凋落物和根系输入对南亚热带季风常绿阔叶林土壤养分的影响

摘要

植被凋落物和根系输入在调节森林土壤元素生物地球化学循环中扮演着关键作用。目前仍然不清楚凋落物和根系输入对热带原始林土壤主要元素含量的调控作用。针对该研究现状,以中国南亚热带季风常绿阔叶林为研究对象,通过开展凋落物与根系输入改变的控制试验(6个处理,每处理4次重复:对照、凋落物加倍、凋落物去除、断根、断根+凋落物加倍、断根+去除凋落物),探讨了凋落物和断根处理对土壤可溶性离子、土壤酸中和能力(ANC)和阳离子交换量(CEC)的短期影响。凋落物与根系处理半年后的结果显示:(1)凋落物去除与加倍处理都显著增加了0-40 cm土壤NO_(3)^(-)含量,并且凋落物去除效应大于添加效应;去除凋落物增加了表层土壤(0-20 cm)Ca^(2+)、Mg^(2+)、Na^(+)的含量。(2)断根处理显著增加0-40 cm土壤NO_(3)^(-)和表层土壤Ca^(2+)、Mg^(2+)含量。(3)断根和去除凋落物交互处理显著增加了0-40 cm土壤NO_(3)^(-)和表层土壤Ca^(2+)、Mg^(2+)、K^(+)含量,产生了叠加效应。(4)凋落物和断根处理并没有改变土壤pH,但降低了土壤酸中和能力(除凋落物加倍外),其降低的原因主要与阳离子交换量的降低和NO_(3)^(-)含量的增加有关。这些结果表明,土壤养分离子的可利用性(尤其是NO_(3)^(-)和Ca^(2+)、Mg^(2+))和酸缓冲能力对凋落物和根系输入改变响应敏感,森林植物及其凋落物对土壤养分保留和缓冲性能具有重要调节作用。在人为干扰和气候变化加剧背景下,该研究可为森林生态系统可持续管理提供重要的理论参考。此外,植被凋落物和根系输入改变引起的长期生态学效应仍值得进一步关注。