会同站为环割和氮添加实验提供实验林和野外作业服务

作者：会同森林站  更新时间：2015-09-11

    2012年6月-2015年，会同站为贺同鑫博士的环割和氮添加实验提供了实验林和野外作业服务。

    土壤呼吸是CO2从陆地生态系统释放大气中的主要途径。除了土壤温度和湿度外，分配到根系中的光合产物和N沉降也会影响土壤呼吸。气候变化影响森林初级生产力，进而影响光合产物通过根系分配到土壤中的碳。而土壤地下碳氮的有效性控制CO2通量，但是在森林生态系统中土壤呼吸及微生物群落对地下碳输入及氮沉降变化的响应机制还不清楚。环割是指通过环割树干的韧皮部阻断叶片合成的光合产物向地下根系输送，同时环割被认为是一种能够区分自养呼吸(Rroot)和异养呼吸(Rsom)的较好的方法。为了研究地下碳调控及氮添加对土壤呼吸及微生物群落结构的影响，贺同鑫等在会同站提供的亚热带杉木林中进行了环割和氮添加实验。

    该实验在我站服务人员申正其、黄苛、张秀永的帮助下完成。从2012年6月开始在杉木人工林中设置6个样地，其中3个作为对照样地，另外3个作为环割样地，每月去除样地表层的植被；环割样地的所有树木于2012年6月30号被环割。为了研究氮添加对土壤呼吸及微生物群落结构的影响，2012年11月，将每个样地分成两个小样地，在其中一个小样地中施加NH4NO3，添加量为10 g N m−2. 土壤呼吸于2012年7月到2013年的11月期间进行监测，土壤微生物群落结构在环割一年后测定。经过17个月的研究，贺同鑫等人发现：（1）土壤呼吸随温度和含水量的季节性变化而变化，但是其变化规律没有受到环割或者氮添加的影响；（2）环割17个月后土壤呼吸下降了37.2%，氮添加没有影响土壤呼吸，但是氮添加扩大了环割对土壤呼吸的降低作用，环割+氮添加处理土壤呼吸降低了62.7%；（3）氮添加降低土Rsom33.3%，但增加Rroot15.1%；（4）环割和氮添加影响了土壤微生物群落结构，主要表现为环割降低了细菌PLFA（磷脂脂肪酸）的含量，氮添加降低了总的和细菌PLFA，但是增加了革兰氏阳性菌/革兰氏阴性菌的比值；（5）土壤微生物群落结构的主成分分析结果显示，环割和氮添加对微生物群落结构的差异主要体现在第一轴，然而，施加氮肥后主要在第二轴上有区别。此外通过相关分析发现主成分分析第一轴与年平均土壤呼吸呈正相关，但没有达到显著水平。第二轴的得分与平均土壤呼吸呈显著负相关。这些研究结果表明土壤碳的有效性在调控土壤呼吸及微生物群落结构中有很重要的作用，并且受到土壤氮的状态的影响。目前实验仍在进一步处理中。该服务是对国家重点基础研究发展计划（973 计划）“人工林地下生态系统碳固持与木材生产权衡关系”（2012CB416905）野外作业的进一步支持。