【摘要】:土壤有機碳分解及其溫度敏感性的控制機理研究,對預測未來陸地生態(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。然而,雖然土壤微生物是土壤有機碳分解的重要驅(qū)動者,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區(qū)的天然常綠闊葉林和鄰近的杉木人工林為研究對象,采用底物誘導呼吸動力學方法和改進的酶動力學分析方法等,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、有機碳分解的溫度敏感性和土壤微生物生長對策差異;(2)季節(jié)對土壤微生物生長對策及土壤微生物呼吸溫度敏感性的影響;(3)地上凋落物添加對土壤微生物生長對策的影響。


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、有機碳分解的溫度敏感性和土壤微生物生長對策均存在差異。相對于表層土壤,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對策,而底層土壤微生物則更趨向于r對策。隨著礦化時間的延長,兩種森林類型的表層和底層土壤有機碳分解的溫度敏感性升高,但土壤微生物則更趨于r對策。


(2)常綠闊葉林和杉木林土壤易利用有機碳含量和微生物生長對策存在季節(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對策;而秋季土壤易利用碳含量更高,土壤微生物更趨于r對策。季節(jié)對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對策相比,K對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個月后,土壤有機碳分解沒有產(chǎn)生正激發(fā)效應,相反,可能產(chǎn)生了負激發(fā)效應;凋落物添加8個月后,則可能產(chǎn)生了正激發(fā)效應。凋落物添加導致土壤微生物群落結(jié)構(gòu)的變化。凋落物添加3個月后,微生物明顯表現(xiàn)出趨于r對策特征,而凋落物添加8個月后,微生物則明顯表現(xiàn)出趨于K對策特征。本研究表明,土壤微生物生長對策可與土壤碳有效性、有機碳礦化特征及溫度敏感性相聯(lián)系,從而可以促進人們對森林土壤有機碳微生物調(diào)控機理的認識。

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