蚂蚁筑巢对西双版纳热带森林土壤有机氮矿化的影响

摘要

蚂蚁作为生态系统工程师能够调节土壤微生物及理化环境,进而对热带森林土壤有机氮矿化速率及其时间动态产生显著影响.以西双版纳白背桐热带森林群落为研究对象,采用室内需氧培养法测定土壤有机氮矿化速率,比较蚁巢和非蚁巢土壤有机氮矿化速率的时间动态,揭示蚂蚁筑巢活动引起土壤无机氮库、微生物生物量碳及化学性质改变对有机氮矿化速率时间动态的影响.结果 表明:(1)蚂蚁筑巢显著影响土壤有机氮矿化速率(P＜0.01),相较于非蚁巢,蚁巢土壤有机氮矿化速率提高了261％;(2)土壤有机氮矿化速率随月份推移呈明显的单峰型变化趋势,即6月最大(蚁巢1.22 mg kg-1 d-1、非蚁巢0.41 mg kg-1 d-1),12月最小(蚁巢0.82 mg kg-1 d-1、非蚁巢0.18 mg kg-1 d-1);(3)两因素方差分析表明,不同月份及不同处理对土壤有机氮矿化速率、NH4-N及NO3-N产生显著影响(P＜0.05),但对NO3-N的交互作用不显著;(4)蚂蚁筑巢显著提高了无机氮库(NH4-N与NO3-N)、微生物生物量碳、有机质、水解氮、全氮及易氧化有机碳等土壤养分含量,而降低了土壤pH值;(5)回归分析表明,铵态氮和硝态氮对土壤有机氮矿化速率产生显著影响,分别解释87.89％、61.84％的有机氮矿化速率变化;(6)主成份分析表明NH4-N、微生物生物量碳及有机质是影响有机氮矿化速率时间动态的主要因素,而全氮、NO3-N、易氧化有机碳、水解氮及pH对土壤有机氮矿化速率的影响次之,且pH与土壤有机氮矿化速率呈显著负相关.总之,蚂蚁筑巢活动主要通过影响土壤NH4-N、微生物生物量碳及有机质的状况,进而调控西双版纳热带森林土壤有机氮矿化速率的时间动态.研究结果将有助于进一步提高对土壤氮矿化生物调控机制的认识.