不同林龄杉木人工林菌根侵染特征研究

丛枝菌根真菌是一种通过土壤侵染植物根系,与寄主植物互利共生的重要有益真菌。探究不同林龄杉木林中菌根侵染状况与土壤养分的变化规律,有利于深入认识丛枝菌根真菌—杉木相互作用的养分调控因素,从而为改善杉木人工林土壤肥力、促进杉木林可持续经营提供依据。分别选取10a、25a、45a杉木纯林,分析了不同林分菌根侵染率与孢子密度及部分土壤养分因子(全磷、速效磷、全钾、速效钾)的关系。结果表明:(1)菌根侵染率与孢子密度均呈现出随林龄增大而增大的趋势,pH随林龄增大而减少的趋势;(2)根际土中磷的含量总体偏低,而且受到土壤酸化流失和丛枝菌根真菌积累的双重影响呈现出先减少后增加的趋势;(3)虽然有效钾含量随林龄变化趋势不显著,但丛枝菌根真菌能促进土壤钾的积累。因此,丛枝菌根真菌能有效调控根际土的养分动力学特征,减缓土壤酸化造成的养分流失。

森林土壤氧化亚氮排放对氮输入的响应研究进展

大气中氧化亚氮(N_(2)O)浓度的上升加剧了全球变暖。森林土壤在调节大气N_(2)O浓度中发挥着至关重要的作用。近年来,氮(N)输入对森林土壤N_(2)O通量的影响备受关注。然而,森林土壤N_(2)O排放对N输入响应的机制,尤其是植物和微生物对N_(2)O通量的调控作用尚缺乏系统研究。因此,本文综述了N输入如何通过森林植被(根系N吸收、凋落物分解和形成丛枝菌根)和土壤微生物(微生物生物量和群落组成)调控N_(2)O产生途径,从而影响森林土壤N_(2)O排放。结果表明,植物的竞争性氮吸收能降低氮输入对N_(2)O排放的促进作用,其作用大小可能主要取决于土壤“氮饱和”状态。植物凋落物主要通过分解过程中的养分归还和次生代谢产物释放来影响氮输入背景下的森林土壤N_(2)O排放,前者具有促进作用,而后者具有抑制作用。丛枝菌根主要通过吸收有效氮和水分、促进团聚体形成以及改变N_(2)O相关功能基因群落调控森林土壤N_(2)O通量。N输入导致的土壤酸化或养分限制,通常会降低微生物生物量和/或改变微生物群落组成,从而控制N_(2)O排放。N输入对N_(2)O不同产生途径也会造成影响,受土壤湿度、N_(2)O底物浓度以及N_(2)O相关功能基因丰度(AOB、AOA、nirK、nirS和nosZ)的调控。未来在模型预测中,需要将植物氮吸收、凋落物分解、菌根以及N_(2)O产生途径充分纳入模型,以提高模型预测准确性,为全球变化背景下制订森林管理政策和温室气体减排措施提供支持。

森林土壤氧化亚氮排放对磷添加响应的研究进展

氧化亚氮(N_(2)O)是大气中的主要温室气体之一,其浓度上升会加剧全球变暖。森林土壤在调解大气N_(2)O浓度中发挥着至关重要的作用,近年来,为了提高森林生产力,磷(P)肥使用量逐年增加;然而,与氮沉降或氮添加对森林土壤N_(2)O排放的影响相比,人们对P添加如何影响森林土壤N_(2)O排放的认识还十分有限。本研究综述森林土壤N_(2)O排放对P添加的响应及其作用机制。由于植物和土壤微生物(微生物量、群落组成和微生物活性)对P添加的响应存在差异,致使森林土壤N_(2)O排放对P添加的响应呈促进、抑制和无影响3种结果。总体而言,P添加可缓解植物和土壤微生物的P限制,土壤N_(2)O排放对P添加的响应受土壤初始养分(N、P)状态调控。P添加能够促进植物根系对无机氮的吸收和/或提高微生物固氮,从而降低森林土壤N_(2)O排放;P添加还能刺激硝化和反硝化细菌的活性,增加森林土壤N_(2)O排放。此外,P添加也可能通过缓解土壤酸化,影响丛枝菌根真菌共生和凋落物分解,实现对土壤N_(2)O排放的调控。在今后的森林管理中,可以考虑将P添加作为温室气体减排的一种策略。

互花米草入侵对漳江口红树林湿地土壤有机碳官能团特征的影响

红树林对全球气候变化敏感,近年来不少区域又受互花米草(Spartina alterniflora)入侵的影响,土壤碳库组成发生显著变化,然而鲜有从有机碳官能团特征角度出发的关于两群落的研究。为了解在红树林群落与互花米草群落下土壤碳库及其有机碳官能团的特征差异,在福建省云霄县漳江口红树林自然保护区湿地内由内陆到海岸方向选取3条样带,每条样带依次选取3个样地:红树林群落(MC)、秋茄(Kandelia obovata)-互花米草过渡带(TC)和互花米草群落(SC),每个样地选取3个呈品字形分布的采样点,分5层采集0–100cm土壤样品,分析土壤中的总有机碳(TOC)、颗粒有机碳(POC)以及可溶性有机碳(DOC)特征,并利用核磁共振波谱法测定表层0–15 cm与深层75–100 cm土壤总有机碳官能团特征,以空间换时间法研究入侵前后土壤碳库变化特征。结果表明:(1)从MC群落到SC群落,土壤有机碳库显著减小,各样地总有机碳与颗粒有机碳含量表现为MC> TC> SC,并随着土层深度增加而减少, DOC含量没有表现出明显的变化趋势。(2)各植被类型土壤有机碳以烷基碳与烷氧碳为主,其次是芳香碳与羰基碳, N-烷氧碳与酚基碳含量最少,其中表层0–15 cm土壤从红树林群落到互花米草群落,烷基碳与烷氧碳含量呈现增加趋势但不显著,芳香碳与酚基碳含量显著减少,其余有机碳组分含量无显著差异。在深层75–100 cm随着植被类型的改变,土壤有机碳组成结构均无显著差异。(3)在0–15 cm土层,烷基碳/烷氧碳含量表现为:SC> MC> TC;芳香度表现为SC最小,MC与TC无显著差异;疏水碳/亲水碳无显著差异;脂族碳/芳香碳表现为SC显著大于其他两种植被类型,MC与TC无显著差异。在75–100 cm土层,各比值无显著差异。综上所述,红树林群落碳储量显著高于互花米草群落,受植被的影响,互花米草群落表层土壤有机碳分解程度显著高于红树林群落,而红树林群落的土壤有机碳分子结构要比互花米草群落更复杂,以维持其土壤有机碳的稳定性。因此,互花米草入侵红树林后可能会加快有机碳的分解,最终稳定在相对简单的分子结构,降低土壤碳储量。