树种丰富度和组成对南亚热带人工林土壤植物源碳保存及有机碳稳定性的影响

摘要

混交造林能显著提高森林生产力和土壤碳储量。然而,不同树种丰富度和组成如何影响土壤中植物源碳保存和有机碳稳定性仍不清楚。以南亚热带不同树种组配的人工林生态系统为研究对象,采用角质-叶源和木栓质-根源生物标志物研究树种丰富度和组成变化对土壤中叶和根源碳保存和降解的影响,并量化了它们对土壤有机碳稳定性的贡献。结果表明,树种丰富度增加,木栓质含量显著增加,但对角质含量无显著影响。相比之下,不同树种组成显著影响角质含量,但对木栓质含量无显著影响。土壤pH和含水量主要影响角质含量,而土壤全氮和真菌/细菌丰度显著影响木栓质含量。角质和木栓质的降解参数ω-C_(16)/ΣC_(16)和ω-C_(18)/ΣC_(18)与树种丰富度和树种组成均无关,主要受土壤pH、铵态氮、碳氮比的显著影响。结构方程模型结果表明角质组分对土壤有机碳稳定性指标易氧化有机碳与总有机碳比值(EOC/SOC)具有直接正效应,而木栓质组分对EOC/SOC具有直接负效应。树种丰富度可以通过增加细根生物量和真菌/细菌丰度促进土壤中根源碳组分的保存,从而提高土壤有机碳稳定性。本研究结果为亚热带人工林选择合适树种组配来提高土壤碳固持功能提供了理论依据。