以亞熱帶12個常見造林樹種人工林為研究對象,分析不同樹種的凋落葉性質(zhì)以及土壤物理化學(xué)、土壤微生物學(xué)特性之間的差異,旨在探索凋落葉鈣含量與土壤酸化以及微生物學(xué)指標(biāo)之間的關(guān)系。研究結(jié)果表明:不同樹種凋落葉鈣含量變化范圍為1.1～9.8g·kg^-1,其中閩楠人工林的凋落葉鈣含量最高,濕地松人工林最低;不同樹種之間土壤化學(xué)和生物學(xué)特性比較發(fā)現(xiàn),閩楠人工林的土壤pH值最高,濕地松人工林最低,并且閩楠人工林的土壤有效磷含量僅次于毛竹林,但其土壤微生物群落組成與其他樹種之間差異顯著,主要表現(xiàn)為土壤細(xì)菌群落豐度顯著低于其他樹種;通過相關(guān)分析發(fā)現(xiàn)不同樹種的凋落葉鈣含量與土壤pH、有效磷含量呈顯著正相關(guān)關(guān)系,而與土壤細(xì)菌群落豐度呈顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。說明凋落葉鈣含量對其林下土壤的酸度指標(biāo)有顯著影響,并會影響土壤中的養(yǎng)分循環(huán)以及微生物過程。 

【文章來源】：福建農(nóng)業(yè)科技. 2020,(01)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

土壤微生物群落組成主成分分析圖

本研究結(jié)果表明，亞熱帶12個常見造林樹種人工林之間凋落葉鈣含量差異顯著，而凋落葉鈣含量與土壤特性，如pH、有效磷含量和細(xì)菌群落豐度等指標(biāo)具有顯著相關(guān)性，這與其他一些研究結(jié)果一致[1,4]。本研究發(fā)現(xiàn)無論是被子植物還是裸子植物，針葉樹種還是闊葉樹種，凋落葉鈣含量高的樹種，其林下土壤pH也較高，反之亦然。比如，在本研究中閩楠人工林凋落葉鈣含量最高，其0～10cm土壤表層的pH也最高；濕地松人工林凋落葉鈣含量最低，其林下土壤pH也最低。本研究中也發(fā)現(xiàn)土壤交換性Ca2+含量也與土壤pH顯著正相關(guān)，Lucas等[21]研究結(jié)果也表明土壤交換性鹽基離子在維持土壤養(yǎng)分與緩沖土壤酸化中起著重要作用。土壤交換性Ca2+作為土壤膠體吸附的可交換性陽離子，可以為H+提供交換位點，從而交換土壤酸化過程中產(chǎn)生的H+，緩解土壤酸化對生態(tài)系統(tǒng)造成的危害[22]。Reich等[14]研究發(fā)現(xiàn)，造林30年后，凋落葉鈣含量高的樹種能夠增加枯枝落葉層和礦質(zhì)土壤表層的pH值、鹽基飽和度。Tanikawa等[23]報道了日本柳杉（凋落葉鈣含量為12.1g·kg-1）在低土壤pH和低鹽基飽和度的土壤上，0～10cm表層土壤的交換性鈣庫與凋落物鈣年歸還量大致相等；但是在高土壤pH和高鹽基飽和度的土壤上，表層土壤的交換性鈣庫是凋落物鈣年歸還量的7倍。凋落葉的鈣主要是通過分解過程進入到礦質(zhì)土壤中。許多凋落葉分解研究發(fā)現(xiàn)，大多數(shù)樹種的凋落葉鈣含量在分解過程中呈現(xiàn)出凈釋放的過程[24]，而且葉片鈣的重吸收率非常低，甚至為負(fù)值[25-26]，表明植物分配在葉片里面的鈣幾乎全部以分解形式歸還到礦質(zhì)土壤中。較高的鈣輸入，能夠影響土壤團聚體形成、土壤有機質(zhì)的穩(wěn)定性和蚯蚓群落的豐度等[1,27-28]，而這些因子又會影響森林生態(tài)系統(tǒng)的碳氮循環(huán)過程。因此，凋落葉鈣含量在一定程度上能夠指示土壤酸度以及物理、化學(xué)和生物學(xué)過程。本研究還發(fā)現(xiàn)凋落葉N含量及木質(zhì)素/N比值，這兩個經(jīng)常用來指示凋落葉分解速率[29]，而且與土壤碳氮動態(tài)密切相關(guān)的指標(biāo)[30]，在本研究中與土壤特性均無顯著相關(guān)性。圖3 不同樹種人工林土壤交換性Ca2+含量與土壤pH的相關(guān)性

圖2 不同樹種人工林凋落葉鈣含量與土壤pH、有效磷和細(xì)菌群落豐度的相關(guān)性本研究還發(fā)現(xiàn)凋落葉鈣含量與土壤有效磷含量呈顯著正相關(guān)。比如，閩楠人工林凋落葉鈣含量最高，其礦質(zhì)土壤層pH最高，土壤有效磷含量也較高。P是限制陸地生態(tài)系統(tǒng)凈初級生產(chǎn)力的重要因子之一，而P元素主要來源于母質(zhì)風(fēng)化。越來越多的研究證實，熱帶、亞熱帶地區(qū)的森林植物生長和土壤微生物過程（如分解、硝化、養(yǎng)分固定、菌根養(yǎng)分?jǐn)z取等）更多地受到P的限制[31-33]。土壤pH是影響土壤中磷的有效性的重要因子[34-36]：當(dāng)pH值處于較低水平時（<6),P易被Fe、Al等離子吸附，從而降低P的有效性；而當(dāng)pH值較高時（>7),P易被Ca、Mg離子等吸附，也會降低土壤中P的有效性；當(dāng)6<pH<7時，土壤中的P有效性處于最高的水平[34]。本研究中三個試驗地的土壤pH值均處于較低的水平（4<pH<5），因此，P元素更多地被Fe或Al離子所吸附，使得土壤中有效磷含量也處于一個較低的水平，進而影響植物根系對有效磷的吸收以及其他微生物過程等。那么，凋落葉鈣含量高的植物，以凋落物歸還的形式向土壤中輸入大量的鈣，從而提高土壤pH，有利于P的解吸附，從而提高土壤中磷的有效性。

【參考文獻】：
期刊論文
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