在显著的相关性。

温带森林土壤渗漏液DOM含量与组分及光谱特性

文章利用连续流动分析和三维荧光光谱技术,研究了不同形态[(NH_4)_2SO_4、NH_4Cl和KNO_3]和剂量(22.5和45 kgN/(hm^2·a)模拟氮沉降、碳添加(葡萄糖,64 kgC/(hm^2·a)以及去除凋落物处理9 a后温带森林实验样地,在融化末期(5月)和植被生长旺期(7月)森林土壤渗漏液溶解性有机质(DOM)含量与组分及其光谱特性的变化规律。对实验所有处理森林土壤渗漏液三维荧光光谱进行平行因子分析,得到DOM的3个荧光组分:富里酸类DOM、腐殖酸类DOM和蛋白类DOM。在不考虑实验处理的影响,与融化末期相比,植被生长旺期森林土壤渗漏液溶解性有机碳(DOC)及其生物可降解(BDOC)含量均显著地增加,DOM中蛋白类组分贡献率较低、腐殖化程度较高、生物源贡献较少而陆源贡献较大。长期碳氮干扰对融化末期森林土壤渗漏液DOC含量及其生物可降解性均无显著影响。长期去除凋落物和碳添加处理降低了植被生长旺期森林土壤渗漏液DOC和BDOC含量。长期模拟氮沉降对森林土壤渗漏液DOM 3种组分的含量和贡献率的影响与外源氮的形态和剂量有关。该研究显示长期碳氮干扰条件下,在上述2种不同时期森林土壤渗漏液DOM的生物可降解性与荧光组分及相关参数所反映的DOM活性具有较高的一致性。实验结果为深入研究森林土壤渗漏液DOM含量和组分及其稳定性的影响因素提供参考。