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细根分解是森林生态系统养分归还的主要途径,是维持系统物质循环与生产力的重要过程,受底物质量、分解环境和微生物等因素综合调控,呈现出的分解格局各不相同。米槠(Castanopsis carlesii)作为我国东部湿润亚热带典型的地带性阔叶树种,杉木(Cunninghania lanlancceolata)为我国特有的速生针叶用材树种,前期已对土壤P有效性较低的三明森林生态系统与全球变化研究站的格氏栲自然保护区米槠天然林内做了分解研究,研究发现P(磷)含量较高的米槠细根分解快于杉木细根,P添加促进了细根分解,P是影响该区域林木细根分解的主要因素之一。为进一步明确P对中亚热带细根分解的调控机制,本文选取与格氏栲样地毗邻(相距5 km)但土壤P有效性较高的三明宁化天鹅洞自然保护区的天然林为野外分解试验样地,进行外源P四个梯度(高磷HP、中磷MP、低磷LP、对照CT)的添加,进一步观测这两种细根及其混合细根在分解过程中的干物质损失、细根养分、化学组分及对分解起主要作用的分解酶活性等的动态,并增加对分解期内土壤pH、养分与酶活性动态的监测。而室内控制实验中,将以上三种细根置于无养分的石英砂中分解,并设置对照和加磷处理,以排除土壤磷有效性及酸性红壤对外源添加的P强吸附作用的干扰,进一步证实内源(底物)或是外源(周围环境)的养分对分解的限制,解耦底物和土壤P有效性对细根分解的效应,为森林经营与管理研究提供决策参考。实验结果如下:(1)在野外2年分解期内,各处理细根分解都呈先快后慢的变化趋势,米槠细根干重残留率均显著低于杉木(P<0.05)。不同细根分解干重损失率均呈现出指数衰减过程(表3.1),利用Olson模型求得的各处理米槠、混合和杉木细根野外分解系数 k 大小分别为 MP(0.315)>HP(0.285)>LP(0.260)>CT(0.215)、MP(0.206)>HP(0.193)>LP(0.184)>CT(0.150)和 HP(0.271)>LP(0.239)>MP(0.182)>CT(0.165)。P添加提高了细根分解速率,对细根分解起促进作用,对P含量较低的杉木细根的促进作用更强,但未呈现随P水平提高而分解加速的现象。这与格氏栲细根分解的规律相似,所不同的是研究区域土壤P有效性高,与之相比,仅HP处理杉木细根分解速率更快,其他处理下细根分解速率并非更高,可能宁化样地温度更低所致,说明分解还受到温度因子的调控,甚至比土壤养分有效性影响更大。(2)野外2年分解期内,三种细根分解过程中的土壤pH值呈升-降-升-降(双高峰型)的变化趋势,在夏秋雨热同季达到峰值,呈现出季节性变化的特点。细根分解能提高土壤pH值,针叶树种细根分解对土壤pH的提高作用最大。但与对照相比,外源P添加显著降低了土壤pH,引起会引起土壤酸化,这种影响程度比细根分解大。(3)野外2年分解期内,各处理三种细根分解过程中的土壤N浓度呈先升后降的趋势,米槠细根分解过程中的土壤N浓度增幅最大,其次是混合细根,杉木最小,但总体上分解对土壤N浓度的影响很小,P添加各处理间的影响不显著,随分解时间变化而异。而土壤P浓度呈上升的趋势,但CT处理三种细根分解过程中的P浓度增幅都不大,P添加显著提高了土壤P浓度,随P添加水平增加而提高。(4)野外2年分解期内,不同细根N浓度总体上均呈上升的趋势,细根N残留率大于100%,表现出净富集的格局。P添加提高了细根N浓度,但处理间差异不显著。而三种细根P浓度均呈下降的趋势,CT处理下表现出释放的格局。P添加提高了细根P浓度,总体上呈富集-释放的格局。相对细根种类而言,P添加对细根P浓度的影响更大,后者能有效提高细根P浓度,对初始P含量较低的杉木细根P浓度提高最大,说明初始P含量较低的细根分解对P的需求更高。(5)野外2年分解期内,各处理三种细根可萃取物与纤维素浓度总体上呈先升后降、木质素浓度呈缓慢上升的趋势,反映了细根纤维素在分解前期短时间以内难于分解,而分解后期主要受到木质素的限制。P添加降低了可萃取物与木质素的浓度,能有效促进木质素的降解,加快淋溶阶段可溶性物质的损失。(6)野外2年分解期内,各处理细根分解过程中土壤的酶活性有较为明显的季节性变化规律,细根分解酶活性显著大于土壤酶活性(P<0.01),不同细根分解对土壤酶活性有不同的影响。但总体上,土壤和细根中四类主要降解纤维素的水解酶:酸性磷酸酶(AP)、β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、β-葡萄糖苷酶(βG)和纤维素水解酶(CBH)呈先上升后下降的趋势,而两类主要分解木质素的氧化酶:酚氧化酶(PhOx)和过氧化物酶(PerOx)活性呈上升的趋势。P添加均显著降低了土壤与细根的AP活性及其累积值(P<0.01),提高了βG、CBH、NAG、PhOx和PerOx活性及其累积,MP处理的提高作用最大。且P添加不同程度提高了分解过程中细根与土壤的总累积酶活性,表现为MP>LP>HP>CT,表明P添加可能会增强土壤中微生物的整体活动强度,从而影响细根分解酶的分泌,但不随P添加水平提高而提高。而分解区域内各细根分解酶活性与总累积酶活性的值均小于格氏栲样地,这可能是导致其分解较慢的主要原因之一。(7)与野外分解结果相似,在室内分解期内不同处理细根分解也呈先快后慢的趋势,P添加促进了细根分解,对P含量低的杉木细根促进作用更强,但总体上细根分解速率比野外的快,说明控制底物最合适的水分、温度等条件更有利于细根的分解。而室内分解过程中细根N、P、化学组分以及分解酶与野外分解规律均较相似,所不同的是各细根四类水解酶在分解前期(0-42天)均下降后再上升,可能与该阶段重新着生繁衍的菌类数量有关,但分解主要还是受底物质量控制,外源P添加处理能通过改变细根N、P与化学组分浓度以及分解酶类分泌物数量的变化从而有效促进该区域的细根分解。室内与野外分解研究的相互验证,能更好揭示中亚热带林木细根分解对P的响应。