Modeling the effects of tree species and incubation temperature on soil’s extracellular enzyme activity in 78-year-old tree plantations

发表时间:12/22/2017

作者:Xiaoqi Zhou, Shen S. J. Wang,

来源:Biogeosciences, Volume 14, issue 23, 5393-5402

题名:Modeling the effects of tree species and incubation temperature on soil’s extracellular enzyme activity in 78-year-old tree plantations

作者:Xiaoqi Zhou, Shen S. J. Wang, and Chengrong Chen

来源:Biogeosciences, Volume 14, issue 23, 5393-5402

 

植树造林能有效提高土壤碳、氮储量,而土壤酶活性在土壤有机质分解中起到了重要作用。在全球增温的背景下,不同种植林土壤碳库的周转速率会加快,那么在理想条件下,不同碳库之间的差异如何发生变化?我们选择了一个78年的人工种植林,有4种树种(3种松树和1种桉树),测定了土壤胞外酶活性对温度的响应关系。基于土壤酶动力学模型,我们建立了一个新的统计模型,即树种-酶-碳/氮模型,研究了树种和温度对土壤酶活性以及土壤碳、氮库的影响。土壤酶有碳循环相关的酶(β-甲苷酶,BG),氮循环相关的酶(N-乙酰氨基葡萄糖甘酶,NAG;亮氨酸氨肽酶,LAP)和磷循环相关的酶(酸性磷酸酶)。结果表明,温度和树种显著影响所有土壤酶活性,而且桉树土壤酶活性比松树高1.01-2.86倍。模型结果表明在同样增温条件下,桉树土壤会损失更多的碳,但桉树土壤具有更长的土壤碳滞留时间,比松树高0.99-2.38倍。在增温条件下,不同种植林土壤碳库之间差值会逐渐增加。另一方面,模型的模拟结果也解释了为什么非本土松树(湿地松,从美国引入)会在这个地区生长更快,因为湿地松比本地松树(南洋杉和杉木(Agathis robusta C. Moore))具有更长的土壤氮滞留时间,高1.22-1.38倍,表明湿地松具有更高的氮肥利用效率。我们的结果有助于认识在全球变化背景下不同种植林土壤碳、氮循环机制,对森林管理也起到了一定作用。

该论文发表在SCI 2 区刊物 Biogeosciences(影响因子:3.851)上。我学院周小奇为第一作者兼共同通讯作者。

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