【摘 要】
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全球气候变化对陆地生态系统森林碳氮循环过程有重大影响。我国中亚热带常绿阔叶林是全球极为重要的森林碳汇区,研究气候变化对亚热带森林生态系统的影响意义深刻。本试验样
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全球气候变化对陆地生态系统森林碳氮循环过程有重大影响。我国中亚热带常绿阔叶林是全球极为重要的森林碳汇区,研究气候变化对亚热带森林生态系统的影响意义深刻。本试验样地依托于福建三明森林生态系统与全球变化研究站,以杉木幼林为研究对象,设置对照、增温、隔离降雨和增温与隔离降雨交互作用四种处理,探讨增温与隔离降雨对杉木幼林丛枝菌根真菌的影响。主要研究了不同处理对丛枝菌根真菌共生体的影响、丛枝菌根真菌群落结构的变化以及杉木生物量和养分含量的差异。旨在为更好应对全球气候变化,探讨增温和隔离降雨对亚热带森林生态系统的影响。本文主要结论如下:(1)通过增温和隔离降雨实验研究表明,增温和增温与隔离降雨交互效应下土壤微生物量碳含量降低。所有处理下土壤微生物量氮含量在8月份达到最高值,而隔离降雨处理下土壤微生物量氮的含量高于其他处理。与对照相比,增温、隔离降雨和增温与隔离降雨交互作用处理下土壤总碳、总氮含量显著降低。植物生长速度加快并且植物根系密度增加,刺激了土壤微生物的活性,加速土壤有机质的分解,促进了土壤有机碳、氮矿化。各处理对土壤总磷含量影响不明显,但是增温、隔离降雨和增温与隔离降雨交互作用处理下土壤速效磷含量显著高于对照处理。所有处理下土壤酸性磷酸酶的活性出现明显的季节变化规律,在4月份出现最高值,而在8月份酶活性普遍降低,说明土壤酶活性有一定的适宜温度,8月份气候炎热,土壤温度过高可能抑制了土壤酸性磷酸酶的活性。(2)增温处理下丛枝菌根真菌的菌根侵染率显著增加,而增温与隔离降雨交互处理下明显降低。增温和增温与隔离降雨交互效应下丛枝菌根真菌孢子密度显著增加,但是隔离降雨处理减少了土壤中丛枝菌根真菌孢子数量。隔离降雨和增温与隔离降雨交互作用下土壤易提取球囊霉素土壤相关蛋白的含量减少,但是增温处理下变化各异,说明不同季节土壤增温对土壤易提取球囊霉素土壤相关蛋白的含量影响不同。由于土壤中总球囊霉素难溶于水,不易分解,所以各处理对其影响不明显。(3)增温和增温与隔离降雨交互效应下丛枝菌根真菌生物量显著降低,但是隔离降雨处理对土壤中丛枝菌根真菌生物量的影响不显著。高通量测序结果显示,增温、隔离降雨和增温与隔离降雨交互作用下丛枝菌根真菌种类相对丰度显著降低。增温与隔离降雨处理下抑制了丛枝菌根真菌Ambisporaceae科真菌的生长,而土壤增温抑制了丛枝菌根真菌Gigasporaceae科真菌的生长。土壤增温造成丛枝菌根真菌的生物量与群落多样性显著降低。(4)增温和增温与隔离降雨交互作用下杉木地上部分地径、树高、胸径和地下根系生物量显著降低,隔离降雨对其影响不明显。不同处理下杉木叶片C含量变化较小,但是增温增加了叶片中N、P含量。增温和增温与隔离降雨交互作用下杉木根系氮含量显著升高,但是杉木根系中磷含量降低。根系N:P比值升高,表明杉木的生长受到P限制。
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