鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤碳-氮-磷的时空特征

湿地洲滩土壤碳、氮、磷是重要的营养元素,其分布特征直接影响湿地生态系统的生产力和生态系统服务功能.通过2014-2017年对鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤(0～20 cm)有机碳、全氮、全磷观察实验分析,结果表明:鄱阳湖湿地洲滩前缘浅层土壤有机碳、全氮、全磷的年际变化特征不同,有机碳变化不显著,全氮、全磷变化显著; 浅层土壤有机碳、全磷、全氮的高程梯度变化极显著; 浅层土壤碳氮比、碳磷比年际变化极显著,氮磷比不显著; 浅层土壤碳氮比高程梯度变化不显著,碳磷比、氮磷比的高程梯度变化极显著.浅层土壤氮磷含量较其他     

黄海氮磷营养盐时空特征及影响过程分析

利用物理-生物地球化学耦合模型,模拟了黄海氮磷营养盐浓度及其结构的季节变化特征,并量化分析了不同过程对该海域营养盐结构的影响。氮磷营养盐浓度春夏低、秋冬高,近岸高外海低,底层高于表层;氮磷比春夏高于秋冬季;根据营养盐季节收支计算,发现黄海内部生物过程在营养盐浓度及其结构的季节变化过程中起着至关重要的作用。河流、大气、沉积物-水界面的营养盐输入是营养盐的重要补充过程,不超过总氮、磷补充量的33%。黄海氮磷比由冬季到春季升高是由于磷含量的下降幅度大于氮的下降幅度;夏季由于氮含量的上升幅度大于磷的上升幅度而继续升高;秋季由于氮含量下降,磷含量上升而下降。     

供氮水平对长白落叶松幼苗生物量、氮磷浓度及其季节变化的影响

在温室内以长白落叶松幼苗为材料进行砂培试验,探讨了4种不同氮素浓度(1、4、8、16 mmol/L代号分别为N₁、N₄、N₈、N₁₆)处理对长白落叶松幼苗生物量以及根、茎、叶氮磷分配的影响。结果表明:①氮素供给浓度显著影响幼苗生物量,7、8、9月份均在N₈水平下达最大,从7月份到9月份,叶片生物量占全株比例逐渐降低,而根系生物量所占比例逐渐增加。②随着供氮水平的提高,苗木根、茎、叶中氮浓度明显增加。生长末期根、茎、叶中氮浓度平均达到生长初期的1.46、1.48、1.17倍。不同氮处理下幼苗根、茎和叶全磷浓度呈现波动性变化。③幼苗体内氮贮量随着落叶松的生长呈明显上升趋势。9月份全株氮贮量比7月份平均增加了2.86倍。氮贮量分配在不同部位有很大不同,分配到叶片中的比例在7月份最高,平均为60%,而分配到幼苗根系中氮贮量的比例随苗木的生长而逐渐增加,在9月份相对值最高,达到41%。不同氮处理之间氮贮量分配比例相差不大。④长白落叶松幼苗根、茎、叶磷贮量变化规律与氮贮量一致,只是变化幅度低于氮。     

非根际土壤中丛枝菌根网和碳酸钙互作对香樟幼苗氮磷养分的影响

为考察非根际土壤中丛枝菌根网(后简称菌根网)和碳酸钙互作对香樟(Cinnamomum camphora)幼苗氮磷养分的影响，模拟构建了植物根际和非根际隔室装置，采用尼龙网隔离实现根际与非根际隔室菌根网互联，在根际隔室中种植香樟幼苗并接种丛枝菌根真菌，在非根际隔室施加或未施加外源碳酸钙，培养期结束后测定植物生物量和氮、磷含量。结果显示：菌根网对香樟幼苗植株生物量，氮、磷摄取量及氮磷比有明显影响；施加碳酸钙明对幼苗植株氮含量、氮摄取量及氮磷比有明显的影响；在施加碳酸钙后菌根网明显提升了幼苗植株生物量，氮含量及氮、磷摄取量，叶片氮、磷摄取量和根的氮磷比；在菌根网存在时施加碳酸钙可明显提高植株氮含量、根和叶的氮摄取量以及根的氮磷比；菌根网与碳酸钙的交互作用明显影响了幼苗植株氮含量，氮、磷摄取量和氮磷比，但对幼苗植株生物量无明显影响。研究结果提示非根际喀斯特土壤中互联菌根网和碳酸钙相互作用能够促进植物对氮磷养分的吸收利用。     

落叶松杂种优势分析及家系选择

为探讨落叶松杂种优势,选出生长量高的杂交组合,对设在黑龙江省林口县的23年生63 个落叶松家系子代测定林木胸径生长并进行了分析。结果表明,落叶松种间生长量存在极显著差异,杂种落叶松具有明显的生长优势,尤其是以日本落叶松为母本,长白落叶松、兴安落叶松为父本的杂种优势更为明显。日本落叶松×长白落叶松的杂种优势为3.2%,超亲优势为3.1%,日本落叶松×兴安落叶松、日本落叶松×长白落叶松的生长分别超过对照15.1%和13.4%。由于种间、种内家系间差异都达显著水平,在充分利用种间杂种优势的基础上,还进行了种内亲本个体的选择,选出的10个优良家系的平均值超过对照34.1%,可在牡丹江地区推广。日本落叶松和兴安落叶松正反交子代在胸径生长量上存在极显著差异,正交子代平均生长量超过反交子代8.5%,正交子代在优良家系数量方面也比反交的好。     

4种类型水曲柳人工林叶片-凋落物-土壤生态化学计量特征比较

【目的】利用生态过程中多重化学元素的平衡关系,揭示营养元素相互作用的变化规律,了解多重化学元素质量平衡及其对生态交互作用的影响。分析4种类型水曲柳人工林间树种叶片-凋落物-土壤以及同一水曲柳人工林不同组分间碳(C)、氮(N)、磷(P)的含量及其生态化学计量特征,为水曲柳人工林的混交树种选择、叶片-凋落物-土壤中的养分调节及水曲柳人工林的合理施肥提供理论参考。【方法】在东北林业大学森林培育实验站,以天然林带状皆伐后营造的29年生水曲柳纯林、长白落叶松水曲柳混交林、红皮云杉水曲柳混交林和红松水曲柳混交林为对象,野外样地调查取样,室内测定叶片、凋落物、土壤的有机C、N、P含量,分析比较了4种类型水曲柳人工林叶片-凋落物-土壤的C、N、P含量及其化学计量比[碳氮、碳磷、氮磷质量比,即m(C):m(N),m(C):m(P),m(N):m(P),分别表示为C/N、C/P、N/P]特征。【结果】水曲柳与长白落叶松叶片的N、P含量显著高于红皮云杉和红松叶片中的N、P含量; 水曲柳纯林凋落物的N、P含量显著高于3种混交林凋落物的N、P含量; 4种林型土壤C、N、P含量差异显著,C以长白落叶松水曲柳混交林土壤的为最高,N、P以水曲柳纯林土壤的为最高,C、N、P皆以红松水曲柳混交林土壤的为最低; 4种林型叶片到凋落物的C、N、P含量平均降低率分别为18.98%、32.12%与21.95%; 凋落物到土壤的C、N、P含量平均降低率分别为81.37%、50.73%与3.49%; 混交林叶片到土壤的C、N、P含量平均降低率分别为84.90%、66.55%与24.67%; 红皮云杉和红松叶片的C/N、C/P显著高于水曲柳、长白落叶松叶片,N/P皆以长白落叶松、红皮云杉和红松显著低于水曲柳; 凋落物C/N和C/P以红皮云杉水曲柳混交林和红松水曲柳混交林显著高于水曲柳纯林和落叶松水曲柳混交林,N/P以水曲柳纯林高于3种混交林; 土壤C/N和C/P皆以落叶松水曲柳混交林显著高于其他3种林型。C/N以凋落物最高,土壤最低; C/P和N/P以叶片最高,土壤最低。【结论】从提高养分利用效率,促进树木生长和保护土壤角度综合考虑,相对于红松与红皮云杉,水曲柳与长白落叶松具有更好的养分利用效率与生长速度,长白落叶松水曲柳混交林和水曲柳纯林林下土壤中的C、N、P含量也相对高于红皮云杉水曲柳混交林与红松水曲柳混交林。因此,对水曲柳人工林的混交树种应优先选择长白落叶松。基于水曲柳人工林叶片-凋落物-土壤的C、N、P含量及其生态化学计量在不同组分中的变化情况,应注意林下土壤N、P肥的补施。     

底部渗灌下缓释肥对华北落叶松容器苗生长和氮积累的影响

【目的】确定底部渗灌技术下培育华北落叶松容器苗合理的缓释肥施用量,探索在高效节水的渗灌条件下缓释肥对华北落叶松容器苗的苗木生长以及氮养分积累的影响。【方法】以华北落叶松播种容器苗为研究对象,在底部渗灌条件下,采用单因素完全随机区组设计,设置3个不同浓度梯度的缓释肥施氮量(50 、100 、150 mg/株),通过比较苗木不同生长期的形态指标、氮浓度和氮含量以及基质不同部位的酸碱度和电导率的差异,系统研究底部渗灌下缓释肥对1年生华北落叶松容器苗生长和氮积累的影响。【结果】施氮量对华北落叶松容器苗不同时期的苗高和地径影响差异显著。当施氮量为100 mg/株时,1年生华北落叶松容器苗的苗高、地径达到最大值,分别为34.38 cm、3.67 mm; 施氮量对生长季末的根生物量影响差异显著,对茎、叶不同时期的生物量影响差异显著,当施氮量为100 mg/株时,华北落叶松容器苗的总生物量最大,生长季末达1.80 g; 施氮量越大,华北落叶松容器苗各器官的氮浓度和氮含量越大,施氮量为150 mg/株下的氮浓度和氮含量显著高于50 mg/株的处理,而与100 mg/株的施氮处理无明显差异; 当施氮量为150 mg/株时,苗木体内的氮浓度和含量达到最大,根、茎、叶的氮质量分数分别为1.78%、1.28%、2.14%,氮含量分别为8.41、9.56、11.71 mg/株,但其苗高、地径、生物量等形态指标呈下降趋势; 随着施氮量的增大,基质的EC值升高、pH降低,且基质上层的EC值显著高于下层的,而pH则表现为上层较低,但未影响苗木质量。【结论】缓释肥能够促进华北落叶松容器苗生长,并且有利于苗木体内的氮积累; 底部渗灌技术下培育华北落叶松容器苗合理的缓释氮量为100 mg/株。     

高寒草甸3种牧草叶片性状对不同放牧模式的响应

以青海省贵南县高寒草甸为例,通过设置不同放牧模式的试验,研究了冷地早熟禾(Poa crymophila)、青海薹草(Carex qinghaiensis)和鹅绒委陵菜(Potentilla anserine)叶片结构性状和功能性状对放牧的响应。结果表明：重度放牧导致青海薹草叶片干物质含量显著下降,对冷地早熟禾和鹅绒委陵菜没有影响;放牧导致青海薹草和鹅绒委陵菜的比叶面积显著升高;放牧导致3种牧草叶片碳含量显著降低,氮含量和磷含量显著升高,碳氮比、碳磷比和氮磷比也整体呈显著下降趋势。叶片性状对放牧响应的可塑性不同,叶片磷含量可塑性较强,是敏感性状,而叶片碳含量可塑性系数最低,为惰性性状,叶片干物质含量和比叶面积的变异性最大。总之,3种牧草叶片性状对放牧的响应模式不同,且与放牧模式有关。叶片表型性状的非对称变化是性状之间权衡的结果,可能是对放牧活动的一种适应策略。     

城乡梯度上一年生杂草叶片氮磷含量的变化及其与土壤氮磷的关系

在上海城乡梯度上,选取隶属于禾本科和菊科的3种广布型一年生杂草:狗尾草(Setaria viridis)、稗(Echinochloa crusgalli)和醴肠(Eclipta prostrata),通过测定3种杂草单位质量叶片氮含量、单位质量叶片磷含量及其生境中土壤总氮、总磷的含量,分析城乡梯度上植物叶片氮磷含量的变化及其与土壤氮磷之间的关系.结果表明:1总体上,从中心城区至远郊区,3种一年生杂草的叶片氮含量显著上升,而叶片磷含量无显著变化;2其中,狗尾草与醴肠的叶片氮含量呈显著上升趋势,狗尾草叶片磷含量呈显著上升趋势;3土壤总氮、总磷与植物单位质量叶片氮、叶片磷总量呈显著性负相关(p0.05).综上可知,杂草的叶片氮磷含量对城市化有显著响应,物种间存在差异;土壤氮磷含量的变化是其成因之一.     

高浓度CO2对红松幼苗及土壤碳氮特征的影响

为探知红松苗对未来大气CO₂浓度的碳、氮响应策略,系统了解不同CO₂浓度下红松幼苗及其土壤碳、氮特征,采用生长箱培养法,分别研究了350、700 μmol/mol CO₂浓度下红松幼苗主要器官碳、氮浓度与积累(吸收)量变化,并分析其培养土壤的碳、氮含量。结果表明:与低浓度CO₂处理相比,高浓度CO₂处理并未对红松幼苗根、茎及叶的碳浓度产生显著影响,但导致叶碳积累量显著增加37.63%; 高浓度CO₂培养导致红松幼苗根、茎、叶氮浓度显著降低,茎氮吸收量显著下降27.45%,根、茎、叶的碳氮比升高,土壤溶解性有机碳含量显著增加28.82%,总有机碳、微生物量碳、全氮、微生物量氮及水解性氮含量均未发生显著变化,碳氮比增加。总体上,3年生的红松幼苗氮浓度、碳氮比、叶碳积累量及土壤溶解性有机碳对CO₂升高响应迅速。     

不同纬度兴安落叶松林土壤碳氮含量特征及影响机制

土壤碳和氮是生态系统物质循环的重要组成部分。在全球变化背景下,对森林生态系统土壤碳和氮含量的变化规律和机制的研究是当今生态学的研究热点。本文沿不同纬度梯度的天然兴安落叶松林进行了野外土壤采样调查和分析,以期阐明兴安落叶松林中土壤碳氮含量的分布规律及机制。结果表明,兴安落叶松林土壤有机碳含量和碳氮比均随纬度的降低而增加,土壤总氮含量则随纬度的降低而先升高后降低,深层土比浅层土土壤碳、氮含量低。土壤碳与氮均受到气候因素和土壤因素的影响,且响应机制大致相同。年均温和年降水与土壤碳、氮含量呈显著正相关关系;海拔与土壤碳、氮含量呈显著负相关关系。土壤容重、砂土含量、pH与土壤有机碳和土壤总氮含量呈正相关关系;土壤黏土含量和壤土含量与其呈负相关关系。该研究为揭示森林生态系统中土壤碳、氮含量响应气候变化的规律及机制提供科学依据。     

不同林龄长白落叶松人工林分土壤碳氮磷化学计量特征

研究长白落叶松人工林土壤化学性质随林分年龄的变化规律.以临江林业局桦树林场33、42与50 a 3个不同林分年龄的长白落叶松人工林为研究对象,以空间代替时间的方法,测定这3个林分3个不同土层深度(0～10 cm、10～20 cm、20～40 cm)土壤化学因子(有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P))及其化学计量比,探讨其随林龄的变化规律.结果表明:3个林龄有机碳与全氮含量随林龄的增加而增加,而全磷含量恰恰相反;在垂直分布上,随着土层深度的增加,有机碳、全氮、全磷含量逐渐减少.林龄对C∶P和N∶P的影响显著,并在50 a达到最大,而C∶N在不同林龄下无显著差异.林龄42 a与50 a的长白落叶松土壤P元素含量与33 a相比显著降低,较低的C∶P表明磷有效性高.42 a与50 a土壤C∶P高于我国平均值61,不利于林分从土壤中吸收磷酸盐,进而影响正常生长发育.因此,应在研究地区的落叶松人工林速生阶段适当补充磷肥,以保证林分正常生长发育,促进土壤良性发育.     

闽江河口营养盐的季节变化及混合行为

为分析闽江河口营养盐的季节变化及混合行为,于2014年8月、11月及2015年1月、5月采集了河口水域13个站位的表层水样,测定了硝酸氮、亚硝酸氮、氨氮、活性磷酸盐及活性硅酸盐5项营养盐指标.调查结果表明:不同季节,硝酸氮均为溶解无机氮(DIN)的主要存在形态,其质量浓度冬季最高,夏季最低,亚硝酸氮冬季较低,氨氮夏季较低,DIN的季节变化主要受浮游生物生长消亡、氮循环及流量控制;活性磷酸盐春季及夏季低于秋季和冬季,季节变化主要受控于流量、悬浮物质量浓度及浮游生物的生长消亡;活性硅酸盐秋季远低于其他3个季节,季节变化主要受控于地表输入量及生物消耗和分解.河口混合行为方面,硝酸氮不同季节均呈现保守行为,亚硝酸氮较为复杂,特别是11月表现为质量浓度随盐度的增大而增大,氨氮夏季淡水端有去除现象,DIN与硝酸氮相似;活性磷酸盐夏季呈现保守行为,秋季受河口缓冲效应、人类活动及化学生物过程共同作用而表现为质量浓度随盐度增大而增大,冬季与秋季相似,春季大致呈保守行为;活性硅酸盐夏季、冬季和春季呈现保守行为,秋季随盐度变化不大.除此之外,河口营养盐结构有失调现象,大部分站位N/P(摩尔比)值超过22,Si/P(摩尔比)值超过22,总体表现为磷限制.     

持续供氮对长白落叶松播种苗生长及抗寒性的影响

养分加载是调控苗木质量的重要措施。在7月份常规施肥的基础上,8、9、10月份对长白落叶松播种苗分别进行持续追肥,研究不同的氮加载量对苗木形态指标、养分浓度、抗寒性的影响。结果表明:持续施氮后,长白落叶松播种苗苗高、地径分别比未施肥的苗木高出35.4%～52.4%和11.3%～19.0%;与常规施肥相比,持续供氮对苗高、地径均无显著影响。随氮加载量的增加,茎氮浓度无显著变化,而根氮浓度持续增大,根对氮加载比茎敏感;氮加载后苗木生物量增加显著,但处理间无明显差异。在1.5～-50℃整个降温过程中,施用氮肥苗木的相对电导率均显著小于未施氮肥的苗木;在1.5～-20℃间,施氮的苗木相对电导率未出现显著差异,相对电导率值为13.57%～23.12%;但温度由-30℃降至-50℃时,相对电导率值均急剧上升至23.28%～35.59%;360、420 kg/hm2施氮处理的苗木相对电导率显著低于常规施肥的苗木,表明对长白落叶松播种苗进行氮加载可能有利于提高苗木抗寒性。     

舟山渔场海域春夏季氮磷分布及其对浮游植物的限制

依据2008年5、8月对舟山渔场海域进行的水文环境和渔业资源状况的综合调查结果,阐述了舟山渔场海域表层氮磷的分布特征及其对浮游植物生长的限制状况。结果表明:氮磷含量总体上随着离岸距离的增大逐渐变小,呈现西高东低的分布趋势,无机氮、活性磷酸盐含量均表现为夏季低、春季高的特征。调查海域叶绿素a含量随氮磷的波动呈现明显的季节性和区域性变化,夏季明显高于春季。无机氮、活性磷酸盐与叶绿素a的分布呈负相关变化,春季调查海域表现为磷限制,夏季绝大多数调查海域为磷限制,只有调查海域最东部边缘表现为氮限制,这与一般海洋环境为氮限制的结论一致。     

华北平原4种主要农作物非根际和根际土壤活性碳氮和酶活性特征

以两种豆科作物(大豆和花生)和两种非豆科作物(玉米和甘薯)为研究对象,对比研究不同作物非根际土和根际土无机氮、微生物量碳氮含量及与活性碳氮转化有关的酶活性的季节变化特征.结果表明:不同生长期内豆科作物根际土铵态氮和硝态氮含量显著高于非豆科作物;玉米生长季内非根际土硝态氮含量显著高于根际土,其他3种作物非根际土硝态氮含量小于根际土;4种作物根际土微生物量碳(MBC)含量显著高于非根际土,根际土微生物量氮(MBN)在苗期显著高于非根际土;作物非根际土铵态氮与硝态氮和蔗糖酶存在显著负相关关系;非根际土硝态氮与蔗糖酶、脲酶和β-葡萄糖苷酶活性存在显著正相关关系;根际土铵态氮和硝态氮与MBC,MBN、蔗糖酶、β-葡萄糖苷酶都存在显著正相关关系.     

沙坡头地区固沙植被对土壤酶活性的影响

对腾格里沙漠东南缘沙坡头地区柠条灌丛不同位置(灌丛基部、灌丛间和灌丛外)和土壤深度(0~5 cm和5~10 cm)5种参与碳氮循环土壤酶活性(多酚氧化酶、纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶)变化和季节动态特征进行研究.结果表明:柠条灌丛的生长能够增加土壤养分和酶活性,灌丛基部土壤酶活性显著高于灌丛间和灌丛外的,除了β-葡萄糖苷酶外,0~5 cm土壤灌丛间酶活性与灌丛外差异不显著;土壤纤维素酶、β-葡萄糖苷酶、硝酸还原酶和脲酶活性随着土壤深度的增加而减少,多酚氧化酶活性在深层土壤中较高;柠条样地土壤酶活性均与土壤pH无明显相关性;5种土壤酶活性表现出明显的季节变化特征:夏季秋季春季,说明柠条灌丛的生长能够增加土壤养分,促进土壤碳氮循环,在荒漠区退化土壤的修复中起着重要的作用.     

氮磷添加对温带和亚热带森林土壤碳氮矿化的影响

选取黑龙江五营温带森林和福建武夷山亚热带森林两个站点, 通过120天室内培养实验, 探讨氮磷(NH₄NO₃和NaH₂PO₄)添加对两种森林表层土壤(0~20 cm)碳氮矿化的影响。结果表明, 氮添加通过降低土壤微生物的生物量及其碳氮比来降低亚热带森林的土壤碳矿化, 但对温带森林的土壤碳矿化没有显著影响; 磷添加对两种森林的土壤碳矿化均没有显著影响。磷添加显著地增加温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加显著地降低温带森林的土壤净氮矿化, 氮添加和磷添加均对亚热带森林的土壤净氮矿化没有显著影响。总体而言, 可能由于养分可利用性和土壤性质的区别, 温带森林和亚热带森林土壤碳氮矿化对氮磷添加的响应存在区别。     

华北落叶松群落与土壤肥力的关系

研究了华北落叶松群落与土壤肥力间的关系.结果表明,随着林龄的增长,灌木层与草本层的多样性指数均先增加后减少;同时随着森林的演替,土壤表层的速效磷、速效氮、全氮、有机质的含量随林龄的增加而增加.人为干扰会改变土壤肥力状况,进而影响华北落叶松群落的结构与功能.     

北海营盘马氏珠母贝养殖海域春秋季水化学环境参数变化特征

于2008年9月21日和2009年4月12日对北海营盘青山头马氏珠母贝(Pinctada martensii Dunker)养殖区进行春、秋两季水化学要素调查与测定。结果显示,营盘青山头南珠养殖区水质良好,各水化学要素符合海水水质二类标准;秋季活性硅酸盐与盐度成显著正相关(r=0.828),无机磷与pH值、活性硅酸盐与溶解氧、无机磷与叶绿素a都有较高的正相关趋势,春季营养盐与各环境因子的相关关系不显著;春季N、P和秋季N、P、Si含量持平或高于浮游植物摄食的最低阈值,其中秋季Si含量丰富;春、秋两季氮磷比平均值分别为7.0和5.5,均以氮为浮游植物摄食的限制因子;营盘马氏珠母贝养殖区的无机氮以氨氮的存在为主要形式,春、秋两季氨氮所占无机氮含量的比例最高,分别为56.6%和74.4%。