DOM对亚热带森林土壤有机-矿物复合体稳定性的影响机制

Sorption of dissolved organic matter (DOM) on soil minerals results in organic-mineral complexs, which is the most important mechanism for organic matter stablization in red soils of southern China. In this project, several natural forests and plantations are selected to assess the effect of DOM sorption/desorption on the concentration and stability of organic-mineral complexes. The soils occurring from three kinds of parent materials were chosen to investigate the influence of soil types. We expect our research will help to understand the turnover and stabilization of soil organic matter in subtropical forest soils.

可溶性有机质(DOM)被土壤矿物质吸附形成有机-矿物复合体是我国南方红壤最重要的有机质稳定机理。本项目拟选取福建省三种不同母岩（花岗岩、石英砂岩、石灰岩）发育的土壤上的天然林和人工林为研究对象，探讨DOM在土壤中的吸附/解吸过程如何影响有机-矿物复合体的数量和稳定性，以期为深入理解我国亚热带森林土壤有机质的动态周转和固持潜力提供科学依据。

我国亚热带森林生态系统水热条件优良，地上凋落物中大量的有机质以可溶性有机质（DOM）的形式输入到土壤中。DOM在土壤中的吸附/解吸既会影响到土壤有机质（SOM）沿剖面的分配，也会影响到土壤有机-矿物复合体的稳定性。然而目前对我国亚热带森林土壤中DOM吸附、解吸的机理及其生态学意义仍缺乏理解。根据项目计划书的内容，我们做了如下工作：.1、研究了格氏栲（阔叶树种）和黄山松（针叶树种）凋落叶的可溶性有机质（DOM）在格氏栲天然林和黄山松天然次生林这两种林分土壤中的动态吸附，并检验了温度和土层对吸附的影响。结果表明DOM在土壤颗粒表面的吸附是多层吸附，并且是化学作用主导的放热过程，温度升高不利于吸附的发生。.2、室内模拟了来自米槠凋落叶的DOM溶液在米槠林下土壤和丝栗栲林下土壤中的垂直迁移过程；发现外源DOM和本底SOM结构上的差异性是决定DOM吸附或解吸的重要因素，其作用甚至大于铁铝氧化物；森林转换可能导致DOM解吸后向下层土壤迁移，其实更有利于SOM的长期稳定性；被解吸的物质其化学稳定性可能较高，比如烷烃类物质。.3、在杉木幼林实施了野外原位土壤增温和隔离降雨试验。发现增温使土壤DOM的数量增加、结构变得简单，不利于SOM的稳定。旱季时隔离降雨使得土壤DOM的数量减少，结构变得复杂；雨季时隔离降雨使得土壤DOM数量增加且结构简单。.4、考察了不同森林类型土壤DOM与微生物的群落组成和酶活性之间的关系。发现氮元素是影响土壤酶活性的主要因子，DON可能是微生物矿化分解土壤氮的重要一环。.5、通过对米槠天然林、次生林、人促林的土壤进行分析，发现土壤DOC（可溶性有机碳）大部分是微生物难以利用的，而DON是驱动DOC可降解性的主要因子。.6、进行了凋落叶添加对土壤DOM和微生物的影响的研究，发现凋落叶中碳元素的释放速率可能是影响微生物量碳的重要因素。