选择造林树种大叶相思(Acacia auriculiformis)和樟树(Cinnamomum camphora)为对象,采用开顶生长箱(open-top chamber,OTC)构建实验林,探讨镉(Cd)胁迫及其与大气CO_(2)浓度升高、氮(N)添加的复合作用对2种树木叶片N、P养分利用策略和Cd积累特征的影响。试验设5个处理:对照(CK)、加Cd[10 kg Cd/(hm^(2)·a)](Cd)、加Cd与加CO_(2)(700μmol/mol)(CdC)、加Cd与加N[100 kg N/(hm^(2)·a)](CdN)、加Cd加CO_(2)加N(CdCN)。处理约2.5 a后,测定两树种的成熟叶和衰老叶中N、磷(P)和Cd含量。结果表明,不同处理对两树种叶片P含量及P回收率均无显著影响,但显著影响叶片N含量及N回收率;CdN处理下两树种叶片N含量升高;Cd和CdN处理下樟树叶N回收率显著降低。Cd、CdC、CdN和CdCN处理下两树种叶片Cd积累浓度及樟树成熟叶中的Cd/N和Cd/P升高。大叶相思叶片N、P回收率显著高于樟树,Cd积累浓度显著低于樟树。速生豆科固氮树种大叶相思比普通非固氮树种樟树具有更好的N、P养分利用策略和抵御叶片积累Cd的能力,表明大叶相思可以作为Cd污染林地土壤生态修复的适宜树种。
旨在探究喀斯特地区退化生态系统植被恢复树种凋落叶分解过程及其对土壤碳排放的激发效应,为选择合适的树种进行植被恢复提供数据支持。以中国林科院热带林业实验中心大青山石山树木园11种适应性强、耐干旱贫瘠的优良石山树种为研究对象,利用13C自然丰度法区分凋落叶和土壤来源CO_(2)并量化土壤激发效应,比较不同生态恢复树种凋落叶分解及其激发效应的差异,探讨凋落物分解及其激发效应与凋落物性状之间的关联。结果表明:(1)11个生态恢复树种凋落叶在碳相关化学性质(水溶性碳、半纤维素和单宁含量等)、养分含量(磷和镁含量等)及化学计量特征(碳磷比和氮磷比)等方面均表现出较高程度变异。(2)不同生态恢复树种凋落叶分解及其诱导的土壤激发效应具有极显著差异(P<0.001);在整个培养实验期间,11个生态恢复树种凋落叶平均分解了35.3%,其中海南椴分解最快,达到50%,而青冈栎分解最慢,仅分解16.5%。(3)总体上看,凋落叶处理的土壤呼吸速率(5.1 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))是对照土壤呼吸速率(2.3 mg C kg^(-1)土壤d^(-1))的2.2倍,凋落叶添加显著促进土壤有机碳分解,平均达到37.6%;其中海南椴、割舌树和任豆凋落叶输入则抑制土壤有机碳分解(抑制程度分别为-13.2%、-6.9%和-22.5%),产生负激发效应。(4)凋落叶分解与非结构性碳(r=0.63,P=0.04)和水溶性碳(r=0.91,P<0.001)呈显著正相关,与叶干物质含量(r=0.64,P=0.03)、纤维素(r=0.62,P=0.04)和锰含量(r=-0.63,P=0.04)呈显著负相关。多元回归分析结果表明,水溶性碳、钾和钙含量相结合可以解释生态恢复树种凋落叶分解变异的98%;然而,凋落叶性状与土壤激发效应强度之间并没有显著相关性。从土壤养分归还角度考虑,喀斯特退化生态系统恢复树种可以选择光皮梾木、海南椴、顶果木和降香黄檀等凋落叶分解较快的树种,以促进土壤养分循环和植被恢复;另一方面,从土壤碳固持角度来看,海南椴、任豆和割舌树等凋落叶输入会抑制土壤有机碳分解,从而有利于提高退化生态系统土壤碳封存能力。
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