【摘要】:土壤有機(jī)碳分解及其溫度敏感性的控制機(jī)理研究,對(duì)預(yù)測(cè)未來陸地生態(tài)系統(tǒng)碳匯功能和全球氣候變化具有十分重要的作用,近年來成為研究熱點(diǎn)。然而,雖然土壤微生物是土壤有機(jī)碳分解的重要驅(qū)動(dòng)者,但土壤微生物群落特性與其生理生態(tài)功能特別是土壤有機(jī)質(zhì)分解過程還很難清晰地聯(lián)系起來。本文選取福建建甌萬木林自然保護(hù)區(qū)的天然常綠闊葉林和鄰近的杉木人工林為研究對(duì)象,采用底物誘導(dǎo)呼吸動(dòng)力學(xué)方法和改進(jìn)的酶動(dòng)力學(xué)分析方法等,研究(1)兩種森林類型表層(0-10cm)和底層(40-60cm)土壤的碳有效性、有機(jī)碳分解的溫度敏感性和土壤微生物生長對(duì)策差異;(2)季節(jié)對(duì)土壤微生物生長對(duì)策及土壤微生物呼吸溫度敏感性的影響;(3)地上凋落物添加對(duì)土壤微生物生長對(duì)策的影響。


主要研究結(jié)果有:


(1)兩種森林類型表層和底層土壤的碳有效性、有機(jī)碳分解的溫度敏感性和土壤微生物生長對(duì)策均存在差異。相對(duì)于表層土壤,常綠闊葉林和杉木林底層土壤的易利用碳含量更高,土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性則更低。常綠闊葉林和杉木林表層土壤微生物更趨向于K對(duì)策,而底層土壤微生物則更趨向于r對(duì)策。隨著礦化時(shí)間的延長,兩種森林類型的表層和底層土壤有機(jī)碳分解的溫度敏感性升高,但土壤微生物則更趨于r對(duì)策。


(2)常綠闊葉林和杉木林土壤易利用有機(jī)碳含量和微生物生長對(duì)策存在季節(jié)差異。春季常綠闊葉林和杉木林表層土壤易利用碳含量較低,土壤微生物群落更趨于K對(duì)策;而秋季土壤易利用碳含量更高,土壤微生物更趨于r對(duì)策。季節(jié)對(duì)土壤微生物的維持呼吸和生長呼吸的溫度敏感性有顯著影響,與r對(duì)策相比,K對(duì)策的土壤微生物生長呼吸的溫度敏感更高,而維持呼吸的溫度敏感性則更低。


(3)凋落物添加3個(gè)月后,土壤有機(jī)碳分解沒有產(chǎn)生正激發(fā)效應(yīng),相反,可能產(chǎn)生了負(fù)激發(fā)效應(yīng);凋落物添加8個(gè)月后,則可能產(chǎn)生了正激發(fā)效應(yīng)。凋落物添加導(dǎo)致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。凋落物添加3個(gè)月后,微生物明顯表現(xiàn)出趨于r對(duì)策特征,而凋落物添加8個(gè)月后,微生物則明顯表現(xiàn)出趨于K對(duì)策特征。本研究表明,土壤微生物生長對(duì)策可與土壤碳有效性、有機(jī)碳礦化特征及溫度敏感性相聯(lián)系,從而可以促進(jìn)人們對(duì)森林土壤有機(jī)碳微生物調(diào)控機(jī)理的認(rèn)識(shí)。

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