《Plant and Soil》:Effect of shrub vegetation on soil organic matter fractionation and soil biochemical processes
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目的:灌木层是土壤过程的功能决定因素,但其在调控土壤有机质(soil organic matter, SOM)组分、溶解性化合物和酶活性方面的作用仍未得到充分量化。研究人员评估了三种灌木物种——欧洲榛(Corylus avellana)、欧鼠李(Frangul
目的:灌木层是土壤过程的功能决定因素,但其在调控土壤有机质(soil organic matter, SOM)组分、溶解性化合物和酶活性方面的作用仍未得到充分量化。研究人员评估了三种灌木物种——欧洲榛(Corylus avellana)、欧鼠李(Frangula alnus)和欧亚花楸(Sorbus aucuparia)——对土壤生物地球化学功能的影响。
方法:研究人员在波兰南部沙质灰化土(Podzols)上的欧洲赤松(Pinus sylvestris)林分中,分析了土壤化学性质、SOM分组、溶解性有机质、离子组成和酶活性,并将灌木下土壤与松树纯林土壤进行比较。研究人员量化了不稳定性SOM组分和矿质结合态有机质(mineral-associated organic matter, MAOM),以通过多元分析和回归分析区分短期养分循环与长期碳固定。
结果:与松树纯林相比,灌木下土壤表现出显著更高的总碳(C)和总氮(N),轻组SOM组分中C和N积累增强,溶解性有机碳和氮浓度升高。欧洲榛影响最强,显著提高了不稳定性土壤有机质组分、酶活性以及溶解性有机碳和养分流动性,而欧亚花楸的影响较弱且更具选择性,主要与长期稳定化过程相关。相比之下,欧鼠李主要刺激溶解性有机碳和离子淋溶,表明不同灌木物种在调节土壤碳周转和养分循环方面存在物种特异性差异。
结论:由于灌木物种增加了溶质流动性并加速养分周转,它们对土壤生物地球化学具有基础性影响。研究结果表明,在以松树为主的森林中,灌木主动调节土壤过程,而不仅仅是作为结构性的林下成分。
树种组成是决定土壤成土过程方向和强度以及土壤生态系统功能的关键因素之一。已有研究多关注乔木树种对土壤有机质动态的影响,而对林下灌木层的作用认识不足。虽然灌木被认为是森林微环境的重要调节者,但其如何影响土壤有机质(SOM)分组、溶解性有机碳动态及酶活性,尚缺乏系统量化。现有研究常以乔木或整体SOM为对象,忽略了灌木功能性状与SOM分组、溶解性有机碳(DOC)动态及土壤生物化学过程之间的机制联系。为此,研究人员以波兰南部欧洲赤松(Pinus sylvestris)林中常见的三种灌木——欧亚花楸(Sorbus aucuparia)、欧鼠李(Frangula alnus)和欧洲榛(Corylus avellana)——为对象,评估其对土壤生物地球化学功能的调节作用。该研究发表在《Plant and Soil》上。
研究区位于波兰南部Olkusz林区,土壤为砂质灰化土。共设40个样地,包括无灌木的松树纯林和分别以欧亚花楸、欧鼠李、欧洲榛为优势灌木的林分,每类型10个重复,样地面积约0.10 ha。2022年9月采集0–15 cm矿质层土壤,每样地混合3个亚样。采用物理分组法分离游离轻组(free light fraction, fLF)、闭蓄轻组(occluded light fraction, oLF)和矿