亚热带北缘次生阔叶林土壤性状和菌根真菌多样性随坡位的变化

菌根真菌的侵染和共生有助于林木对土壤氮、磷等养分的吸收利用,是林木适应瘠薄土壤条件和困难立地的有效方式。以位于宁镇山脉中部空青山的次生阔叶林为对象,利用自然地形变化所产生的立地条件的差异,分别采集上、中、下坡的林木根系及土壤样品,分析菌根真菌侵染率和多样性,以及相应的土壤性状,研究亚热带北缘次生阔叶林林木根系的菌根真菌侵染情况随坡位的变化,并探讨其与土壤养分供应之间的关系。结果表明,不同坡位林地土壤的含水量、pH值、有效磷含量以及微生物生物量氮含量差异不显著,但均随坡位下降而升高。下坡和中坡的土壤有机碳含量、全氮含量、无机氮含量以及微生物生物量碳含量整体上均显著高于上坡。上、中、下坡林木菌根平均侵染率分别为92.1%、84.7%和74.6%,随着坡位的下降侵染率显著降低。不同坡位菌根真菌的Shannon-Wiener指数、Simpson指数和丰富度指数差异显著,表现为上坡>中坡>下坡,菌根真菌的均匀度指数在不同坡位间没有差异。不同坡位菌根真菌侵染率以及Shannon-Wiener指数均与土壤有机碳和硝态氮含量呈显著负相关,此外,菌根真菌Shannon-Wiener指数还与土壤pH显著负相关,与铵态氮含量显著正相关。菌根真菌的丰富度指数则与土壤含水量、有机碳含量、有效磷含量以及微生物生物量氮含量呈显著负相关。综合结果表明,亚热带北缘丘陵山区次生阔叶林菌根真菌侵染与土壤养分状态之间存在一定的权衡关系,上坡硝态氮的相对匮乏促使更多的菌根真菌侵染以及更高的菌根真菌多样性,通过林木与菌根真菌的互利共生保障林木的氮素获取和正常生长。

杨树人工林林下植被对非生长季土壤磷素形态与转化的影响

非生长季林地土壤的磷素形态和转化直接影响次年林木萌发阶段的磷素供应,而林下植物的种类和多样性则可通过改变林地微环境以及凋落物的组成和质量,影响非生长季林地土壤的磷素转化过程。本研究通过在杨树(Populus deltoides‘Nanlin3804’)人工林中设置清除林下植被、保留物种多样的自然林下植被、保留1种主要林下植物和林下种植固氮植物等4种处理,于处理1年后采样分析非生长季林地表层(0~5 cm)土壤的磷素形态,并采用原位埋袋培养法研究土壤磷素的转化过程,探讨林下植物种类与多样性对非生长季土壤磷库形态特征及有效性的影响。结果表明,保留自然植被处理的土壤总活性磷含量显著高于清除林下植被和保留1种植物处理,有效提高了非生长季土壤磷素有效性。林下种植固氮植物处理土壤的中等活性磷含量显著低于保留1种植物处理,但其活性磷和活性有机磷的生成速率显著高于保留1种植物处理。清除林下植被处理的土壤稳定态磷含量显著高于3种有林下植物的处理,土壤磷素的有效性最低。4种处理的土壤全磷中,总无机磷所占比例(43.4%~48.1%)都高于总有机磷所占比例(26.9%~34.5%),其中种植固氮植物处理的总无机磷含量显著高于保留1种植物处理。总体而言,杨树人工林林下植被的存在显著减少了非生长季土壤中稳定态磷的含量,促进了磷的有效性;多样性的林下植物显著增加了土壤活性磷含量;此外,林下种植固氮植物也可以有效促进活性磷的生成,提升土壤磷素有效性。