土壤增温对幼龄杉木细根化学计量学特征的影响

为了揭示中国重要人工林树种杉木(Cunninghamia lanceolata)对全球变暖的地下响应及其适应性,通过在福建省三明市陈大国有林场设置杉木幼苗土壤增温实验(增温5℃和不增温2个处理,各5个重复),采用内生长环法,在增温后的第2年和第3年进行4次(2015年1月、7月,2016年1月、7月)细根(分0~1 mm和1~2 mm 2个分级)取样,研究土壤增温对杉木幼苗细根化学计量学特征(C、N、P浓度,C/N和N/P)的影响。结果表明:1)增温处理使2015年1月0~1 mm细根C浓度显著降低,但在2016年的2次取样中则显著降低了1~2 mm细根的C浓度。增温使前2次取样中0~1 mm细根和前3次取样中1~2 mm细根N浓度显著提高、C/N降低;但此后由于增温对土壤N有效性的促进作用减弱,增温对细根N浓度的影响不显著甚至降低,细根C/N提高。2)增温使第3次、第4次取样中0~1 mm细根和第4次取样中1~2 mm细根的P浓度显著降低;同时在大部分取样时间中增温提高了细根的N/P。3)随着苗木的生长,细根呈现出C浓度和C/N升高、N浓度和N/P降低的趋势;而P浓度则仅在对照0~1 mm细根表现出上升的趋势。可见,土壤增温引起了细根N富集,细根P浓度降低,N/P升高,因而杉木生长可能受P限制。     

土壤增温和氮沉降对杉木幼树细根生物量的影响

全球变化背景下研究增温和养分有效性对细根生物量的影响,对于理解林木养分吸收、生产力和碳吸存具有重要意义。选择杉木为研究对象,通过在福建省三明市陈大镇国有林场内设置土壤增温和氮沉降双因子试验,研究杉木幼树不同月份细根生物量的变化,结果发现:1)土壤增温、氮沉降分别对总细根生物量有显著的抑制和促进作用,土壤增温与氮沉降的交互作用对总细根生物量则无显著影响。2)增温对4月、7月、11月份细根总生物量均有极显著影响,增温对细根总生物量的抑制效应以7月最大;氮沉降对7月和11月细根总生物量有显著影响,7月份的促进作用大于11月份。3)土壤增温对0~1 mm细根生物量的抑制作用大于1~2 mm细根,表明0~1 mm根系对增温的响应更加敏感。4)土壤增温对表层0~10 cm细根生物量的抑制作用大于较深层的细根生物量;而氮沉降只对表层土壤细根生物量有显著促进作用,表明土壤增温和氮沉降均能显著改变细根的垂直分布。结论表明,土壤增温显著抑制细根生物量,而氮沉降显著促进细根生物量,并引起细根生物量在不同径级、不同土层分配格局的变化,从而可能对杉木适应性和生长产生影响。