芦芽山不同植被类型下土壤有机碳矿化特征及其对铁添加的响应

作者：曹亚鑫; 程曼; 文永莉^*

来源：应用与环境生物学报, 2023, 1-12.

DOI：10.19675/j.cnki.1006-687x.2023.01025

• 植被类型
• 土壤深度
• 铁
• 土壤有机碳
• 矿化

为探明铁添加对不同植被类型土壤有机碳（SOC）周转的影响，以芦芽山3种植被类型（草甸、灌丛、森林）下表层（0-10 cm）和亚表层（10-20 cm）土壤为研究对象，通过室内培养实验，研究Fe(Ⅱ)对SOC矿化特征的影响，并采用一级动力学方程拟合SOC矿化过程。结果表明：（1）草甸、灌丛和森林SOC矿化的变化趋势一致，均表现为前期矿化较快，其矿化速率在开始培养时(1 d)最高，并在培养前期(1-20 d)分别显著下降了44.4%、57.0%、54.6%，后期显著减慢并趋于平稳；（2）不同植被类型下土壤理化性质存在差异，且SOC、全氮（TN）、碱解氮（AN）、有效磷（AP）和土壤含水量（SWC）均随土层深度的增加而减少；（3）各植被类型不同土层SOC累积矿化量、矿化速率和矿化效率均表现为0-10 cm > 10-20 cm，且草甸和森林土壤的矿化作用高于灌丛；（4）外源加Fe(Ⅱ)抑制了土壤SOC的矿化速率，对草甸和森林的抑制作用较高（19.4%-32.6%），灌丛次之（20.2%-28.3%）；此外，相对于表层土壤（16.0%-19.4%），Fe(Ⅱ)添加对亚表层土壤（24.9%-32.6%）SOC的保护作用更强；（5）一级动力学方程对SOC矿化过程的模拟结果较好，灌丛土壤的Cp/SOC值为4.86-7.87，显著低于草甸和森林（5.50-12.9），表明灌丛土壤的固碳能力最强，草甸和森林次之；加Fe(Ⅱ)后土壤Cp/SOC值显著降低，表明Fe(Ⅱ)添加有利于SOC的固存；（6）逐步回归分析表明，SOC、pH和TP是土壤有机碳矿化的主要控制因素。由此得出，植被类型是影响土壤SOC矿化的重要因素，外源加Fe(Ⅱ)可以在一定程度上促进土壤SOC的固存，这与养分可利用性和土壤性质密切相关；结果可为理解气候变化背景下铁氧化物如何驱动芦芽山不同植被下土壤SOC周转提供基础数据。

• 单位
  山西大学