橡胶种植带来了巨大的经济效益,但大规模的橡胶林对生态环境也造成了极大影响,尤其是在土壤物理、化学性质方面。大规模橡胶种植不仅导致了土壤的板结缺水,还引起了明显的水土流失、土壤侵蚀、土壤肥力和质量的退化。因此,亟待优化其单一的种植方式和发展复合栽培模式。大量的研究表明,橡胶复合栽培模式具有显著的生态、经济效益。然而,有关不同橡胶种植模式对土壤碳循环影响的认知仍较缺乏。
中国科学院西双版纳热带植物园(以下简称“版纳植物园”)的研究人员以橡胶纯林、复合橡胶林、热带雨林为研究对象,解析了热带雨林转变为不同类型橡胶林对土壤可溶性有机碳和C/N化学计量学的影响。结果表明:在不同季节、种植方式下,橡胶林的土壤可溶性有机碳(DOC)浓度均可达热带雨林的150-200%,并伴随着橡胶林土壤的低pH、电导率、土壤有机碳、有效氮、有效磷、总氮、总磷及其与土壤可溶性有机碳的显著负相关;结构方程模型分析表明,橡胶林通过减少土壤有机碳(38%)和养分(总氮、总磷)含量而加速了土壤DOC的流失和高的可溶性有机碳/氮比率。另外,橡胶林中显著低的微生物生物量碳、氮(MBC和MBN)表明土壤DOC到微生物生物量的转化效率较热带雨林低,即橡胶林中DOC的高淋溶性限制了微生物对DOC的有效利用。这些结果展现了合理的胶园管理措施(如优化种植密度、间作豆科植物)在减少土壤DOC淋溶流失及提升土壤健康方面具有重要的意义。
相关结果以The detrimental effect of rainforest conversion to rubber plantations on soil dissolvedorganic carbon and C: N stoichiometry,mediated by altered soil biogeochemistry为题,发表在国际期刊Journal of Environmental Management上。版纳植物园生态水文研究组Singh Ashutosh Kumar副研究员为第一、通讯作者,刘文杰研究员、朱习爱副研究员为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金(面上、外国青年学者项目)、云南省应用基础研究计划、云南省“兴滇人才”等项目的资助。
橡胶种植对土壤可溶性有机碳和土壤生物化学性质的影响
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