土壤磷素转化过程对人工林林窗疏伐强度的响应

Knowledge of different inorganic and organic phosphorus fractions within soils is essential to understand P availability and transformation processes. Gap formation in forests is an opportunity for the system to change in both species dynamics and ecological process, thus is considered to be an important management practice in degraded forest ecosystem. However, litter information attempted to explore the effect of thinning intensity on soil phosphorus availability and the transformation processes between different P fractions in plantation. A thinning experiment by simulating natural gap formation was implemented in a spruce plantation in eastern Tibetan Plateau of China. In this study, we compare the difference for soil total phosphorus, available phosphorus, inorganic and organic phosphorus fractions, soil microbial community structure, phosphatase activities and other soil factors between gaps with different thinning intensity. The objectives of this study are to: (1) explore the response of soil P availability and transformation processes to thinning intensity in plantation; (2) investigate the effect of thinning intensity on soil microbial community composition and phosphatase activity in this area; (3) research the change of the relationship between P transformation processes and soil microbial and phosphatase in this plantation.

通过土壤有机磷及无机磷的分级测定能够详细了解不同植物有效性磷素的转化过程。林窗为森林生态系统中的物种动态和生态过程的改变提供了机会，所以近年来逐渐成为退化森林系统中森林恢复管理的一种重要手段。目前缺乏人工林林窗疏伐强度对土壤磷素有效性及不同形态磷素转化过程影响及其时间动态的研究，且其驱动机制也未探明。本项目以川西高原人工云杉林为研究对象，对不同疏伐强度林窗形成后土壤磷素有效性、不同分级无机磷和有机磷、微生物和酶活性及其他土壤理化性质进行调查研究，旨在回答如下科学问题：（1）人工林林窗疏伐强度对土壤磷素有效性及转化过程有什么样的影响？（2）土壤微生物和磷酸酶活性会对林窗疏伐强度产生怎样的响应？（3）不同疏伐强度林窗形成后土壤因子如微生物及磷酸酶与土壤磷素转化过程的关系会发生怎样的变化？该研究能够为人工林植被恢复过程中土壤改良的生态效应提供科学的理论依据，为改善低效人工林的现状提供实践指导.

通过土壤有机磷和无机磷的分级测定能够详细了解不同植物有效性磷素的转化过程。林窗为森林生态系统中的物种动态和生态过程的改变提供了机会，所以近年来逐渐成为退化森林系统中森林恢复管理的一种重要手段。目前缺乏人工林林窗疏伐强度对土壤磷素有效性及不同形态磷素转化过程影响及其时间动态的研究，且其驱动机制也未探明。本项目以川西高原人工云杉林和油松林为研究对象，对不同疏伐强度林窗形成后土壤微生物群落结构和土壤磷活性等级进行调查研究。研究结果发现云杉林中大林窗显著提高总磷脂脂肪酸丰富度、总细菌、革兰氏阳性菌、革兰氏阴性菌、真菌和放线菌的丰富度。同时，云杉人工林中大林窗和中林窗在降雨丰沛和分布均匀的年丰能够显著增加土壤活性磷的含量，而在降雨较少和分布不均的年份则能够显著增加中等活性有机磷和无机磷的含量。油松人工林却呈现却截然相反的结果，林窗疏伐后显著降低土壤活性有机磷和无机磷的含量。而在两种人工林中，林窗疏伐对土壤稳定性磷的含量均无显著影响。该研究能够为人工林植被恢复过程中土壤改良的生态效应提供科学的理论依据，为改善低效人工林的现状提供实践指导。