沿海造林树种根际丛枝菌根真菌与土壤因子的通径分析

【目的】探讨苏北沿海土壤理化性质对当地主要造林树种根际丛枝菌根真菌(AMF)侵染及球囊霉相关蛋白数量的影响,为丛枝菌根真菌在沿海困难立地造林提供理论依据。【方法】以江苏盐城大丰林场内的8个不同树种为研究对象(薄壳山核桃、杨树、水杉、榉树、中山杉、杜仲、银杏、胡颓子),测定土壤理化性质,根据通径分析,探讨造林树种根际丛枝菌根真菌与土壤因子的关系。【结果】丛枝菌根真菌(AMF)侵染率最高为薄壳山核桃,最低为银杏; 孢子密度最高为杜仲,最低为银杏; 总球囊霉素最高为榉树,最低为中山杉; 易提取球囊霉素最高为杨树,最低为银杏。AMF侵染率与土壤全磷含量呈极显著负相关(P<0.01); 总球囊霉素与pH呈极显著负相关(P<0.01),与速效钾和有机碳呈极显著正相关(P<0.01); 易提取球囊霉素与土壤全钠含量呈极显著正相关(P<0.01),与土壤全磷呈显著负相关(P<0.05); 孢子密度与土壤因子并无显著性关系。通径分析显示,土壤全磷对AMF侵染率直接作用最强,土壤全钾、电导率的作用次之; 土壤速效钾对总球囊霉素的直接作用最强,pH、可溶性有机碳、全钠、电导率的作用次之,硝态氮对总球囊霉素含量的影响表现在间接作用上; 全钠对易提取球囊霉素的直接作用最强,电导率、全磷的作用次之,全钾对易提取球囊霉素的影响表现在间接作用上。【结论】沿海地区生长的8个树种均检测到AMF侵染,且土壤因子对AMF与树种的互利共生关系有显著影响。     

不同森林经营模式对土壤氮含量及酶活性的影响

【目的】探讨不同森林经营模式对土壤氮含量及相关酶活性的影响,为太湖沿岸防护林模式构建提供依据。【方法】在江苏省宜兴市周铁镇选取林龄相同的杨树纯林、杨树石楠混交林以及杨树女贞混交林3种森林经营模式,挖取1 m深的土壤剖面采集土壤样品,测定各模式下春季土壤的氮含量及相关酶活性,并分析其与土壤理化性质之间的关系。【结果】①试验地土壤全氮含量为0.17~1.35 g/kg,各森林经营模式之间土壤全氮含量存在显著差异(df=2,F=102.820,P<0.05),与杨树纯林相比,杨树女贞混交林和杨树石楠混交林土壤全氮含量分别增加了21.8%、69.7%;随着土层深度增加,2种混交林土壤全氮含量逐渐降低,各土层之间差异显著(df=3,F=108.289,P<0.05);土壤硝态氮、铵态氮含量分别为5.67~9.79、3.22~12.43 mg/kg,各森林经营模式之间差异显著(df=2,F=18.764,P<0.05;df=2,F=9.655,P<0.05),杨树女贞混交林和杨树石楠混交林土壤硝态氮含量相比杨树纯林分别降低了11.8%、27.3%,而杨树女贞混交林和杨树石楠混交林的土壤铵态氮含量在≥20~40、≥40~60和≥60~80 cm土层显著增加(df=3,F=106.230,P<0.05;df=3,F=119.794,P<0.05);随着土层深度的增加,3种经营模式土壤硝态氮和铵态氮含量逐渐降低;土壤微生物生物量氮含量为6.04~9.52 mg/kg,与杨树纯林相比,杨树女贞混交林土壤微生物生物量氮含量增加了7.5%;②土壤脲酶活性、硝酸还原酶活性和亚硝酸还原酶活性分别为3.43~9.16、0.16~1.04、0.15~0.25 mg/(g·d),与杨树纯林相比,杨树女贞混交林土壤脲酶活性在各土层均显著增加(df=2,F=19.600,P<0.05),而土壤硝酸还原酶活性在土壤表层则显著降低(df=3,F=43.637,P<0.05);杨树石楠混交林土壤脲酶活性在各土层均显著降低(df=3,F=17.825,P<0.05),而土壤硝酸还原酶活性则相反;3种森林经营模式下土壤亚硝酸还原酶活性无显著差异。表明脲酶和硝酸还原酶对经营模式的响应更敏感,可作为土壤氮变化的指标。此外,不同森林经营模式下土壤氮含量及酶活性与含水量、pH密切相关。【结论】与杨树纯林相比,杨树女贞混交林和杨树石楠混交林提高了土壤速效养分,有效吸收并削减土壤中的硝态氮含量,降低硝酸盐向土壤深层淋溶导致污染浅层地下水的风险。同时,土壤微生物量氮和酶活性变化加速了土壤氮转化和养分循环。建议在太湖沿岸防护林构建过程中,推广乔灌复层混交林。     

不同森林群落类型土壤蚯蚓数量和生物量的时空分布特征

【目的】明确不同森林群落类型对其土壤蚯蚓数量(密度)及生物量时空动态的影响。【方法】采用电击法研究了云南省昆明市3种森林群落类型的土壤蚯蚓密度与生物量的时空分布规律,用相关分析与方差分析方法,分析3种森林类型的样地土壤理化环境与蚯蚓密度及生物量变化的相关性。【结果】①森林群落类型显著影响蚯蚓密度(P=0.001)和生物量(P=0.006),各森林群落类型下土壤蚯蚓密度与生物量的大小顺序分别为:云南松群落>桉树群落>疏林群落、云南松群落>疏林群落>桉树群落。②蚯蚓密度和生物量时间变化总体上表现为:9月>10月>11月。垂直分布表现为:桉树群落与云南松群落蚯蚓及生物量主要分布在≥5～10 cm土层,而疏林群落主要集中于0～5 cm土层。③桉树群落土壤温度、pH及水解氮与蚯蚓密度和生物量呈显著正相关关系(P<0.05); 土壤含水量、有机质、全氮等与蚯蚓密度及生物量变化趋势基本一致,但它们与蚯蚓密度及生物量的相关性未达到显著水平; 云南松群落和疏林群落下蚯蚓密度及生物量与土壤温度显著相关(P<0.05),而与土壤含水量、有机质、全氮、水解氮等相关性不显著。【结论】3种森林群落类型中土壤蚯蚓密度及生物量的时空分布具有显著的差异性,这种差异性与样地土壤理化环境(温度、水分、pH、土壤氮等)的变化密切相关。     

喀斯特石漠化区石灰岩与白云岩土壤理化性质分析——以贵州兴义市为例

本文针对兴义市喀斯特石漠化区域内石灰岩和白云岩两种岩石发育的土壤进行理化性质分析比较,结果表明:两种岩石发育的土壤在全磷、交换钙、土壤含水量、石砾含量、土壤容重及岩石裸露率,差异显著。石灰岩区除了全钾与速效钾之外,全氮、全磷、速效氮、速效磷均略优于白云岩区。白云岩区土壤pH与全氮存在负相关关系;有机质含量与全氮、全磷均达到极显著正相关关系,与交换钙达到显著正相关关系;全氮和速效氮存在显著正相关关系。石灰岩区土壤pH与全钾存在负相关关系;有机质含量与全氮达到显著正相关关系,全氮和速效氮为正相关关系。不同坡位的土壤物理特征表明,白云岩区土壤含水量和土壤厚度的平均值自上而下呈现依次递增的变化规律。而其在土壤容重、石砾含量和岩石裸露率的平均值自上而下则呈现依次递减的变化规律。石灰岩区仅在土壤含水量方面自上而下呈现依次递增的变化规律。     

不同种植年限的菠萝园土壤养分变化及其与酶活性的关系

对不同种植年限（1、5、10、15和20年）的菠萝园土壤养分及其与酶活性的相关性进行了研究,结果表明：1）不同种植年限对菠萝园土壤养分有显著性影响;土壤有机质和全氮含量随种植年限的延长而逐渐下降,在0～20cm土层中,种植第1年的土壤有机质含量与种植第10、15和20年的土壤有机质含苣达湿著性差异;全氮则与第5、10、15和20年的达显著性差异;2）在0～20cm土层中,土壤碱解氮的下降表现为：种植第1年的与第5、10、15和20年的达显著性差异,但后面各年限间的变化没有规律,并且差异不显著;随着种植年限的延长,速效钾含量呈规律性下降,第1、5年与第10、15和20年的差异显著;3）菠萝园土壤的有机质、全氮和速效养分与过氧化氢酶、蔗糖酶和酸性磷酸酶的活性均表现出显著或极显著相关．     

沂蒙山区不同土地利用方式下土壤理化性质及土壤质量的差异性

基于沂蒙山区祊河流域不同土地利用方式下土壤理化性质分析,采用主成分分析法(principal component analysis, PCA)建立最小数据集(minimum data set, MDS),利用土壤质量指数(soil quality index, SQI)研究了该区不同土地利用方式下的土壤质量状况。结果表明：(1)不同土地利用方式下土壤物理性质变化明显。林地的土壤容重最小,砂粒含量最少,黏粒含量最多,土壤含水量较高,而园地正好相反;耕地土壤容重较大,砂粒和黏粒含量都较少,土壤含水量最高,而草地正好相反。(2)不同土地利用方式下土壤化学性质差异显著。土壤pH值由大到小依次为草地、林地、耕地、园地;林地和草地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较高,而速效磷含量均较低;林地的土壤全磷含量最低而速效钾含量最高,草地正好相反;耕地和园地的土壤有机质、全氮、碱解氮和全钾含量均较低,而全磷、速效磷含量较高,耕地的速效钾含量较高而园地的最低;研究区域耕地和园地的土壤有机质、全氮和速效钾含量处于相对缺乏状态。(3)不同土地利用方式的土壤质量指数为SQI_林地(0.6...     

乌岩岭不同林分土壤有机碳含量及分布特征

【目的】浙江乌岩岭森林生态系统濒临太平洋,具有独特的海洋性气候,在中国亚热带地区具有重要地位,探究该区域不同林分土壤有机碳含量及其分布特征,可为提高土壤碳库管理水平,推动森林生态系统的可持续经营与发展提供参考。【方法】用岛津TOC-L_CPH总有机碳分析仪测定了7种林分(松林、杉木林、柳杉林、阔叶林、混交林、竹林、茶园)土壤有机碳(SOC)及水溶性有机碳(WSOC)含量,并分析了其与土壤因子的关系。【结果】7种林分的SOC和WSOC含量都呈现出了随土层深度增加而减少的规律,具有明显的垂直分布特征。各土层SOC含量均以杉木林最高,≥10～25 cm与≥25～40 cm两土层WSOC含量亦是在杉木林中最高。WSOC与SOC含量之比为0.59%～1.51%,以杉木林≥25～40 cm土层的最高,以松林≥25～40 cm土层的最低。SOC含量与土壤密度、pH分别存在极显著(P<0.01)与显著线性负相关(P<0.05),WSOC含量与土壤密度、pH均存在极显著线性负相关(P<0.01)。【结论】乌岩岭土壤密度与pH均为影响林分SOC和WSOC含量的重要因素。     

西双版纳热带森林碳循环中土壤呼吸对次生演替的响应

【目的】探明热带森林次生演替过程中土壤呼吸速率的季节变化及其主要调控因素,分析土壤微生物生物量碳及理化性质对土壤呼吸速率时间动态的影响,为精确评估热带森林恢复对土壤碳库变化的影响提供参考。【方法】采用LI-6400-09便携式土壤呼吸测定仪对西双版纳热带森林演替前期的白背桐(Mallotus paniculatus)群落与演替后期的高檐蒲桃(Syzygium oblatum)群落土壤呼吸速率进行连续定位观测,结合相关分析和主成分分析,探讨热带森林演替过程中土壤微生物生物量碳、容重、pH及碳氮库各组分含量变化对土壤呼吸速率的影响。【结果】研究区白背桐与高檐蒲桃群落土壤呼吸具有明显的单峰型季节变化特征,最大值出现在湿季(6月),其中高檐蒲桃群落土壤呼吸速率[3.80~6.19 μmol/(m²·s)]显著高于白背桐群落[2.40~4.35 μmol/(m²·s)],但恢复前期土壤呼吸变幅(1.81倍)显著高于恢复后期(1.63倍);土壤呼吸速率随土壤温度和水分季节变化呈非线性显著或极显著增加的趋势(P<0.01或P<0.05),其中,高檐蒲桃群落温度、水分对土壤呼吸的解释率分别为49.00%~65.30%、2.96%~53.00%,显著高于白背桐群落的6.40%~49.10%、2.48%~43.70%;两群落土壤呼吸速率均与碳库(总碳、土壤微生物生物量碳)及氮库(硝态氮、全氮、铵态氮)含量显著或极显著正相关(P<0.01或0.05),并与pH呈极显著负相关 (P<0.01);土壤易氧化碳、硝态氮、含水量对土壤呼吸变化的贡献最大,而土壤温度、土壤微生物生物量碳、全氮、铵态氮及水解氮的影响次之。【结论】西双版纳热带森林次生演替显著促进了土壤呼吸,土壤呼吸时间动态主要受土壤微气候(如含水量)及土壤碳库(如易氧化碳)、氮库(如硝态氮)组分含量所调控。     

不同栽培年限紫花苜蓿地土壤养分分布特征研究

通过分层取样比较不同栽培年限苜蓿地土壤主要养分及在土体的垂直分布特征,分析了不同栽培年限苜蓿地土壤质量的变化．结果表明,苜蓿种植时间的长短对土壤主要养分分布影响程度不同,总体表现是苜蓿种植时间越长,对土壤主要养分分布影响越大．不同种植年限苜蓿地有机质、碱解氮、速效磷、速效钾含量随苜蓿栽培年限的增长而增加,随土层深度的增加而降低pH随苜蓿栽培年限的增长而略有降低,随土层深度增加而略有增加,但差异都不显著．     

西宁市不同功能城区土壤化学性质研究

对西宁市6个不同功能城区土壤化学性质进行了分析。结果表明:土壤有机碳、全氮、全磷和速效磷含量以风景区最高;土壤速效氮含量以老居民区最高;pH以开发区最高,呈趋碱性演变。在6个功能区,3个土层样品其全磷和速效氮的含量差异均不显著(P0.05);0～5 cm和5～20 cm两个土层样品的pH差异不显著(P0.05),50～60 cm土层,风景区与开发区差异显著(P0.05);全氮含量:0～5 cm土层,6个功能区差异均不显著(P0.05),5～20 cm土层风景区分别与商业区、老居民区、广场区和开发区差异显著(P0.05),50～60 cm土层与开发区差异显著(P0.05);有机碳含量:在0～5 cm土层,风景区分别与广场区和开发区差异显著(P0.05),5～20 cm土层与开发区和商业区差异显著(P0.05),50～60 cm土层与开发区差异显著(P0.05);速效磷含量:0～5 cm和5～20 cm土层,风景区与矿冶区间差异显著(P0.05),50～60 cm土层分别与矿冶区、开发区、广场区和老居民区均差异显著(P0.05)。城市土壤养分在剖面中呈现没有规律性分布。     

油茶林生草栽培对地表径流及氮磷流失特征的影响

目的 研究间种草本植物对油茶林地表径流以及随径流流失的溶解态氮磷的影响,以期降低油茶林面源污染风险并改善下游水体环境,为油茶高效生态经营提供参考。方法 选取林下植被覆盖度低的5年生油茶幼林,设计3个试验处理:无间种对照、间种百喜草和间种金鸡菊,每个试验处理面积600 m²,3次重复,同时,在每个试验样地建设水平投影为16 m×7 m的标准径流监测小区,共计9个径流监测区。经过2年的生草处理后,间种百喜草和金鸡菊的油茶林下植被覆盖度从对照的31.13%分别提高到90.47%和80.40%。在此基础上,通过土壤理化性质测定、多场次的地表径流及其氮磷含量的监测,比较各处理样地的地表径流量、土壤侵蚀量、径流溶解态氮(DN)和溶解态磷(DP)流失量的变化特征,分析南方油茶幼林生草栽培对地表径流及氮磷流失的影响。结果 油茶林下间种百喜草和金鸡菊2年后,土壤有机质、全氮及全磷含量均比对照有增加趋势。2020年6—7月,在试验区共观测到5场侵蚀性降雨事件。与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊的处理在5场侵蚀性降雨事件中均显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量(P<0.05)。与对照相比,间种百喜草和金鸡菊处理的地表总径流量分别减少了35.04%和33.56%,土壤累积侵蚀量分别减少了83.89%和79.85%。不同场次径流中DN和DP浓度变化趋势不一致,第1和第2场径流中DN浓度较低而DP浓度较高,第4和第5场径流中DN浓度较高而DP浓度较低。所有观测场次的径流DN和DP浓度均值超过了GB 3838—2002《地表水环境质量标准》中总氮、总磷Ⅴ类标准限值。与对照相比,间种百喜草能够显著降低径流中DN和DP浓度(P<0.05),减少量分别为4.67%和16.88%;而间种金鸡菊后径流DP浓度显著降低了16.88%(P<0.05),但DN浓度却增加了5.14%(P<0.05)。总体上,与对照处理相比,间种百喜草和金鸡菊分别降低了径流DN流失量26.66%和21.49%、径流DP流失量63.06%和50.57%。结论间种百喜草和金鸡菊的油茶林地显著降低了地表径流量和土壤侵蚀量,显著减少了径流溶解态氮磷流失量,相较而言,油茶幼林间种百喜草对林地地表径流及其可溶性氮磷流失的阻控效果比间种金鸡菊的好。     

湿地松针叶功能性状及其对磷添加的响应

目的 揭示湿地松人工林针叶功能性状间的关系,探讨针叶功能性状对磷添加的响应及对环境养分的适应策略。方法 以12年生湿地松人工林为研究对象,设置3个磷元素梯度(P1为25 kg/hm², P2为50 kg/hm², P3为100 kg/hm²)和不施磷为对照(CK)共4个处理,分析不同处理下叶长、叶面积和比叶面积等9个形态指标与针叶全氮、全磷和有机碳等养分含量的变化,探讨针叶形态指标与养分含量的相关性。结果①各处理下湿地松针叶各功能性状的变异系数为6.62%~19.77%,其中叶鞘长和比叶面积的变异系数大,均高于19%,有机碳含量变异系数最小,仅为6.61%。②与CK相比,随着施磷浓度的增加,除针叶干物质含量显著降低外(P<0.05),针叶叶面积、比叶面积及养分含量等指标均上升。③湿地松针叶的叶面积和比叶面积与全钾和全磷间存在显著正相关(P<0.05),相关系数达0.597以上,而针叶干物质含量与全磷、全钾和有机碳含量间表现出显著负相关(P<0.05),相关系数分别为-0.840、-0.639和-0.530。结论①湿地松针叶功能性状均属较弱变异,在特定环境中湿地松针叶功能性状具有较强的内稳性;②磷添加可以影响湿地松针叶的形态特征和养分储量,高浓度磷添加(P3)的效果最明显。③湿地松针叶形态建成与其养分含量相关,养分含量高促进针叶生长代谢、叶面积增加,同时加快干物质含量向其他器官转运,使针叶干物质含量减少。     

复合养殖对柑橘林土壤微团聚体分形特征及理化性质的影响

【目的】研究经济林复合经营模式中,鸡的养殖密度对林下表层(0～20 cm)土壤微团聚体特征和土壤理化性质的影响,并探讨特征微团聚体组成比例(PCM,<0.02 mm/(≥0.02～0.25 mm))、<0.02 mm与≥0.02～2.00 mm粒级含量的比值(RMD,<0.02 mm/(≥0.02～2.00 mm))和分形维数D与土壤理化性质之间的关系。【方法】以四川盆周低山丘陵区柑橘林地为对象,在试验区中建立20 m×20 m标准地各4块,设置3次重复,分别饲养鸡0、600、1 200和2 400 只/hm²,采用“S”形5点取样法分别采集0～20 cm土样,并测定土壤微团聚体组成、有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾含量及土壤物理性质。【结果】柑橘林下养鸡经济林的复合经营模式增加了土壤微团聚体大粒级(≥0.02～2.00 mm)颗粒含量,降低了小粒级(<0.02 mm)颗粒含量。随养鸡密度的增加,土壤PCM、RMD和D值均逐渐减小。不同养鸡密度的土壤PCM、RMD及D均与土壤含水量、非毛管孔隙、毛管孔隙、总孔隙、通气度以及土壤有机质、全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾等含量呈显著负相关(P<0.05),与土壤密度显著正相关。【结论】柑橘林下养鸡可促进土壤较小粒级的微团聚体向较大微团聚体的转化,能有效改善土壤微团聚体组成,降低土壤PCM、RMD和D; 土壤PCM、RMD和D可作为评价林下养鸡生态系统土壤理化性质的一项重要综合性定量指标。     

互花米草与盐地碱蓬群落交错带土壤因子的梯度变化特征

【目的】研究互花米草(Spartina alterniflora)入侵对土壤因子的改造作用,以及土壤因子改变对互花米草生态入侵过程的影响。【方法】以江苏沿海滩涂湿地互花米草群落与和盐地碱蓬(Suaeda salsa)群落的交错带为研究对象,从互花米草群落到盐地碱蓬群落分6个生境梯度带,对各梯度带植物生长状况及表层(0~10 cm)、中层(≥10~30 cm)、下层(≥30~60 cm)3个层次土壤主要理化指标的梯度变化特征进行了研究。【结果】①各梯度带不同土壤层次间,除粒径、总磷,其他指标表层土壤性质与中下层差异显著。②植物群落特征和土壤因子分布在表层呈现出明显的梯度分布格局,与盐地碱蓬群落相比,互花米草群落表层土壤有较高的含水量、总有机碳、总氮含量及较低的盐度、容重和pH。③随着互花米草群落由内部向边缘带过渡,生物量、株高、盖度呈下降趋势,表层土壤含水量、总有机碳、总氮含量总体呈下降趋势,容重和pH 呈上升趋势,盐度、粒径、总磷含量没有明显的趋势变化。【结论】互花米草入侵对群落交错区土壤的改造效果在土壤表层明显,表现为显著增加土壤含水量、总有机碳和总氮量,降低pH、盐度和容重,而总有机碳、总氮含量随入侵时间的延长具累积效应,含水量、总有机碳、总氮等因子含量的增加可能会促进互花米草的相对竞争优势。     

种植竹荪后毛竹林土壤微生物生物量和微生物熵的动态变化

【目的】竹林下种植竹荪会对林地微生物活动产生影响,明确种植竹荪对毛竹林地土壤微生物生物量、微生物熵及其化学计量不平衡性的影响,揭示竹荪种植后毛竹林地土壤质量的变化,为竹-菌复合生态系统的经营提供参考。【方法】以未种植竹荪(CK)和竹荪收获完成时立即取样(T0),以及收获后1 a(T1)、2 a(T2)的林地土壤为研究对象,测定并分析不同处理林地土壤微生物生物量、微生物熵变化规律及其与土壤-微生物化学计量不平衡性间的耦合关系。【结果】与未种植竹荪林地相比,竹荪种植后林地土壤有机碳(SOC)、全氮(TN),土壤微生物生物量碳、氮、磷(MBC、MBN、MBP)含量和土壤微生物熵碳、氮、磷(q_MBC、q_MBN、q_MBP)总体上均明显升高,而土壤全磷(TP)含量显著降低。随竹荪收获后间隔时间的延长,土壤MBC含量和q_MBC呈降低趋势;土壤MBN含量和q_MBN均呈先明显降低后略升高趋势,而土壤SOC含量呈先显著降低后显著升高趋势;土壤TN、TP、MBP含量及q_MBP均呈先升高后降低趋势,T1土壤TN、TP、MBP含量及q_MBP显著高于T0和T2。土壤-微生物碳氮化学计量不平衡性(记为C_imb/N_imb)、碳磷化学计量不平衡性(记为C_imb/P_imb)和氮磷化学计量不平衡性(记为N_imb/P_imb)均以竹荪收获当年(T0)处理较低。MBC与MBN呈显著正相关,MBC、MBN与C_imb/N_imb、C_imb/P_imb均呈负相关,MBP与C_imb/P_imb、N_imb/P_imb呈正相关。【结论】种植竹荪后林地土壤质量短期内较未种植林地土壤有明显提升,种植竹荪可以改善毛竹林地土壤质量;竹荪刚收获后毛竹林地土壤质量最优,随着竹荪收获后间隔年份的增加,林地土壤质量呈现劣变趋势,且较未种植竹荪林地土壤质量差。     

阿什河流域6种人工林叶片-凋落物-土壤系统的养分分配与利用格局

【目的】分别从人工林叶片、凋落物、土壤养分含量及化学计量比的差异,叶片-凋落物养分重吸收的差异,土壤有效养分及其活化的差异等方面,探究黑龙江阿什河流域6种人工林生态系统的养分吸收与利用策略,明确人工针叶林和阔叶林间以及不同树种间叶片-凋落物-土壤系统养分分配格局的差异,从养分优化利用和养分资源合理配置的角度考虑,推断适宜的互补树种,为流域森林景观的恢复和人工林的经营提供依据。【方法】以东北林业大学实验林场森林培育实验站次生林带状皆伐后营造的位置相近、立地条件基本一致的29年生红松、长白落叶松、红皮云杉、水曲柳、黄檗、胡桃楸人工林为研究对象,通过野外调查取样,室内使用碳氮分析仪测定叶片、凋落物、土壤C含量,使用凯氏定氮仪测定叶片和凋落物的N含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定叶片和凋落物的P含量,连续流动分析仪测定土壤的N含量、铵态氮($NH_{4}^{+}-N$)及硝态氮($NO_{3}^{-}-N$)含量,硫酸-高氯酸消化-钼锑抗比色法测定土壤的P含量,HCl-H₂SO₄浸提法测定土壤的有效磷含量。运用生态化学计量学的研究方法,分析各林分叶片-凋落物-土壤系统的养分含量及其生态化学计量特征,确定各凋落物营养的重吸收及土壤有效养分的供应特征。【结果】①针叶林叶片P含量(1.55 g/kg)显著低于阔叶林叶片P含量(2.02 g/kg)(P<0.05, F=16.92,df=1)。针叶林土壤C、P含量(47.75、1.17 g/kg)显著低于阔叶林土壤C、P含量(76.35、1.47 g/kg)(P<0.05, F_{C 含量}=75.15, F_{P 含量}=9.91,df=1)。6种林分中,水曲柳林叶片的N含量(19.64 g/kg)(P<0.05, F=5.26,df=5)、凋落物C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=2.34, F_{N 含量}=1.60, F_{P 含量}=6.74,df=5)和土壤的C、N、P含量(P<0.05, F_{C 含量}=154.84, F_{N 含量}=14.21, F_{P 含量}=53.55,df=5)均相对较高。红皮云杉林叶片P含量(1.30 g/kg)(P<0.05, F=36.71,df=5),长白落叶松林凋落物C含量(P<0.05, F=2.34,df=5),红松林凋落物N含量(P<0.05, F=1.60,df=5)均相对较低。②针叶林叶片碳磷质量比(C/P)值(314.84)显著高于阔叶林叶片C/P值(251.03)(P<0.05, F=20.43,df=1),阔叶林土壤C/P值(53.20)显著高于针叶林土壤C/P值(40.71)(P<0.05, F=15. 38,df=1)。6种林分中,红皮云杉林叶片C/P值(359.24)较高(P<0.05, F=35.02,df=5),水曲柳林叶片碳氮质量比(C/N)值(24.15)相对较低(P<0.05, F=11.42,df=5)。胡桃楸林土壤C/N值(19.82)显著高于长白落叶松林土壤的C/N值(5.62)(P<0.05, F=12.40,df=5)。③针叶林元素重吸收率为N的(25.31%)>P的(14.41%)。阔叶林P重吸收率(29.84%)显著高于针叶林P重吸收率(14.41%)(P<0.05, F=7.30,df=1)。6种林分中,水曲柳N重吸收率(P<0.05, F=13.66,df=5)、黄檗P重吸收率(P<0.05, F=60.40,df=5)相对较高。④阔叶林土壤有效P含量及有效P比率(11.74 mg/kg、8.22×10 ^-3)显著小于针叶林(16.59 mg/kg、14.24×10 ^-3)(P<0.05, F_{有效P含量}=7.32, F_{有效P比率}=11.84,df=1)。6种林分中,红松林和胡桃楸林土壤对N的活化能力相对较强,红松林和长白落叶松林土壤有效P的供应能力及其活化能力相对较强。【结论】针叶林叶片P元素利用率高,元素重吸收率为N>P。阔叶林土壤C、P含量较高、有效P积累能力弱、有效P含量及比例均显著低于针叶林,但其P的重吸收率显著高于针叶林。从优化养分资源角度考虑,针叶树种与阔叶树种混交,如红松与水曲柳、长白落叶松与水曲柳混交可以弥补针叶纯林养分分配与利用格局上的不足。     

覆盖物对土壤性质及微生物生物量碳氮的影响

【目的】比较不同覆盖物处理下,深度为0～5、≥5～10 cm处土壤的性质和微生物生物量碳氮含量的变化,以期明确适宜‘日香桂’种植的覆盖物。【方法】采用5种覆盖物(无覆盖对照(CK)、马尼拉草皮覆盖(T)、五针白皮松树皮覆盖(W)、鹅卵石砾覆盖(G)、陶土颗粒覆盖(C))处理,每种覆盖3块重复并按随机区组排列。处理后,对土壤样品进行pH、全氮、有效氮、全磷、有效磷含量、脲酶活性、磷酸酶活性、微生物生物量碳氮含量进行测定。【结果】从整体看,覆盖材料对土壤密度和全氮含量的影响不显著,但是可以提高土壤有机物含量。在0～5 cm土壤深度,T和W覆盖处理降低了土壤pH,而G和C覆盖处理增加了pH。覆盖T与W比其他覆盖处理更有效地提高了土壤有效磷、有效氮含量,以及土壤脲酶、磷酸酶活性和微生物生物量碳氮含量,其中W覆盖在提高微生物生物量碳氮含量上表现更突出。在≥5～10 cm土壤深度,覆盖物均对土壤pH有提高作用,无机覆盖G和C对土壤性质和微生物生物量影响甚微; T和W覆盖的作用效果虽比0～5 cm的作用效果有所下降,但对土壤脲酶、磷酸酶、微生物生物量碳氮的提升作用依然存在。【结论】无论是0～5 cm,还是≥5～10 cm深度,在对于土壤性质和微生物改善方面,松鳞树皮和马尼拉草覆盖(W和T覆盖)都表现出优于其他覆盖的效果,且W覆盖对土壤微生物生物量碳氮、有效氮的促进作用更显著。     

长期氮添加对落叶松和水曲柳人工林土壤碳、氮、磷含量和胞外酶活性的影响

【目的】氮(N)沉降速率的持续增加影响着森林生态系统的物质循环。本研究旨在探讨长期N添加对两种人工林土壤微生物生物量和胞外酶活性的影响。【方法】基于黑龙江帽儿山森林生态系统国家野外科学观测研究站落叶松(Larix gmelinii)和水曲柳(Fraxinus mandshurica)人工林的长期(16年)N添加[N添加速率为10 g/(m²·a)]试验,测定对照和N添加处理样地土壤的碳(C)、N、磷(P)各组分含量、微生物生物量以及C、N、P循环相关的胞外酶活性。【结果】长期N添加显著增加了两种人工林无机N含量,但降低了两种人工林微生物生物量C、N含量。N添加抑制了水曲柳人工林β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶和酚氧化酶活性,但对落叶松人工林的这些C分解酶活性的抑制作用不显著。回归分析进一步发现微生物生物量、β-葡萄糖苷酶、过氧化物酶和酚氧化酶均随着土壤pH的降低而显著降低。几丁质酶活性在落叶松人工林中对N添加呈现负响应,却在水曲柳人工林中对N添加呈现正响应。然而,N添加均未显著改变两种人工林的磷酸酶活性、总有机C,以及酸水解法划分的C组分、全N、全P和有效P含量。【结论】长期N添加主要通过土壤酸化途径改变落叶松和水曲柳人工林土壤微生物生物量和酶活性,而N添加对胞外酶活性的影响因树种而异,这可能与两个树种的不同凋落物质量和菌根类型有关。N添加对土壤微生物和C分解酶活性的抑制作用并没有显著增加土壤C含量和改变C组分,其内在机制需要未来从土壤有机C的形成和稳定性方面进行揭示。     

氮素形态对‘凤丹’表型性状、光合及产量的影响

【目的】研究不同氮素形态配比对油用牡丹‘凤丹’(Paeonia ostii ‘Feng Dan’)表型性状、光合特性及其籽粒产量的影响,确定氮素形态最佳配比,促进高产高效科学施肥。【方法】采用铵态氮(NH⁺₄-N)、硝态氮(NO^-₃-N)和酰胺态氮(N-CONH₂)3种不同氮素形态,设置不同氮素形态配比,考察‘凤丹’的表型性状、光合特性和产量。【结果】在固定磷钾等量施肥条件下,与对照相比,不同形态氮肥及铵态氮、硝态氮配施对‘凤丹’的表型性状、光合特性和籽粒产量参数均有显著影响(P<0.05)。铵态氮与硝态氮摩尔配比在50:50的处理下,‘凤丹’叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率均达到最大,较对照分别提高了22.85%、39.18%和25.98%; 胞间CO₂浓度最小,较对照降低了14.67%; 植株的千粒质量和单株籽粒产量均显著高于其他施肥处理(P<0.05),较对照分别提高了31.86%和43.05%。【结论】铵态氮与硝态氮等比配施可使‘凤丹’的表型性状、光合特性及产量大幅提高,可为‘凤丹’的合理施肥提供理论依据。