西土寒宪蚓和三叉苦植物对大叶相思人工林土壤CO2通量的短期效应

西土寒宪蚓(Ocnerodrilus occidentalis)为广东人工林和撂荒地内广泛分布的外来种蚯蚓,因其对水热、pH值及土壤有机质等的变化不敏感,其分布范围有逐渐扩大的趋势。研究西土寒宪蚓对人工林碳循环的影响过程,可以为如何减少外来蚯蚓影响下的人工林土壤碳排放提供思路。在广东鹤山大叶相思(Acacia auriculaeformis)人工林内设置外来蚯蚓和乡土植物野外控制实验,利用静态箱-气相色谱法对土壤CO2通量进行15天的原位测定。结果发现,单独添加西土寒宪蚓及单独种植三叉苦(Evodia lepta),对土壤CO2通量的效应都不明显。植物物理过程(如遮阴作用等)、植物生物过程(如根际化学物质分泌过程等)及植物在未添加蚯蚓样方和添加蚯蚓样方中对土壤CO2通量的效应分别为–32.1%、40.9%、8.8%和–7.2%、30.7%、23.5%。植物的物理过程抑制了土壤CO2排放,但提高了蚯蚓对土壤CO2排放的促进作用(提高了39.3%)。植物的生物过程促进了土壤CO2排放,但减弱了蚯蚓对土壤CO2排放的促进作用(降低了23.5%)。试验期间蚯蚓对多数土壤理化性质的影响并不明显,但是蚯蚓的存在有增强土壤细菌活性的趋势,而且使土壤CO2通量与土壤理化性质的相关性更加密切了;同时,蚯蚓的存在也使土壤CO2通量与土壤水热因子的关系发生了变化。可见,森林土壤CO2通量不仅与水热条件有关,还受地上和地下生物过程的调控。如果只关注森林土壤CO2通量的大小,而忽略影响土壤CO2产生及释放的生物学过程,将无法找到减少森林土壤CO2排放的有效途径。减缓人工林中土壤碳的排放,必须综合考虑植物物理过程、植物生物过程以及蚯蚓对土壤CO2排放过程的独立效应和交互效应。