为理解氮沉降持续增加对次生林生态系统碳循环相关过程的影响,2013年5月开始对瓦屋山常绿阔叶次生林进行模拟氮沉降试验,氮沉降水平分别为对照(CK,0 kg hm-2 a-1)、低氮(LN,50 kg hm-2 a-1)和高氮(HN,150 kg hm-2a-1).于2013年9月至2014年8月,每月下旬采用LI-8100开路式土壤碳通量测量系统测定土壤呼吸速率.结果显示:瓦屋山常绿阔叶次生林土壤呼吸速率季节变化明显,7月最高(2.77μmol m-2 s-1),1月最低(0.46μmol m-2 s-1).该次生林累积土壤碳排放量为591 g m-2 a-1.土壤呼吸与土壤温度呈极显著(P<0.01)正指数相关,与土壤湿度无显著关系(P>0.05).模拟氮沉降显著(P=0.027)抑制了土壤呼吸,高氮处理年均土壤呼吸速率较对照极显著(P<0.01)下降31.4%.基于土壤温度的土壤呼吸Q10值为2.63,低氮和高氮处理Q10值分别较对照增加16%和33%.综上所述,在该生态系统土壤氮含量较高的背景下,模拟氮沉降可能加剧了土壤碳限制,通过减缓植物根系生长和降低土壤微生物生物量抑制了土壤CO2排放.
森林细根分解是陆地生态系统碳循环的重要过程之一,其分解速率受到大气氮沉降增加的潜在影响.2007年11月至2013年1月,对华西雨屏区苦竹人工林进行每月1次的模拟氮沉降试验,设对照(CK,0 g N·m-2·a-1)、低氮(5 g N·m-2·a-1)、中氮(15 g N·m-2·a-1)和高氮(30 g N·m-2·a-1)4个处理.2011年1月起,采用分解袋法研究苦竹细根分解.结果表明:苦竹细根分解呈现出先快后慢的趋势,在分解第1年质量损失达60%,分解第2年质量残留率变化较为平缓.对照处理细根质量损失50%和95%分别需要1.20和5.17 a.总体上,负指数模型低估了各处理细根分解速率.模拟氮沉降显著抑制了苦竹细根分解,相对于对照,高氮处理细根在分解2 a后残留量增加51.0%.模拟氮沉降显著增加了凋落物碳、氮和磷元素的残留率.与对照相比,模拟氮沉降处理4.5 a后,中氮和高氮处理土壤pH值显著降低,高氮处理土壤有机碳、总氮、铵态氮和硝态氮含量以及苦竹细根生物量显著增加.
Bamboos are one of the fast-growing and multiple use species in the world,and thus bamboo forests/plantations play an important role in C sequestration at regional and global levels.We studied aboveground litterfall,litter decomposition and nutrient dynamics for two years in two subtropical bamboo ecosystems in Southwest China so as to test the hypothesis that litter quality determine the rate and nutrient dynamics during decomposition of different litter fractions.Mean annual total aboveground litter production ranged from 494 to 434 g m^(-2)in two bamboo stands(P stand,dominated by Pleioblastus amarus and H stand,hybrid bamboo dominated by Bambusa pervariabilis x Dendrocalamopsis daii).Bulk(~80%)of litter production was contributed by leaf litter in two stands followed by twigs and sheathes.Different litter fractions represented considerable variations in the rates of mass loss and nutrient release.Variation of the mass remaining after 2 years of decomposition was significantly explained by initial C/N ratio and initial P concentration.Initial concentrations of N,P,Ca,and Mg explained 57.9%,95.0%,99.8%and 98.1%,respectively,of the variations of these elements mass remaining after 2 years of decomposition.The patterns of nutrient dynamics and the final amount remaining were mainly determined by their initial litter substrate quality in these two subtropical bamboo plantations.
TU Li-HuaHU Hong-LingHU Ting-XingZHANG JianLI Xian-WeiLIU LiXIAO Yin-LongCHEN GangLI Ren-Hong
土壤动物在生态系统养分循环中扮演着重要角色,其中土壤节肢动物在凋落物破碎和土壤团聚体形成中起着决定性作用。为探究多年模拟氮沉降对苦竹人工林土壤节肢动物的影响,于2007年11月起在华西雨屏区苦竹人工林进行了每月1次的模拟氮沉降试验,以硝酸铵为氮源,设对照(0 g N·m^(-2)·a^(-1))、低氮(5 g N·m^(-2)·a^(-1))、中氮(15 g N·m^(-2)·a^(-1))和高氮(30 g N·m^(-2)·a^(-1)) 4个处理。在施氮6.5年后分别于2014年1月、10月,2015年1月采集凋落物层和0～15 cm土层样品带回实验室分离鉴定。结果显示:本试验共观察到土壤节肢动物1852只,隶属于3门7纲18目;凋落物层土壤节肢动物个体数和类群数随施氮浓度的升高而增加,且高氮处理显著高于对照;土壤层土壤节肢动物个体数和类群数随施氮浓度的升高而减少,但与对照相比均不显著;模拟氮沉降对凋落物层和土壤层土壤节肢动物多样性指数、均匀度指数和丰富度指数均无显著影响。
