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中亚热带米槠人工林土壤微生物残体碳对凋落物和根系碳输入的响应

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应用生态学报 2024年第1期35卷 177-185页

作者：王翠娟刘小飞杨柳明贾淑娴福建师范大学地理科学学院福州350007 福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站福建三明365000

微生物残体碳(MNC)是稳定土壤碳库的重要来源,探讨亚热带森林土壤微生物残体碳对地上(凋落物)、地下(根系)碳输入的响应对评估全球生态系统土壤碳贮量具有重要意义。本研究以福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站的米槠人工林为... 详细信息

微生物残体碳(MNC)是稳定土壤碳库的重要来源,探讨亚热带森林土壤微生物残体碳对地上(凋落物)、地下(根系)碳输入的响应对评估全球生态系统土壤碳贮量具有重要意义。本研究以福建三明森林生态系统国家野外科学观测研究站的米槠人工林为对象,设置去除根系(NR)、去除地上凋落物(NL)、无凋落物输入(即去除地上凋落物和地下根系输入,NI)、添加双倍地上凋落物(DL)4个处理,以无处理为对照(CK),7年后采集0~10 cm土层土壤样品,探究凋落物和根系输入变化下MNC含量及MNC对土壤有机碳贡献的变化特征。结果表明:1)与CK相比,NR处理下MNC、细菌残体碳(BNC)和真菌残体碳(FNC)分别降低了15.9%、20.2%和14.5%,其他处理无显著变化。2)与CK相比,NR、NL、NI和DL处理未对BNC、FNC和MNC的土壤有机碳贡献率产生显著影响。3)相关性分析和路径分析结果显示,植物碳输入变化通过改变土壤中的底物有效性和微生物群落结构直接或间接改变了土壤中微生物残体碳的含量。表明在维持中亚热带人工林土壤MNC方面,根系输入碳比地上植物来源碳更重要。

关键词：微生物残体碳土壤有机碳凋落物根系米槠人工林

中亚热带森林更新方式对土壤团聚体磷组分的影响

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应用生态学报 2024年第2期35卷 330-338页

作者：谢京瑾许秋月何敏夏允范跃新杨柳明福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350007 福建师范大学福建省植物生理生态重点实验室福州350007

土壤团聚体在土壤磷贮存和调节磷有效性中起重要作用,然而森林更新方式如何影响土壤团聚体磷组分仍不清楚。本研究选取米槠天然林经不同强度干扰形成的米槠次生林(轻度干扰)、米槠人促更新林(人促林,中度干扰)及杉木人工林(重度干扰)为... 详细信息

土壤团聚体在土壤磷贮存和调节磷有效性中起重要作用,然而森林更新方式如何影响土壤团聚体磷组分仍不清楚。本研究选取米槠天然林经不同强度干扰形成的米槠次生林(轻度干扰)、米槠人促更新林(人促林,中度干扰)及杉木人工林(重度干扰)为对象,通过分析土壤团聚体粒径组成、全土和团聚体磷组分、磷吸附指数(P_(SOR))、磷遗留指数(P_(LGC))、磷饱和度(DPS_(M3))等指标,探究森林更新方式对全土及团聚体磷有效性及供磷潜力的影响。结果表明:森林更新方式显著影响土壤团聚体组成。米槠次生林和人促林土壤粗大团聚体(>2 mm)占比显著高于杉木人工林,而土壤粉黏粒团聚体(<0.053 mm)则表现为相反趋势。土壤团聚体组成显著影响土壤磷组分含量。土壤活性磷组分(可溶性磷P_(SOL)、速效磷P_(M3))含量随团聚体粒径减小而降低;总磷(TP)、有机磷(Po)、中等活性磷组分(无机磷Pi_(OH)、有机磷Po_(OH))、闭蓄态磷(P_(OCL))含量、PSOR、PLGC随团聚体粒径减小呈先降低后升高的趋势,具体表现为粗大团聚体和粉黏粒团聚体中的TP、Po和Pi_(OH)含量显著高于细大团聚体(0.25~2 mm)和微团聚体(0.053~0.25 mm)。森林更新方式显著影响全土和团聚体磷组分含量。米槠次生林全土TP、Po、PSOL和PM3含量显著高于米槠人促林和杉木人工林,米槠次生林不同粒径团聚体P_(SOL)和P_(M3)含量均显著高于杉木人工林。森林更新方式显著影响土壤团聚体磷组分组成及供磷潜力。米槠人促林土壤不同粒径团聚体P_(SOL)和P_(M3)占TP的比例显著低于米槠次生林,米槠次生林土壤不同粒径团聚体P_(SOR)和DPS_(M3)显著高于杉木人工林。综上,自然更新更有利于维持土壤磷有效性,森林更新会通过改变土壤团聚体组成进而影响土壤磷有效性及供磷潜力。

关键词：森林更新全土土壤土壤团聚体土壤磷组分

施用氮肥对农田土壤有机氮组分影响的整合分析

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生态学报 2024年

作者：章梦王晨颖罗松夏允许秋月杨柳明岳楷范跃新福建师范大学地理科学学院碳中和未来技术学院福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室福建省植物生理生态重点实验室福建师范大学地理研究所

土壤有机氮组分和含量变化直接影响土壤供氮潜力，而氮肥施加如何影响土壤有机氮组分目前尚不清楚。为此，本研究以农田土壤为研究对象，以施氮肥处理与土壤有机氮为主题，搜集了1981—2023年国内外已发表的1792条田间试验数据，进行了... 详细信息

土壤有机氮组分和含量变化直接影响土壤供氮潜力，而氮肥施加如何影响土壤有机氮组分目前尚不清楚。为此，本研究以农田土壤为研究对象，以施氮肥处理与土壤有机氮为主题，搜集了1981—2023年国内外已发表的1792条田间试验数据，进行了整合分析（meta-analysis）。结果表明：1）施氮肥显著增加了农田土壤总氮和有机氮含量，其中酸解氨基糖氮和酸解氨态氮增幅最大，而非酸解氮增幅最小。2）施氮量是影响土壤有机氮累积的重要因素，除非酸解氮以外，其余各有机氮组分累积量均随施氮量增加而增加。3）与短期（1—3 a）和长期（>9 a）施氮相比，中长期（3—9 a）施氮更有利于土壤有机氮的累积。4）施氮肥后0—20 cm和20—40 cm土层有机氮各组分显著增加，40—60 cm土层无显著变化。5）土壤有机碳和矿质氮是施氮后土壤有机氮含量变化的关键非生物因素；微生物生物量氮和蛋白酶活性是影响有机氮组分的重要生物因素。可见施氮肥显著提高了农田土壤有机氮含量和氮供应潜力，特别是在有机碳含量和微生物活性较高的土壤中，施肥对有机氮的累积效应更明显。

关键词：有机氮组分田间试验氮肥整合分析

亚热带三种林分土壤酶活性和酶化学计量比特征

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应用生态学报 2024年第6期35卷 1501-1508页

作者：韩子琛郭强夏允杨柳明范跃新杨玉盛福建师范大学地理科学学院/碳中和未来技术学院福州350007 福建师范大学湿润亚热带生态地理过程教育部重点实验室/福建省植物生理生态重点实验室福州350007 福建师范大学地理研究所福州350007

本研究依托同质园观测样地,选择次生林(主要树种为米槠)、10年生的米槠人工林和杉木人工林为研究对象,分析亚热带不同林分土壤酶活性和计量比特征的差异及其影响因素。结果表明:与次生林相比,米槠人工林土壤有机碳、总氮和可溶性有机碳... 详细信息

本研究依托同质园观测样地,选择次生林(主要树种为米槠)、10年生的米槠人工林和杉木人工林为研究对象,分析亚热带不同林分土壤酶活性和计量比特征的差异及其影响因素。结果表明:与次生林相比,米槠人工林土壤有机碳、总氮和可溶性有机碳含量分别显著降低42.6%、47.4%和60.9%,杉木人工林显著降低了42.9%、36.7%和61.1%。相比于次生林,米槠人工林土壤微生物生物量碳、微生物生物量氮(MBN)以及微生物生物量磷分别显著降低40.6%、35.5%和45.9%,杉木人工林显著降低了53.7%、56.4%和61.7%。与次生林相比,米槠人工林土壤酶活性变化不显著,但杉木人工林的碳获取酶(β-1,4-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶)活性显著降低51.2%和59.8%,氮和磷获取酶活性分别显著降低41.0%和29.8%,碳获取酶/氮获取酶以及碳获取酶/磷获取酶分别显著降低11.3%和7.7%。冗余分析表明,MBN和硝态氮是驱动土壤酶活性及酶化学计量比变化的主要因素。不同林分的土壤酶活性和微生物养分需求存在显著差异,与次生林相比,营造杉木人工林会刺激植物与微生物的养分竞争,加剧微生物的氮、磷养分限制。

关键词：土壤胞外酶亚热带地区养分限制土壤微生物

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连续流动-钼酸铵分光光度法测定土壤全磷

福建师范大学学报（自然科学版） 2024年第3期40卷 24-28,53页

作者：彭园珍肖华翠林燕语杨柳明福建师范大学地理科学学院福建福州350117 湿润亚热带生态-地理过程省部共建教育部重点实验室福建福州350117

利用硫酸-高氯酸湿法消解土壤,采用连续流动分析仪直接测定消解液磷酸根含量,建立了高通量测定土壤全磷的实验方法。方法检测限6.0 mg·kg^(-1),土壤样品的加标回收率为85%~100%。将该方法用于土壤标准物质(GBW07405、GBW07406a)全磷含... 详细信息

利用硫酸-高氯酸湿法消解土壤,采用连续流动分析仪直接测定消解液磷酸根含量,建立了高通量测定土壤全磷的实验方法。方法检测限6.0 mg·kg^(-1),土壤样品的加标回收率为85%~100%。将该方法用于土壤标准物质(GBW07405、GBW07406a)全磷含量测定,结果准确,相对标准偏差(RSD)分别为3.5%、4.5%(n=3)。方法具备无需调节待测液pH值、分析速度快、消耗试剂少、结果准确可靠等优点,适用于大批量土壤全磷的测定分析。

关键词：连续流动分析土壤消解全磷分光光度法酸度

模拟氮沉降对中亚热带米槠天然林土壤解磷微生物群落和功能潜力的影响

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生态学报 2024年第4期44卷 1727-1736页

作者：夏允徐玲琳杨柳明杨智杰范跃新杨玉盛福建师范大学地理科学学院福州350007 福建师范大学福建省植物生理生态重点实验室福州350007 福建师范大学地理研究所福州350007

解磷微生物是森林土壤磷循环的关键驱动因素,对亚热带低磷土壤尤为重要。由于微生物对环境变化较为敏感,氮沉降下土壤微生物如何变化以及如何影响土壤磷有效性尚不清楚。为此,依托福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究... 详细信息

解磷微生物是森林土壤磷循环的关键驱动因素,对亚热带低磷土壤尤为重要。由于微生物对环境变化较为敏感,氮沉降下土壤微生物如何变化以及如何影响土壤磷有效性尚不清楚。为此,依托福建三明森林生态系统与全球变化国家野外科学观测研究站建立的米槠天然林长期氮沉降观测平台,借助16S rRNA和ITS高通量测序以及PICRUSt功能预测方法,探索氮添加对土壤解磷微生物群落和功能潜力的影响。结果表明:氮添加显著增加了土壤有效氮含量,但显著降低了Resin-P、NaHCO_(3)-P和TPo,表明氮沉降改变了土壤养分平衡,加剧了磷限制。此外,氮添加降低了根瘤菌和伯克霍尔德菌等解磷细菌的丰度,却增加了青霉菌和曲霉菌等解磷真菌的丰度。PICRUSt功能预测进一步发现,存在15种能够编码磷酸酶的基因,并且与对照相比,施氮后酸性磷酸酶、碱性磷酸酶和植酸酶等酶基因丰度显著增加。综上,本研究发现施氮加剧了亚热带米槠天然林土壤的磷限制,同时增加了解磷真菌的丰度和磷酸酶的基因丰度来促进有机磷矿化,这可能是氮沉降下驱动米槠天然林土壤磷转化的主要微生物机制。

关键词：解磷微生物磷酸酶高通量测序 PICRUSt功能预测

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磷添加对森林土壤有机碳影响的研究进展

亚热带资源与环境学报 2024年第1期19卷 9-15页

作者：许秋月何敏夏允杨柳明杨玉盛范跃新福建师范大学地理科学学院、碳中和未来技术学院福州350117 福建师范大学湿润亚热带山地生态国家重点实验室培育基地福州350117 福建师范大学地理研究所福州350117

土壤养分供应能力的变化可能会改变森林土壤碳库的源、汇功能。磷是陆地生态系统的限制性养分之一,其有效性变化可直接或间接调控土壤有机碳的周转。目前已有诸多文献探讨了磷添加对森林土壤有机碳的影响及其调控机制,但还缺乏相对系统... 详细信息

土壤养分供应能力的变化可能会改变森林土壤碳库的源、汇功能。磷是陆地生态系统的限制性养分之一,其有效性变化可直接或间接调控土壤有机碳的周转。目前已有诸多文献探讨了磷添加对森林土壤有机碳的影响及其调控机制,但还缺乏相对系统全面的总结。本研究综述了磷添加对森林土壤有机碳含量的影响,并从有机碳输入(凋落物、根系分泌物)、有机碳输出(土壤呼吸)和有机碳固存机制3个方面揭示磷添加对森林土壤有机碳的影响机制。研究发现磷添加后土壤有机碳含量呈现增加、降低和变化不显著3种结果,主要与生态系统类型、磷添加的强度、土壤碳周转过程等有关。此外,施磷持续时间较短、有机碳组分测定方法不统一以及揭示碳周转过程的手段缺失,是系统预测和评估磷添加对土壤有机碳影响的制约因素。未来应重点关注长期施磷对土壤有机碳的影响,并加强与微生物功能组学新技术的融合,同时考虑全球变化背景下氮磷交互作用对森林土壤有机碳的贡献。结果有助于深入理解和准确预测未来气候变化情景下森林土壤碳动态,为森林管理提供理论依据。

关键词：土壤有机碳组分颗粒态碳矿物结合态碳微生物残体碳根际过程