三种温带成熟林土壤植物源和微生物源有机碳的变化

作     者：刘新颖 陶玉兰 王延平 赵学超 杨善武 王善第 黄鹂 李文惠 王清奎 

作者机构：安徽农业大学林木资源培育安徽省重点实验室 安徽农业大学林学与园林学院 山东农业大学林学院 

出 版 物：《土壤学报》 (Acta Pedologica Sinica)

年 卷 期：2024年

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 090301[农学-土壤学] 

基　　金：国家自然科学基金项目(32371847)资助 

主　　题：温带森林 土壤有机碳 微生物残体碳 植物源有机碳 微生物 

摘      要：森林生态系统是陆地生态系统中最大的碳库，森林土壤则是陆地生态系统中最大的有机碳库。土壤有机碳(SOC)是陆地生态系统碳库的重要组成部分，植物源有机碳和微生物源有机碳是其重要组分，深入理解森林类型对土壤微生物源有机碳和植物源有机碳的影响极其重要。以赤松林、刺槐林和麻栎林三种温带森林为研究对象，采集0～10 cm矿质土壤，分析土壤植物源和微生物源有机碳的生物标志物木质素酚和氨基糖的含量，以及土壤基本理化性质、微生物的群落结构与活性等。结果表明：赤松林中土壤总氨基糖、氨基葡萄糖、氨基半乳糖和胞壁酸的含量显著低于刺槐林和麻栎林，细菌、真菌和微生物残体碳含量显著低于麻栎林和刺槐林，刺槐林和麻栎林微生物残体碳的含量分别是赤松林1.9倍和2.3倍；在刺槐林、麻栎林和赤松林中微生物残体碳对SOC的贡献分别为56.8%、57.4%和52.5%，其中真菌残体碳对有机碳的贡献远大于细菌残体碳，是细菌残体碳的12.8倍～16.6倍。总木质素酚及其三类单体(V类、S类和C类)的含量由高到低依次为刺槐林、麻栎林和赤松林，刺槐林和麻栎林总木质素酚的含量分别是赤松林的2.8倍和3倍。同时，刺槐林土壤中香草基酚类和紫丁香酚类的酸醛比值即(Ad/Al)v和(Ad/Al)s显著高于赤松林和麻栎林，说明在刺槐林中土壤木质素的分解程度更高。随机森林模型预测结果显示土壤全氮、有机碳、全磷、pH、木聚糖酶是影响土壤微生物、细菌、真菌残体碳和木质素酚的主要因子。结构方程模型表明土壤理化学性质和微生物性质是对土壤微生物残体碳和木质素含量影响较大的潜变量，在温带森林经营中，可通过提高土壤养分和微生物性质来促进微生物的生长，并且提高微生物和植物源有机碳的含量及对SOC库的贡献，进而最大程度地发挥其固碳的潜力。