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土壤细菌和线虫对热带雨林优势植物凋落物特性和多样性的响应
刘金花, 李风, 田桃, 肖海峰
生物多样性    2023, 31 (11): 23276-.   DOI: 10.17520/biods.2023276
摘要   (344 HTML8 PDF(pc) (613KB)(407)  

地上植物资源向地下部输入被认为是调控土壤生物群落的关键因素, 因为植物是几乎所有土壤生物的主要能量来源。然而, 关于植物凋落物特性和多样性如何影响土壤微生物和微型动物的多样性和群落仍然知之甚少。本研究以土壤细菌和线虫为研究对象, 通过盆钵试验, 设置单一添加不同热带森林优势植物种凋落物, 以及构建不同种凋落物混合的多样性梯度(1种、2种、4种和7种), 探究不同植物凋落物本身特性及多样性对土壤细菌和线虫群落的影响。结果显示: (1)凋落物添加显著提高了土壤碳、氮、有效磷、有效钾含量, 并显著增加了土壤pH值。(2)与对照处理(不添加凋落物)相比, 添加单一植物种凋落物降低了细菌和线虫多样性。(3)与对照处理相比, 单独添加不同植物种的凋落物对细菌和线虫群落均有显著影响。然而在不同凋落物添加处理之间, 只有望天树凋落物处理与其他处理间细菌群落具有显著差异, 其余处理间细菌和线虫群落差异均不显著。(4)凋落物多样性会显著影响细菌和线虫多样性及群落组成, 具体表现为细菌和线虫多样性随凋落物多样性梯度增加而增加。相较于低的凋落物多样性处理(CK、1种、2种), 高多样性条件下(4种和7种)细菌和线虫群落相似度更低。上述研究结果表明地上凋落物多样性不仅会直接影响土壤微生物群落, 还将通过级联效应影响更高营养级别的土壤动物群落。研究结果对于深入理解植物与细菌和线虫多样性及群落的关系、热带森林中土壤养分斑块的聚集效应、生物多样性的维持机制, 以及全球变化背景下植物多样性丧失对土壤生态系统的潜在影响等方面都提供了重要的理论参考价值。


处理
Treatments
凋落物多样性
Litter diversity
总有机碳
Total organic carbon
(g/kg)
总氮
Total nitrogen
(g/kg)
有效磷
Available phosphorus
(mg/kg)
有效钾
Available potassium
(mg/kg)
土壤pH值
Soil pH
1 CK 19.02 ± 0.13b 2.07 ± 0.07c 1.39 ± 0.08b 41.32 ± 1.61b 4.92 ± 0.08c
2 ST 27.72 ± 1.22a 2.78 ± 0.15a 1.45 ± 0.09ab 43.34 ± 1.49a 5.25 ± 0.09a
3 ST + SC 27.46 ± 1.42a 2.66 ± 0.09b 1.50 ± 0.09a 42.71 ± 1.16a 5.07 ± 0.11b
4 ST + SC + OL + PP 27.31 ± 0.94a 2.81 ± 0.15a 1.51 ± 0.13a 43.59 ± 0.85a 5.25 ± 0.10a
5 ST + SC + OL + PP + FV + FS + CI 27.22 ± 1.10a 2.78 ± 0.09a 1.47 ± 0.08ab 42.88 ± 2.23a 5.18 ± 0.06a
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表3 凋落物多样性对土壤养分的影响
正文中引用本图/表的段落
与对照相比, 凋落物添加同样显著增加了所有测定的土壤养分含量以及土壤pH值(表3)。而在凋落物添加的处理间, 不论是添加1种、2种、4种还是7种, 均对土壤总有机碳、有效磷和有效钾无显著影响。在ST + SC处理中, 土壤总氮含量显著低于其他3个处理。类似地, ST + SC处理中的pH值也显著低于其他3个处理。
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