亚热带不同造林树种凋落叶钙对土壤特性的影响
发布时间：2022-01-09 23:22
以亚热带12个常见造林树种人工林为研究对象,分析不同树种的凋落叶性质以及土壤物理化学、土壤微生物学特性之间的差异,旨在探索凋落叶钙含量与土壤酸化以及微生物学指标之间的关系。研究结果表明:不同树种凋落叶钙含量变化范围为1.1～9.8g·kg-1,其中闽楠人工林的凋落叶钙含量最高,湿地松人工林最低;不同树种之间土壤化学和生物学特性比较发现,闽楠人工林的土壤pH值最高,湿地松人工林最低,并且闽楠人工林的土壤有效磷含量仅次于毛竹林,但其土壤微生物群落组成与其他树种之间差异显著,主要表现为土壤细菌群落丰度显著低于其他树种;通过相关分析发现不同树种的凋落叶钙含量与土壤pH、有效磷含量呈显著正相关关系,而与土壤细菌群落丰度呈显著负相关关系。说明凋落叶钙含量对其林下土壤的酸度指标有显著影响,并会影响土壤中的养分循环以及微生物过程。
【文章来源】：福建农业科技. 2020,(01)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
土壤微生物群落组成主成分分析图
本研究结果表明，亚热带12个常见造林树种人工林之间凋落叶钙含量差异显著，而凋落叶钙含量与土壤特性，如pH、有效磷含量和细菌群落丰度等指标具有显著相关性，这与其他一些研究结果一致[1,4]。本研究发现无论是被子植物还是裸子植物，针叶树种还是阔叶树种，凋落叶钙含量高的树种，其林下土壤pH也较高，反之亦然。比如，在本研究中闽楠人工林凋落叶钙含量最高，其0～10cm土壤表层的pH也最高；湿地松人工林凋落叶钙含量最低，其林下土壤pH也最低。本研究中也发现土壤交换性Ca2+含量也与土壤pH显著正相关，Lucas等[21]研究结果也表明土壤交换性盐基离子在维持土壤养分与缓冲土壤酸化中起着重要作用。土壤交换性Ca2+作为土壤胶体吸附的可交换性阳离子，可以为H+提供交换位点，从而交换土壤酸化过程中产生的H+，缓解土壤酸化对生态系统造成的危害[22]。Reich等[14]研究发现，造林30年后，凋落叶钙含量高的树种能够增加枯枝落叶层和矿质土壤表层的pH值、盐基饱和度。Tanikawa等[23]报道了日本柳杉（凋落叶钙含量为12.1g·kg-1）在低土壤pH和低盐基饱和度的土壤上，0～10cm表层土壤的交换性钙库与凋落物钙年归还量大致相等；但是在高土壤pH和高盐基饱和度的土壤上，表层土壤的交换性钙库是凋落物钙年归还量的7倍。凋落叶的钙主要是通过分解过程进入到矿质土壤中。许多凋落叶分解研究发现，大多数树种的凋落叶钙含量在分解过程中呈现出净释放的过程[24]，而且叶片钙的重吸收率非常低，甚至为负值[25-26]，表明植物分配在叶片里面的钙几乎全部以分解形式归还到矿质土壤中。较高的钙输入，能够影响土壤团聚体形成、土壤有机质的稳定性和蚯蚓群落的丰度等[1,27-28]，而这些因子又会影响森林生态系统的碳氮循环过程。因此，凋落叶钙含量在一定程度上能够指示土壤酸度以及物理、化学和生物学过程。本研究还发现凋落叶N含量及木质素/N比值，这两个经常用来指示凋落叶分解速率[29]，而且与土壤碳氮动态密切相关的指标[30]，在本研究中与土壤特性均无显著相关性。图3 不同树种人工林土壤交换性Ca2+含量与土壤pH的相关性
图2 不同树种人工林凋落叶钙含量与土壤pH、有效磷和细菌群落丰度的相关性本研究还发现凋落叶钙含量与土壤有效磷含量呈显著正相关。比如，闽楠人工林凋落叶钙含量最高，其矿质土壤层pH最高，土壤有效磷含量也较高。P是限制陆地生态系统净初级生产力的重要因子之一，而P元素主要来源于母质风化。越来越多的研究证实，热带、亚热带地区的森林植物生长和土壤微生物过程（如分解、硝化、养分固定、菌根养分摄取等）更多地受到P的限制[31-33]。土壤pH是影响土壤中磷的有效性的重要因子[34-36]：当pH值处于较低水平时（<6),P易被Fe、Al等离子吸附，从而降低P的有效性；而当pH值较高时（>7),P易被Ca、Mg离子等吸附，也会降低土壤中P的有效性；当6<pH<7时，土壤中的P有效性处于最高的水平[34]。本研究中三个试验地的土壤pH值均处于较低的水平（4<pH<5），因此，P元素更多地被Fe或Al离子所吸附，使得土壤中有效磷含量也处于一个较低的水平，进而影响植物根系对有效磷的吸收以及其他微生物过程等。那么，凋落叶钙含量高的植物，以凋落物归还的形式向土壤中输入大量的钙，从而提高土壤pH，有利于P的解吸附，从而提高土壤中磷的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同季节亚热带常绿阔叶林6个树种凋落叶钙、镁、锰的释放特征[J]. 马志良,高顺,杨万勤,吴福忠. 应用生态学报. 2015(10)
[2]亚热带典型人工林土壤酸化特征及其生物学机理初步分析[J]. 张文猛,王兴祥. 土壤. 2012(06)
[3]韶山针阔叶混交林凋落物层的淋溶及缓冲作用[J]. 杜春艳,曾光明,张龚,苏小康,王玲玲,黄璐,蒋益民. 生态学报. 2008(02)
[4]森林凋落物对土壤酸化缓冲作用的初步研究[J]. 汪思龙,陈楚莹. 环境科学. 1992(05)
本文编号：3579628
【文章来源】：福建农业科技. 2020,(01)
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
土壤微生物群落组成主成分分析图
本研究结果表明，亚热带12个常见造林树种人工林之间凋落叶钙含量差异显著，而凋落叶钙含量与土壤特性，如pH、有效磷含量和细菌群落丰度等指标具有显著相关性，这与其他一些研究结果一致[1,4]。本研究发现无论是被子植物还是裸子植物，针叶树种还是阔叶树种，凋落叶钙含量高的树种，其林下土壤pH也较高，反之亦然。比如，在本研究中闽楠人工林凋落叶钙含量最高，其0～10cm土壤表层的pH也最高；湿地松人工林凋落叶钙含量最低，其林下土壤pH也最低。本研究中也发现土壤交换性Ca2+含量也与土壤pH显著正相关，Lucas等[21]研究结果也表明土壤交换性盐基离子在维持土壤养分与缓冲土壤酸化中起着重要作用。土壤交换性Ca2+作为土壤胶体吸附的可交换性阳离子，可以为H+提供交换位点，从而交换土壤酸化过程中产生的H+，缓解土壤酸化对生态系统造成的危害[22]。Reich等[14]研究发现，造林30年后，凋落叶钙含量高的树种能够增加枯枝落叶层和矿质土壤表层的pH值、盐基饱和度。Tanikawa等[23]报道了日本柳杉（凋落叶钙含量为12.1g·kg-1）在低土壤pH和低盐基饱和度的土壤上，0～10cm表层土壤的交换性钙库与凋落物钙年归还量大致相等；但是在高土壤pH和高盐基饱和度的土壤上，表层土壤的交换性钙库是凋落物钙年归还量的7倍。凋落叶的钙主要是通过分解过程进入到矿质土壤中。许多凋落叶分解研究发现，大多数树种的凋落叶钙含量在分解过程中呈现出净释放的过程[24]，而且叶片钙的重吸收率非常低，甚至为负值[25-26]，表明植物分配在叶片里面的钙几乎全部以分解形式归还到矿质土壤中。较高的钙输入，能够影响土壤团聚体形成、土壤有机质的稳定性和蚯蚓群落的丰度等[1,27-28]，而这些因子又会影响森林生态系统的碳氮循环过程。因此，凋落叶钙含量在一定程度上能够指示土壤酸度以及物理、化学和生物学过程。本研究还发现凋落叶N含量及木质素/N比值，这两个经常用来指示凋落叶分解速率[29]，而且与土壤碳氮动态密切相关的指标[30]，在本研究中与土壤特性均无显著相关性。图3 不同树种人工林土壤交换性Ca2+含量与土壤pH的相关性
图2 不同树种人工林凋落叶钙含量与土壤pH、有效磷和细菌群落丰度的相关性本研究还发现凋落叶钙含量与土壤有效磷含量呈显著正相关。比如，闽楠人工林凋落叶钙含量最高，其矿质土壤层pH最高，土壤有效磷含量也较高。P是限制陆地生态系统净初级生产力的重要因子之一，而P元素主要来源于母质风化。越来越多的研究证实，热带、亚热带地区的森林植物生长和土壤微生物过程（如分解、硝化、养分固定、菌根养分摄取等）更多地受到P的限制[31-33]。土壤pH是影响土壤中磷的有效性的重要因子[34-36]：当pH值处于较低水平时（<6),P易被Fe、Al等离子吸附，从而降低P的有效性；而当pH值较高时（>7),P易被Ca、Mg离子等吸附，也会降低土壤中P的有效性；当6<pH<7时，土壤中的P有效性处于最高的水平[34]。本研究中三个试验地的土壤pH值均处于较低的水平（4<pH<5），因此，P元素更多地被Fe或Al离子所吸附，使得土壤中有效磷含量也处于一个较低的水平，进而影响植物根系对有效磷的吸收以及其他微生物过程等。那么，凋落叶钙含量高的植物，以凋落物归还的形式向土壤中输入大量的钙，从而提高土壤pH，有利于P的解吸附，从而提高土壤中磷的有效性。
【参考文献】：
期刊论文
[1]不同季节亚热带常绿阔叶林6个树种凋落叶钙、镁、锰的释放特征[J]. 马志良,高顺,杨万勤,吴福忠. 应用生态学报. 2015(10)
[2]亚热带典型人工林土壤酸化特征及其生物学机理初步分析[J]. 张文猛,王兴祥. 土壤. 2012(06)
[3]韶山针阔叶混交林凋落物层的淋溶及缓冲作用[J]. 杜春艳,曾光明,张龚,苏小康,王玲玲,黄璐,蒋益民. 生态学报. 2008(02)
[4]森林凋落物对土壤酸化缓冲作用的初步研究[J]. 汪思龙,陈楚莹. 环境科学. 1992(05)
本文编号：3579628
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/nykj/3579628.html
