摘要
西南亚高山森林是典型的季节性冻土区,为深入研究气候变暖背景下冻融循环变化对森林土壤环境的影响,该研究以西南亚高山森林乔木层与灌木层优势种云杉(Picea asperata)和华西箭竹(Fargesia nitida)根区土壤为研究对象,利用红外辐射加热器模拟气候变暖,研究增温对非生长季土壤冻融循环、土壤理化性质和酶活性的影响.在此基础上,开展室内培养实验,进一步验证冻融循环变化对土壤性质的影响.结果表明:(1)与对照小区比较,增温小区5 cm和15 cm土层温度分别升高2.85和2.13 ℃,冻结天数分别减少了60和32天,冻融循环次数分别由3次和1次降为0次.(2)增温增加了两物种根区土壤总氮(TN)、可溶性有机氮(DON)和微生物生物量氮(MBN)含量,但降低了土壤铵态氮(NH4+-N)含量.土壤冻结天数、冻融循环次数与TN、DON含量显著负相关,与NH4+-N含量显著正相关.(3)增温显著促进了两树种根区土壤N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)活性,但显著抑制了脲酶(Ure)活性.土壤冻结天数、冻融次数与NAG和Ure活性显著相关.(4)与野外研究相似,室内冻融循环处理可显著增加云杉根区土壤NH4+-N含量与β-葡萄糖苷酶(BG)活性,降低了NAG活性;增加了华西箭竹根区NH4+-N含量,降低了BG与NAG酶活性;但冻融循环对土壤硝态氮(NO3-N)、DON含量、Ure及蛋白酶(Pro)活性的影响与野外研究结果不同.冗余分析表明,华西箭竹根区土壤酶活性主要受土壤DON含量的影响,而云杉根区土壤酶活性与pH、NH4+-N含量、DON含量显著相关.以上结果说明,气候变暖背景下季节性冻土冻融循环消失,会显著影响西南亚高山森林非生长季土壤理化性质(尤其是土壤氮库组分)和酶活性,但其影响机制需要进一步研究.
基金项目
国家自然科学基金(31570477)
国家自然科学基金(31700418)
四川省科技计划(31570477)
四川省科技计划(31700418)
Science and Technology Plan Projects in Sichuan Province(21ZDYF0754)
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