鼎湖山不同演替阶段森林土壤pH值和土壤微生物量碳氮对模拟酸雨的响应

• 作者: 吴小映 吴建平 周国逸 张德强 曾任森 梁国华 熊鑫 褚国伟
• 来源期刊: 生态环境学报
• 学科: 地球科学
• 关键词: 模拟酸雨 土壤酸化 土壤微生物活性 不同演替阶段森林 鼎湖山
• 年，卷（期）: 2015,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 911-918
• 页数: 8页
• 分类号: Q948|X171
• 字数: 7305字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16258/j.cnki.1674-5906.2015.06.001

摘要

开展酸雨增加对森林土壤酸化和土壤微生物活性的影响，可以为正确评估森林生态系统碳氮过程及其对全球气候变化的响应提供依据。以鼎湖山处于不同演替阶段的3种森林类型（马尾松Pinus massoniana）针叶林、针阔叶混交林和季风常绿阔叶林）为研究对象，从2009年6月开始，在自然林里喷施4个不同处理水平的模拟酸雨，即CK（pH=4.5左右的天然湖水）、T1（pH=4.0）、T2（pH=3.5）和T3（pH=3.0）；2009年12月─2013年3月对模拟酸雨下土壤pH值和土壤微生物量碳、氮含量进行长期观测研究。重复测量方差分析表明，观测周期内，模拟酸雨没有显著影响松林的土壤pH值和土壤微生物量碳、氮含量，但却显著地降低了阔叶林的这3个指标（P<0.05），而对混交林的降低程度也接近显著。具体表现为：与CK处理相比，松林、混交林和阔叶林表层土壤pH值在T1、T2和T3处理分别下降了0.01、0.01和0.04，0.01、0.06和0.07，0.04、0.09和0.10；相应地，土壤微生物量碳含量分别下降了-1.0%、2.7%和0.4%，4.2%、4.4%和13.6%，12.3%、12.6%和18.4%；土壤微生物量氮含量则分别下降了0.8%、4.2%和9.7%，5.4%、17.4%和15.6%，12.3%、16.2%和25.1%。这表明模拟酸雨加速了土壤酸化，同时降低了土壤微生物活性，而从降低的幅度和差异的显著性可看出，3个林型的响应敏感性随森林的顺行演替而增强，处于演替后期的阔叶林敏感性最强。同时，这种处理效应大体上随着模拟酸雨处理时间的延长而逐渐显著。以阔叶林为例，表现为实验初期，模拟酸雨并没有显著降低其土壤pH值和土壤微生物量碳、氮含量，而在模拟酸雨24、30和36个月后，T3和T2处理的土壤pH值显著低于CK和T1处理（P<0.05）；同样，在模拟酸雨24、36和45个月后，T3处理的土壤微生物量碳、氮含量显著低于 CK 处理（P<0.05）；这表明模拟酸雨对土壤酸化和土壤微生物活性的影响是一个逐渐累积的过程。