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Effects of Chinese fir litter on soil organic carbon decomposition and microbial biomass carbon.

杉木凋落物对土壤有机碳分解及微生物生物量碳的影响


利用13C稳定同位素示踪技术,研究了杉木凋落物对杉木人工林表层(0~5 cm)和深层(40~45 cm)土壤有机碳分解、微生物生物量碳和可溶性碳动态的影响.结果表明: 杉木人工林中深层土壤有机碳分解速率显著低于表层土壤,但其激发效应却显著高于表层土壤.杉木凋落物添加使土壤总微生物生物量碳和源于原有土壤的微生物生物量碳均显著增加,但对土壤可溶性碳没有显著影响.深层土壤被翻到林地表层,可能加速杉木人工林土壤中碳的损失.
 

By using 13C stable isotope tracer technique, this paper studied the effects of Chinese fir litter addition on the soil organic carbon (SOC) decomposition, microbial biomass carbon, and dissolved organic carbon in 0-5 cm and 40-45 cm layers. The decomposition rate of SOC in 40-45 cm layer was significantly lower than that in 0-5 cm layer, but the priming effect induced by the Chinese fir litter addition showed an opposite trend. The Chinese fir litter addition increased the soil total microbial biomass carbon and the microbial biomass carbon derived from native soil significantly, but had less effects on the soil dissolved organic carbon. Turning over the subsoil to the surface of the woodland could accelerate the soil carbon loss in Chinese fir plantation due to the priming effect induced by the litters.


全 文 :杉木凋落物对土壤有机碳分解及
微生物生物量碳的影响*
王晓峰1,2,3 摇 汪思龙1,2**摇 张伟东1,2
( 1中国科学院沈阳应用生态研究所森林与土壤生态国家重点实验室, 沈阳 110016; 2湖南会同森林生态系统国家野外科学观
测研究站, 湖南会同 418307; 3中国科学院大学, 北京 100049)
摘摇 要摇 利用13C稳定同位素示踪技术,研究了杉木凋落物对杉木人工林表层(0 ~ 5 cm)和深
层(40 ~ 45 cm)土壤有机碳分解、微生物生物量碳和可溶性碳动态的影响.结果表明: 杉木人
工林中深层土壤有机碳分解速率显著低于表层土壤,但其激发效应却显著高于表层土壤.杉木
凋落物添加使土壤总微生物生物量碳和源于原有土壤的微生物生物量碳均显著增加,但对土壤
可溶性碳没有显著影响.深层土壤被翻到林地表层,可能加速杉木人工林土壤中碳的损失.
关键词摇 杉木人工林摇 凋落物摇 激发效应摇 土壤有机质矿化摇 微生物生物量碳
文章编号摇 1001-9332(2013)09-2393-06摇 中图分类号摇 S718. 52摇 文献标识码摇 A
Effects of Chinese fir litter on soil organic carbon decomposition and microbial biomass car鄄
bon. WANG Xiao鄄feng1,2,3, WANG Si鄄long1,2, ZHANG Wei鄄dong1,2 ( 1 State Key Laboratory of
Forest and Soil Ecology, Institute of Applied Ecology, Chinese Academy of Sciences, Shenyang
110016, China; 2Huitong National Research Station of Forest Ecosystem, Huitong 418307, Hunan,
China; 3University of Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,
2013,24(9): 2393-2398.
Abstract: By using 13C stable isotope tracer technique, this paper studied the effects of Chinese fir
litter addition on the soil organic carbon (SOC) decomposition, microbial biomass carbon, and dis鄄
solved organic carbon in 0-5 cm and 40-45 cm layers. The decomposition rate of SOC in 40-45
cm layer was significantly lower than that in 0-5 cm layer, but the priming effect induced by the
Chinese fir litter addition showed an opposite trend. The Chinese fir litter addition increased the soil
total microbial biomass carbon and the microbial biomass carbon derived from native soil significant鄄
ly, but had less effects on the soil dissolved organic carbon. Turning over the subsoil to the surface
of the woodland could accelerate the soil carbon loss in Chinese fir plantation due to the priming
effect induced by the litters.
Key words: Chinese fir plantation; litter; priming effect; soil organic carbon mineralization; mi鄄
crobial biomass carbon.
*国家自然科学基金项目(41030533)、国家自然科学基金青年科学
基金项目 ( 41201254 ) 和国家重点基础研究发展计划项目
(2012CB416905)资助.
**通讯作者. E鄄mail: slwang@ iae. ac. cn
2012鄄11鄄19 收稿,2013鄄06鄄27 接受.
摇 摇 激发效应是外源有机物进入土壤,改变土壤原
有有机碳分解速率的一种现象[1] . 正激发效应可促
进土壤有机碳(SOC)分解,而负激发效应则对 SOC
分解产生抑制作用[2] .探讨激发效应产生的机理及
其影响因素,不仅可以阐明 SOC 的积累规律,还可
以为估算土壤固碳潜力提供理论支持.一般来说,正
激发效应产生的机理是共代谢途径:即在外源有机
物作用下,微生物产生的胞外酶在分解外源有机质
的同时,也会分解土壤原有有机质,从而导致正激发
效应的产生[3];负激发效应产生的机理为外源有机
质对微生物的毒害作用[4] . 近年来,人们提出微生
物偏向于利用加入的有机质,而放弃利用土壤原有
有机质,这是产生负激发效应的另一个原因[5] .
人们对激发效应做了大量研究,结果显示,激发
效应广泛存在于森林、农田、草地等生态系统,在土
壤碳氮循环中发挥着重要作用.例如,Waldrop 等[6]
研究了 4 种13C 标记的外源物质(淀粉、木糖、香草
醛和松树凋落物)在橡树林和草地土壤中的分解及
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 9 月摇 第 24 卷摇 第 9 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Sep. 2013,24(9): 2393-2398
对 SOC 矿化的影响;Zhang 等[7]研究了 NH4 + 鄄N 和
NO3 - 鄄N对杉木凋落物及 SOC 分解的影响,结果表
明,杉木人工林 SOC周转速率受凋落物输入和无机
氮形态的控制.以往研究多集中在生态系统表层土
壤,对深层土壤受外源有机物的影响还知之甚少.
在森林生态系统中,微生物通过分解凋落物和
土壤有机质,参与土壤碳循环,在土壤生态过程中发
挥着重要作用[8] . 此外,微生物作为激发效应的介
导者,控制着激发效应的方向和强度.在激发效应研
究中,监测微生物生物量碳(MBC)变化动态,对于
阐明凋落物鄄土壤系统激发效应的发生机理具有不
可忽视的作用.
杉木(Cunninghamia lancceolata)是我国特有的
速生针叶用材树种,在我国南方亚热带地区广泛分
布[9] .由于杉木人工林多处于山区,经营者常将林
地整理为梯田形式,以便种植杉木.在这种经营模式
下,林地原有的土壤发生层遭到破坏,深层土壤暴露
于地表.被翻到地表的深层土壤是否会通过改变凋
落物分解影响到杉木人工林的碳循环? 凋落物是否
会通过激发效应改变深层 SOC 分解速率? 这种经
营措施对杉木人工林碳库及碳汇功能将产生怎样的
影响? 对此,我们一无所知.
本文通过13C稳定同位素示踪技术研究了杉木
凋落物在林地表层和深层土壤中的分解动态,以及
凋落物对 SOC 的激发效应和微生物生物量碳的影
响.假设:1)表层土壤中杉木凋落物的分解速率要快
于深层土壤;2)凋落物会改变深层 SOC的分解速率,
从而诱导产生激发效应;3)凋落物会使土壤 MBC 和
溶解有机碳(DOC)升高.旨在评估杉木人工林不同层
次 SOC对凋落物的响应,为杉木人工林合理经营和
保持其长期生产力和碳汇功能提供理论依据.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
试验于 2011 年 8 月进行,土壤样品取自位于湖
南省会同县的中国科学院会同森林生态系统国家野
外科学观测站杉木人工林(26毅51忆 N, 109毅36忆 E),
海拔 300 ~ 500 m.该地区属于典型的亚热带湿润气
候,年均气温 16. 5 益,年降雨量 1100 ~ 1300 mm,相
对湿度在 80%以上.分别取 0 ~ 5 cm层(表层,简称
Ts)和 40 ~ 45 cm层(深层, 简称 Ss)土壤,去除可见
植物残体和根系,新鲜土壤样品过 2 mm 筛备用.土
壤基本化学性质见表 1. 取 10 株 2 年生杉木小苗,
在通入13C标记CO2气体的温室中生长3个月,使
表 1摇 供试土壤基本化学性质
Table 1摇 Basic chemical characterization of test soil(mean依
SE, n=3)
土 层
Soil layer
(cm)
土壤有机
Soil organic
carbon
(g·kg-1)
总氮
Total nitrogen
(g·kg-1)
pH
0 ~ 5 35. 8依0. 5 2. 2依0. 3 3. 6
40 ~ 45 5. 6依0. 6 0. 8依0. 0 3. 4
杉木叶片得到均匀标记.将杉木叶片粉碎,用于后续
培养试验.杉木叶片的基本化学性质如下:总碳含量
46. 5% 、总氮含量 0. 8% 、碳氮比 62. 5、 啄13 C 值
243译.
1郾 2摇 试验设计
采用两因素试验设计:添加(F1)与不添加(F0)
杉木凋落物,表层(Ts)与深层(Ss)土壤,形成 4 个
试验处理:F0 Ts、F0 Ss、F1 Ts 和 F1 Ss. 添加凋落物处
理:表层和底层土壤添加量分别为 1. 79 和 0郾 28
mg·g-1,相当于供试土壤有机碳含量的 5% . 将粉
碎后的杉木叶片加入到土壤中,混匀.每个处理重复
3 次.
将土壤在 25 益黑暗条件下预培养 7 d,按照试
验设计对土壤进行处理,每个处理包含 12 个重复.
将处理后的样品分成两部分:第一部分包含 3 个重
复,用于土壤呼吸的测定.取 50 g土壤放入 1000 mL
广口瓶中,在瓶中放入盛有 10 mL蒸馏水的小瓶,用
于保持土壤湿度;此外,放入盛有 10 mL 0郾 2
mol·L-1NaOH溶液的小瓶,用于吸收土壤呼吸释放
出的 CO2,随后将广口瓶密封. 分别在处理后的第
1、4、9、15、22、30、39 、49、72、81 天取出盛有 NaOH
的小瓶,放置 10 min,以保证培养瓶内氧气充足,然
后放入新的盛有 NaOH 的小瓶,并将广口瓶密封培
养. 从小瓶中取出 5 mL NaOH 溶液, 用 0郾 05
mol·L-1 HCl滴定,用于计算土壤 CO2释放量.向剩
余的 NaOH溶液中加入 5 mL 0. 2 mol·L-1SrCl2,使
溶液中的碳酸盐全部转化为 SrCO3 . 用去离子水将
SrCO3沉淀洗涤至 pH 为 7,使空气对样品的污染降
到最小.随后,将 SrCO3在 60 益烘干,用于测定 啄13C
值[10] .第二部分包括 9 个重复,处理方式与第一部
分相同.处理后第 2、40、81 天,每个处理随机取 3 个
重复,用于测定 MBC及 DOC.
1郾 3摇 分析方法
DOC用 0. 5 mol·L-1K2 SO4溶液浸提的有机碳
量表示;土壤 MBC 采用氯仿熏蒸浸提法[11]测定,计
算公式:MBC = EC / KEC(EC 为熏蒸与未熏蒸土壤
4932 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
DOC的差值,KEC为转换系数,取值 0. 38). 剩余
K2SO4 浸提液在 60 益下烘干、研磨,过 0. 25 mm筛,
用于测定 DOC的 啄13C值.
土壤 MBC的 啄13C值计算公式[12]:
啄13Cmbc = (啄13 C fum 伊C fum -啄13 Ccon 伊Ccon) / (C fum -
Ccon)
式中:Ccon和 C fum分别为未熏蒸与熏蒸处理的可溶性
有机碳量;啄13Ccon和 啄13C fum分别为未熏蒸与熏蒸处
理中可溶性有机碳的 啄13C值.
13C 标记杉木凋落物加入土壤后,假设源于凋
落物的 CO2、MBC或 DOC的 啄值与凋落物的 啄值相
等[13];源于原有土壤的 CO2、MBC或 DOC 的 啄 值与
土壤的 啄 值相等. 本试验中,凋落物 ( 啄13 C =
243郾 0译)的 啄值与 SOC的 啄值(啄13C= -27. 8译)差
异较大,足以将不同来源 CO2、MBC 或 DOC 进行区
分.其计算公式为:
Qlit =Qtot伊(啄tot-啄soi) / (啄lit-啄soi)
Qsoi =Qtot伊(啄lit-啄tot) / (啄lit-啄soi)
式中:Qtot为土壤呼吸 CO2、MBC 或 DOC 总量(Qtot =
Qlit+Qs);Qlit为源于凋落物的 CO2、MBC 或 DOC 量;
Qsoi为源于原有土壤有机质的 CO2、MBC或 DOC量;
啄tot为 CO2、MBC或 DOC总量的 啄13C值;啄lit为凋落物
啄13C值;啄s为 SOC的 啄13C值.
激发效应(PE)通过下式计算[14]:
PE=(CO2-tre-CO2 CK) / (CO2 CK)伊100%
式中:CO2-tre为添加杉木凋落物处理中原有土壤有
机碳 CO2量;CO2 CK:未添加凋落物处理中源于 SOC
的 CO2量.
由于表层与深层土壤 SOC 含量相差较大,为了
使两层土壤的 SOC分解速率具有可比性,SOC 分解
速率(R)采用单位时间内 SOC 分解量占 SOC 初始
含量的百分比来表示:
R= r / SOC.
式中:r为土壤呼吸速率;SOC为土壤有机碳初始含量.
1郾 4摇 数据处理
所有数据均采用 SPSS统计软件进行分析.采用
双因素方差分析(two鄄way ANOVA)检验凋落物添加
和土壤层次对 SOC 矿化、SMBC 和 DOC 的影响. 处
理间显著性水平设定为 琢=0. 05.
2摇 结果与分析
2郾 1摇 杉木凋落物分解速率
由图1可以看出,表层土壤中杉木凋落物的分
图 1摇 表层与深层土壤中杉木凋落物碳的残留量
Fig. 1摇 Chinese fir litter鄄C remaining in topsoil and subsoil dur鄄
ing incubation (mean依SE, n=3).
Ts:表层土壤 Topsoil; Ss:深层土壤 Subsoil. 下同 The same below.
解速率显著高于深层土壤.培养结束时,表层土壤中
凋落物分解了 56. 8% ,而深层土壤中仅分解
31郾 6% .
2郾 2摇 杉木凋落物对原有 SOC分解的影响
培养前期,表层 SOC分解速率显著大于深层土
壤.随着培养时间的延长,表层与深层 SOC 分解速
率的差异逐渐缩小;到培养末期(72 ~ 81 d),表层和
深层 SOC的分解速率分别为 0. 04 和 0. 03 %·d-1 .
方差分析结果显示,添加杉木凋落物在培养前期使
SOC分解速率显著升高(P<0郾 01),并且表层和深层
SOC分解对杉木凋落物添加的响应具有显著差异
(图 2).在 0 ~ 1 d,杉木凋落物使表层土壤原有有机
碳的分解速率从 0. 1 %·d-1升高到 0. 2 %·d-1,使
深层土壤原有有机碳分解速率从 0. 07 %·d-1升高
到 0. 3 %·d-1 . 随着培养时间的延长,凋落物的影
响逐渐降低,并在培养后期对 SOC 分解产生抑制作
用.在培养末期(72 ~ 81 d),杉木凋落物使表层土壤
原有有机碳的分解速率从 0. 04 %·d-1降低到 0. 03
%·d-1,使深层土壤原有有机碳分解速率从 0. 03
%·d-1降低到 0. 02 %·d-1 .培养结束时,表层和深
层土壤分别分解掉 6郾 0%和 3. 6% ,由于凋落物添
加,其分解量升高到 6郾 1%和 5. 7% (图 3).
摇 摇 图 3 显示,杉木凋落物添加对原有 SOC 分解产
生显著的激发效应. 两层土壤中激发效应的最大值
均出现在 0 ~ 1 d,表层和深层 SOC 分解的激发效应
分别为 49. 6%和 421. 7% .随着培养时间的延长,激
发效应强度逐渐降低并出现负激发效应. 表层土壤
在 49 d后出现负激发效应,而深层土壤则在 72 d后
才表现出较弱的负激发效应. 整体来看,深层 SOC
分解对杉木凋落物添加的响应显著大于表层土壤.
59329 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王晓峰等: 杉木凋落物对土壤有机碳分解及微生物生物量碳的影响摇 摇 摇 摇 摇
图 2摇 杉木凋落物对表层和深层土壤原有有机碳分解速率
和分解累积量的影响
Fig. 2摇 Effects of Chinese fir litter on decomposition rate of native
soil organic carbon in topsoil and subsoil (mean依SE, n=3).
图 3摇 表层与深层土壤杉木凋落物的有机碳激发效应
Fig. 3 摇 Priming effect induced by Chinese fir litter in topsoil
and subsoil (mean依SE, n=3).
**P<0. 001.
2郾 3摇 杉木凋落物对土壤 MBC和 DOC影响
由表 4 可以看出,表层土壤 MBC含量显著高于
深层土壤.培养期间,深层土壤 MBC 含量约为表层
土壤的 13%左右. 此外,杉木凋落物添加显著改变
了土壤 MBC 含量.在培养第 2 天,杉木凋落物添加
使土壤 MBC有一定程度降低,而在第 40 天和第 81
天 MBC含量则显著提高. 利用13C 稳定同位素技术
将源于凋落物与原有土壤的微生物量区分后,发现
杉木凋落物添加处理中的 MBC 主要来源于原有土
壤,源于凋落物的 MBC 所占比例为 5% ~ 13% . 除
第2天取样外,杉木凋落物添加使源于原有土壤的
图 4摇 杉木凋落物对不同土层土壤微生物生物量碳及可溶
性有机碳的影响
Fig. 4摇 Effects of Chinese fir litter on the content of microbial
biomass carbon and dissolved organic carbon in topsoil and sub鄄
soil (mean依SE, n=3).
l:凋落物 Litter; s:土壤 Soil.
MBC显著增加.
表层土壤 DOC含量显著高于深层土壤.在培养
后第 2 天取样中,表层和深层土壤 DOC 含量分别为
157 和 56 mg·kg-1 .杉木凋落物添加对土壤 DOC含
量的影响不显著. 利用13C 稳定同位素技术将源于
杉木凋落物和原有土壤的 DOC区分后,发现杉木凋
落物添加处理中,源于凋落物的 DOC 仅占土壤总
DOC的 3. 6%左右,并在整个培养阶段保持相对恒
定的比例.
3摇 讨摇 摇 论
3郾 1摇 杉木凋落物分解动态
本研究中,表层土壤中杉木凋落物的分解速率
显著高于深层土壤.一般来说,凋落物分解受自身化
学性质(氮含量、木质素 /氮比值等)、环境因素(土
壤温度、水分等)及分解者的控制[15-16] .本研究中各
处理的土壤温度、水分均保持一致,而表层土壤的微
生物生物量显著高于深层土壤,所以,杉木凋落物分
解速率的差异主要是由表层土壤和深层土壤中微生
物活性不同引起的.由此推断,在杉木人工林经营过
程中,将深层土壤翻到表层,在一定程度上会通过改
变凋落物的分解环境,使杉木凋落物分解速度变慢.
6932 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
3郾 2摇 杉木凋落物对 SOC分解的影响
培养前期,表层 SOC分解速率显著大于深层土
壤,与先前的研究一致.王清奎等[17]报道,亚热带天
然林与杉木人工林 0 ~ 10 cm 层 SOC 分解速率显著
高于 10 ~ 20 cm 土壤.有机碳分解在土壤层次之间
的差异主要原因是:1)表层土壤微生物生物量显著
高于深层土壤(图 4),微生物会产生更多的土壤酶
对 SOC进行分解,从而提高了 SOC 的分解速率;2)
表层土壤 SOC的质量高于深层土壤,包含有更多微
生物容易利用的碳[16],如张剑等[7]报道,杉木人工
林幼龄林、中龄林和成熟林的表层土壤(0 ~ 10 cm)
中,微生物容易利用的轻组有机碳均显著高于深层
土壤(10 ~ 20 cm).
凋落物在森林生态系统碳循环中的作用不容忽
视.王清奎等[17]研究表明,土壤中加入杉木凋落物
后,土壤呼吸强度增加了 65% .然而,上述研究中的
土壤呼吸包含了杉木凋落物释放出的 CO2,并未对
来源于凋落物和土壤的 CO2进行区分.事实上,在森
林生态系统中,凋落物不仅会通过自身分解释放出
CO2,还会通过激发效应改变土壤原有有机碳周转
速率[18] .本研究中,杉木人工林经营措施将深层土
翻到表层,会加速土壤碳的损失.杉木人工林多位于
山区,为了营林便利,人们往往会将山坡修成梯田,
使大量深层土壤暴露出来,从而与凋落物接触,通过
激发效应改变其分解速率.深层 SOC 会对凋落物做
出什么响应还不得而知. 本研究中,虽然深层 SOC
的分解速率低于表层土壤,但其激发效应却显著大
于表层土壤. 该现象可能归于以下两方面原因:1)
深层 SOC的质量较差,微生物活动受到碳的限制.
当加入凋落物时,微生物大量繁殖,产生更多土壤酶
对 SOC进行分解,从而产生强烈的激发效应;2)深
层 SOC的分解速率较低(例如,深层 SOC 的分解速
率在培养初期仅有表层土壤的 1 / 2),其分解速率可
提升的空间较大.然而,目前对深层土壤的激发效应
研究还较少,需在其他人工林及农田生态系统加以
验证.
按照 Kuzyakov等[1]的定义,激发效应是有机底
物加入土壤后,原有 SOC周转速率在短期内发生强
烈变化.所以,激发效应可以持续多长时间仍是该研
究领域一个悬而未决的问题.为此,笔者监测了激发
效应的变化动态. 结果表明,表层 SOC 的激发效应
在 39 d后消失,并在 60 d 后出现负激发效应;而深
层 SOC的激发效应则持续到 60 d,并在 72 d后出现
负激发效应.由此认为,激发效应强度的变化与凋落
物在土壤中的残留量有关.随着培养时间的延长,残
留在土壤中的凋落物越来越少,对 SOC 分解的影响
也将逐渐减弱.本研究中,杉木凋落物在深层土壤中
的残留量要大于在表层土壤,导致其对深层 SOC 分
解的影响持续时间要长一些. 此外,在培养后期,凋
落物碳的微生物有效性大于土壤有机碳,微生物会
放弃利用土壤 SOC,转向利用凋落物,从而产生负激
发效应[19] .然而,后期的负激发效应是否能弥补前
期正激发效应导致的土壤碳损失? 如果能弥补,需
要多长时间? 仍需通过长期试验进行验证.
3郾 3摇 凋落物对 MBC和 DOC的影响
微生物是森林生态系统凋落物、土壤有机碳分
解及激发效应的驱动者. 凋落物对土壤微生物的影
响已有大量报道. 研究表明,杉木凋落物和杉木鄄阔
叶树混合凋落物加入土壤 135 d 后,土壤 MBC 分别
增加 35%和 75% [20] .本研究中,杉木加入土壤 40 d
和 81 d 后,土壤 MBC 显著增加. 通过13C 稳定同位
素示踪技术将源于凋落物与原有土壤的 MBC 区分
后,发现 MBC增加部分主要由以下两方面引起:1)
凋落物为微生物提供了生长所需的碳及其他养分,
凋落物中的碳被微生物吸收,导致土壤总 MBC 升
高[21];2)凋落物通过激发效应促进原有 SOC 分解,
增加了原有 SOC的微生物可利用性,使微生物生长
增加,这是形成土壤总 MBC升高的另一个途径[22] .
土壤 DOC虽然只占土壤碳库很小一部分,却在
土壤生态过程中发挥重要作用.本研究结果显示,杉
木人工林表层土壤 DOC显著高于深层土壤,而源于
凋落物的 DOC仅占土壤总 DOC的 3. 7%左右.该结
果可能与以下因素有关:1)杉木凋落物中水溶性有
机碳易于被微生物利用,可能以 CO2的形式排放到
大气中[23];2)在土壤生态系统中,土壤有机碳与凋
落物分解的限速步骤为将难分解的有机碳转化为微
生物容易利用的碳[24] . 而微生物容易利用的 DOC
一旦形成,将很快被微生物吸收或分解,从而使
DOC维持在相对恒定的水平. 本研究表明,土壤
DOC的主要来源仍是土壤原有有机碳;在短期内,
凋落物添加对土壤 DOC的影响很小.
4摇 结摇 摇 论
杉木凋落物显著改变了土壤有机碳的分解速
率,从而产生激发效应;深层土壤有机碳分解对杉木
凋落物的响应高于表层土壤;杉木凋落物使土壤
MBC含量在培养初期降低,在培养后期升高,但对
土壤 DOC 含量无显著影响. 杉木人工林经营过程
79329 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 王晓峰等: 杉木凋落物对土壤有机碳分解及微生物生物量碳的影响摇 摇 摇 摇 摇
中,将深层土壤翻到表层后,由于凋落物激发效应的
诱导,加速了土壤有机碳库的损失.
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作者简介摇 王晓峰,男,1988 年生,硕士研究生.主要从事森
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责任编辑摇 李凤琴
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