模擬大氣氮沉降和添加凋落物對柳杉人工林土壤微生物的影響.pdf

1、持續(xù)增加的氮沉降會(huì)引起森林群落植物組成發(fā)生改變，而植物組成的改變會(huì)導(dǎo)致凋落物量和凋落物種類發(fā)生變化，進(jìn)而引起土壤微生物、土壤動(dòng)物群落及數(shù)量和結(jié)構(gòu)發(fā)生改變。土壤微生物在森林生物化學(xué)循環(huán)過程中扮演著重要的角色，對生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能有十分重要的作用。柳杉(Cryptomeria fortunei)是我國亞熱帶地區(qū)主要的造林樹種之一，具有較高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。以華西雨屏區(qū)中心地帶柳杉人工林為對象，于2012年1月～2013年7月通過定位模擬氮沉降和添

2、加凋落物，研究了柳杉人工林土壤微生物對模擬氮沉降和添加凋落物的響應(yīng)。試驗(yàn)共設(shè)置12個(gè)處理:CK(N0+柳杉純林凋落物)、LN(低氮，5 g.m-2.a-1)、MN(中氮，10 g.m-2.a-1)、HN(高氮，15 g.m-2.a-1)、SL(杉木+柳杉凋落物1∶1混合)、NL(楠木+柳杉凋落物1∶1混合)、N5SL(低氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N10SL(中氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N15SL(高氮+杉木和柳杉凋落物混合)、N5N

3、L(低氮+楠木和柳杉凋落物混合)、N10NL(中氮+楠木和柳杉凋落物混合)和N15NL(高氮+楠木和柳杉凋落物混合)。主要研究結(jié)果如下:
　　(1)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，不同氮沉降水平對土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)（p＜0.05），且氮濃度越高，促進(jìn)作用越強(qiáng);低氮處理顯著增加土壤真菌數(shù)（p＜0.05），中氮和高氮處理顯著抑制了土壤真菌數(shù)（p＜0.05），中氮濃度后，抑制作用隨著氮沉降濃度的升高而增強(qiáng);低、中氮處理增加土

4、壤放線菌數(shù)量，中氮處理下促進(jìn)作用最強(qiáng)，高氮抑制土壤放線菌數(shù)。不同氮沉降水平下，不同類型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(2)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，添加凋落物對土壤微生物數(shù)量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤細(xì)菌數(shù)（p＜0.05），促進(jìn)程度大小為SL＜ NL;顯著增加土壤真菌數(shù)（p＜0.05），促進(jìn)程度為大小NL＜SL;顯著增加土壤放線菌數(shù)（p＜0.05），促進(jìn)程度大小為NL＜ SL。添加凋落物處理下，不同類型土壤微生物表現(xiàn)出不同的季節(jié)

5、變化特征。
　　(3)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤微生物數(shù)量的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中，試驗(yàn)270d時(shí)，N15SL和N15NL顯著抑制細(xì)菌數(shù)，其余處理均促進(jìn)細(xì)菌數(shù);試驗(yàn)270d時(shí)N5NL、N10SL、N15SL和N15NL抑制真菌數(shù)，其余處理均促進(jìn)真菌數(shù);各處理均促進(jìn)放線菌數(shù)。氮沉降和添加凋落物雙因素處理下，不同類型土壤微生物數(shù)量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(4)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，不同氮沉降水平對土

6、壤微生物量的影響表現(xiàn)為:低氮處理顯著增加土壤微生物量碳（p＜0.05），中氮和高氮處理在試驗(yàn)前期(1a)促進(jìn)土壤微生物量碳，末期則抑制土壤微生物量碳（p＜0.05）;低氮和中氮處理顯著增加土壤微生物量氮（p＜0.05），高氮處理在試驗(yàn)前期增加土壤微生物量氮含量（p＜0.05），末期（540d時(shí)）則抑制土壤微生物量氮含量（p＜0.05）。不同氮沉降水平下，土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(5)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，添加凋落

7、物對土壤微生物量的影響表現(xiàn)為:顯著增加土壤微生物量碳含量（p＜0.05），促進(jìn)程度大小為SL＜NL;顯著增加土壤微生物量氮含量(p＜0.05)，促進(jìn)程度大小SL＜ NL。添加凋落物處理下，土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(6)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤微生物量的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中，試驗(yàn)180d時(shí)N5SL、N5NL、N10SL、N15SL和N15NL處理，270d時(shí)N5SL、N5NL和

8、N10NL處理，360d時(shí)N5SL和N10SL處理，450d時(shí)N5SL和N5NL處理，540d時(shí)N5SL和N5NL處理均抑制土壤微生物量碳;試驗(yàn)180d時(shí)，N5SL和N5NL處理;270d時(shí)，N5SL、N10NL和N15NL處理;450d時(shí)，N5SL和N15NL處理均抑制土壤微生物量氮，其余時(shí)間各處理均促進(jìn)土壤微生物量碳、氮含量。N沉降和添加凋落物雙因素處理下，土壤微生物生物量表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(7)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，

9、氮沉降顯著增加土壤有機(jī)碳(p＜0.05），中氮處理水平下土壤有機(jī)碳含量最高。不同氮沉降水平下，土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　(8)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，添加凋落物顯著增加土壤有機(jī)碳含量(p＜0.05），促進(jìn)程度大小為SL＜ NL。添加凋落物處理間，土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征
　　(9)試驗(yàn)1.5a內(nèi)，模擬大氣氮沉降和添加凋落物對土壤有機(jī)碳的影響存在明顯的互作效應(yīng)。其中，N10NL處理抑制土壤有機(jī)碳含量;N10S

10、L處理除試驗(yàn)450d時(shí)，其余時(shí)間內(nèi)對土壤有機(jī)碳的影響也表現(xiàn)為抑制作用;N15NL處理在試驗(yàn)450d時(shí)，對土壤有機(jī)碳的影響由促進(jìn)轉(zhuǎn)為抑制作用;其余處理均顯著促進(jìn)土壤有機(jī)碳含量。N氮沉降和添加凋落物雙因素處理下，土壤有機(jī)碳表現(xiàn)出不同的季節(jié)變化特征。
　　綜合分析表明，模擬大氣氮沉降能顯著改變柳杉人工林中的土壤微生物數(shù)量及生物量，土壤微生物數(shù)量及生物量會(huì)隨著外界環(huán)境變化發(fā)生明顯改變，而添加凋落物后能在一定程度上緩解氮沉降給土壤微生物帶來