中国森林凋落物分解速率的空间格局及 主控因子:基于最优线性混合模型

基于与中国森林生态系统凋落物的分解速率有关的国内外文献资料,共收集覆盖热带、亚热带与温带3大气候区的569个分解速率记录,在此基础上建立了最优线性混合模型,分析了环境因子、凋落物基质质量和自身物理特征对凋落物分解速率的影响,揭示了影响凋落物分解的主控环境因子和空间格局差异.结果表明:分解速率随温度、降水、初始N、K质量分数的增加而增加,随海拔、纬度、分解时间、初始C质量分数、w(C)/w(N)、w(木质素)/w(N)、w(C)/w(P)的增加而减小;天然林和人工林凋落物分解速率无显著差异,阔叶林分解快于针叶林,针阔混交林与针叶林分解无显著差异,凋落物枝的分解速率显著低于其他组分;在全国大的空间尺度上,环境因素很重要,它们能够解释森林凋落物分解速率85%的变异,其中网孔、分解时间和海拔是森林凋落物分解的主控因子,而网孔和温度、网孔和海拔、海拔和分解时间分别为阔叶林、针叶林和针阔混交林的分解速率的主控因子.反演的中国森林凋落物的分解速率存在较大的空间异质性,其值大多为0.2~2.0.     

春小麦不同生育期各器官主要矿质元素吸收和分配的动态变化

为确定冀东地区春小麦不同生育期各器官中主要矿质营养元素的吸收与分配规律,以春小麦品种冀张春3号为材料,研究了在盆栽试验条件下春小麦不同生育期、不同器官中Ni,Cu,Zn,Fe,Mn,Ca,Mg,K等8种矿质营养元素的吸收、积累与分配的动态变化。结果表明,各器官中不同矿质元素含量随生长发育进程变化各异,在发育前期或发育后期呈"单峰"或"双峰"变化。生育期各器官中矿质营养元素的质量分数均值大小比较,除叶片中Ca和茎秆中K的质量分数高于其它器官外,其它元素的质量分数均以根系中最高。生育前期(三叶期~孕穗期)Ni,Fe,Mn主要积累于根系;Cu和Ca主要积累于叶片;Zn,Mg,K主要积累于茎秆。进入成熟期,Cu,Zn,Mn,Mg主要向籽粒中转移(分配率分别为65.02%,46.73%,53.90%,44.73%),Ni和K主要积累于茎秆(分配率分别为32.04%和35.22%)和籽粒(分配率分别为22.28%和32.36%)中,Fe主要以叶片中积累为主(分配率为32.87%),Ca主要积累于小麦茎秆中(分配率为46.04%)。拔节期至孕穗期是矿质元素吸收速率最高的时期;乳熟期至成熟期Ni,Mn,Fe,Ca元素出现二次吸收高峰。     

原始红松林皆伐后穿透雨对凋落物淋溶过程的影响

【目的】揭示原始红松林皆伐恢复演替为60年生的次生阔叶林后,凋落物对淋溶过程土壤养分归还及酸沉降的缓冲作用的影响,为评价森林生态功能的变化提供参考。【方法】以小兴安岭地区典型的原始红松林和皆伐后恢复演替60 a的次生阔叶林为研究对象,在两个样地内选择非林隙且林木通直分布均匀处放置30个体积为1 L的冠层穿透雨收集器,在每个穿透雨收集器附近设置1个凋落物淋溶液收集器。于2017年4—11月期间每隔45 d野外原位收集林下穿透雨和凋落物的淋溶液,以穿透雨为对照,对两者凋落物淋溶液中养分元素、可溶性有机物 (DOM) 的含量及pH的变化规律进行比较。【结果】与原始红松林相比,次生阔叶林凋落物中养分元素溶出总量显著偏低 (P<0.05),但不同元素的溶出规律并不一致,两个林型凋落物养分元素的释放高峰多集中于6月和7月;两者相比,原始红松林凋落物中DOM的溶出总量、可溶性有机碳 (DOC) 和可溶性有机磷 (DOP) 都极显著偏高,而可溶性有机氮 (DON) 的溶出量则极显著偏低 (P<0.01)。两个林型穿透雨中养分元素与DOM的变化规律与淋溶液基本一致。整个实验期间,两种林型的林下穿透雨pH变动范围为5.34~7.21,而凋落物淋溶液pH变动范围为6.37~7.65,凋落物层能对穿透雨的pH进行有效调节。两者相比,原始红松林凋落物层对林内穿透雨的调节作用更大。【结论】原始红松林皆伐恢复演替为60年生的次生阔叶林后,凋落物层在淋溶过程对土壤养分及DOM归还的能力减弱;凋落物层可以对穿透雨的pH进行有效调节,两者相比,原始红松林凋落物层对林内穿透雨的酸缓冲作用更强。     

九寨沟不同类型森林群落凋落物分解的研究

利用网袋法对九寨沟主要森林类型的凋落物的分解作用进行了研究.结果显示,九寨沟各林型凋落物的分解率k以白桦林最高,达0.7864,巴山冷杉林最低,为0.2705.九寨沟6个主要类型群落中,除巴山冷杉林的年分解率为23.70%,与一般温带针叶林分解率相似外,其余皆在30.20%至54.45%之间,高于温带森林凋落物的平均分解速率20%～30%.在实验期内五次取样的失重率与时间的关系有两类,它们以海拔2400m为界.在海拔2400m以下的白桦林、青杆林和油松林群落中,凋落物的失重率变化呈S形;在海拔2400m以上的辽东栎林、红桦林和巴山冷杉林群落中,凋落物的失重率变化呈山字形.这6种类型森林群落凋落物的分解作用受多种因素影响.一般地,海拔相同时阔叶林群落凋落物分解比针叶林群落快.     

未成熟果实黄化蜜柑及其正常植株叶片和果实矿质含量差异分析

对未成熟果实黄化'龟井'温州蜜柑和正常植株叶片和果实大量矿质元素如钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、磷(P)、硫(S)及微量矿质元素如铁(Fe)、锰(Mn)、锌(Zn)、铜(Cu)和硼(B)含量进行了测定分析.结果表明:果实黄化蜜柑叶片K和Ca含量(P<0.01)极显著低于正常植株(对照)、P、S和B含量(P<0.05)亦显著较低,且Ca和B均低于缺乏临界值,而Mn含量(P<0.01)却极显著高于对照;果实黄化蜜柑果实S和B含量(P<0.01)极显著低于对照,Ca和Mg含量(P<0.05)亦显著较低,而P含量(P<0.05)却显著高于对照;果实黄化蜜柑与正常植株间叶片和果实Fe、Zn、Cu及果实Mn含量均无显著性差异.可见,'龟井'温州蜜柑未成熟果实黄化症状与其果实含Mg量显著较低及因Ca、B缺乏造成的叶片功能衰退有着密切的关系.     

不同密度马尾松林针叶养分含量及其转移特征

以贵州龙里林场12年生马尾松人工林为研究对象,分析了3种密度马尾松针叶凋落前后N、P 、K、Ca、Mg、Fe、Mn、Zn、Cu等9种养分含量及其转移特征。结果表明：叶片凋落前Ca含量随林分 密度增大而提高,其他元素含量未表现出有规律的变化;叶片凋落后Mn含量表现出随林分密度增大 而增大的趋势,其他元素含量在不同密度间差异不大;叶片凋落前后N、P、K、Mg发生了不同程度 的转移,Ca、Fe、Mn、Zn、Cu未发生转移或发生负转移;N、P、K、Mn、Zn、Cu转移率随林分密度 增大变化趋势不明显,Fe转移率随林分密度增大有所降低,Ca和Mg转移率随林分密度增大有所提高 。     

日光温室甜樱桃叶片中矿质营养元素含量的动态变化

以红灯(Prunus L.)品种为试材,研究了温室栽培樱桃叶片中7种矿质营养元素(Cu,Zn,Fe,Mn,Ca,Mg,K)含量的动态变化及其相关性.结果表明:开花期至果实成熟期,樱桃叶片中Cu,Zn含量显著下降;Fe,Mn,Ca,Mg,K含量显著增加.果实采后生长发育阶段,Fe元素含量极显著下降且略有回升,其他6种元素变化平缓(或增加或下降).Cu与Mn,Zn元素分别呈极显著负相关和正相关;Ca与Mn和Cu,Zn元素分别呈极显著正相关和负相关;K,Mg元素与Cu元素呈显著和极显著负相关,与Mn,Fe,Ca,Mg元素呈显著或极显著正相关.     

杜仲树皮、树叶、树枝及其生存土壤的X射线能谱分析

用X射线能谱仪测定了杜仲树皮 ,树叶 ,树枝的无机元素组成 ,发现它们有相同的元素组成 :Mg、Al、Si、S、K、Ca、Fe ,但Mg、Ca、Al、Fe元素的质量分数差异较大。对杜仲所生存土壤也进行了X射线能谱分析 ,统计分析了杜仲树皮、树叶、树枝对土壤中无机元素的吸收情况     

鱼胆草中氮、磷及微量元素的质量分数与分布

测定了鱼胆草的氮、磷及10种微量元素(K、Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Pb、Zn、Cu、Cd)的质量分数，分析了各元素在鱼胆草各器官内的分布规律．结果表明：在不同器官中的元素质量分数有显著差异，Ca、Na、Mg、Fe、Mn、Zn在叶中质量分数最高；K在茎中质量分数最高，N、P、Cu以根中质量分数最高．大多数元素在茎中的质量分数最低．同时还对其药效与微量元素的关系进行了讨论．     

内蒙古地带性针茅植物15种营养元素含量及化学计量特征分析

通过对植物体内矿质平衡离子成分及含量特征研究,认识植物体内养分间交互作用,对研究草原植物各种逆境适应、矿质离子平衡及相关调控基因控制网络等具有重要作用.基于内蒙古不同草原类型,以针茅属(Stipa Linn.)植物为禾本科类的代表,研究地带性针茅植物叶片15种营养元素(7种大量元素C、N、P、K、Mg、Ca、S和8种微量元素B、Mn、Fe、Na、Zn、Cu、Ni、Mo)含量特征及元素间的相互关系.结果表明:西北针茅、大针茅、短花针茅和石生针茅等植物叶片中大量元素和微量元素含量均值分布格局基本相似,总体表现为CNKSMgPCaNaMnFeZnNiCuBMo. 4种针茅植物中大量元素P、K、Ca和微量元素Mn、Fe、Mo含量均有显著性差异(P0.05),其它元素如N、Mg、Cu、Ni等无显著差异(P0.05);4种针茅植物元素的相关性分析表明,营养元素之间的相关系数在较大范围内波动,不同元素之间的相互关系复杂,由15种营养元素组成的105对元素对中,有25对元素有显著相关(P0.05),占总数的20%;以主成分分析(PCA)对叶片多种元素之间的相互关系作进一步分析,提取了变异较大且解释率高的4个主成分轴,大量元素和微量元素在主成分图中呈现出分布的差异性聚类;而对多种元素的聚类分析,可以将营养元素归为两大类,第1大类包括C、N、P、K、S等,共同决定着植物的生长、发育与繁殖等生理生态过程,第2大类包括大量元素Mg、Ca和微量元素B、Mn、Na、Fe、Cu、Ni、Mo,这类元素作为辅基参与电子传递和生化反应,与植物生长和生境适应有关.     

野生毛樱桃生长期矿质营养含量变化与果实生长的关系

研究了野生毛樱桃生长期果实生长与叶果中7种矿质营养元素(Cu,Zn,Fe,Mn．Ca,Mg,K)的含量变化及其相关关系。结果表明,果实中Cu,Zn,Fe,Mn,Ca,Mg元素含量与果实生长呈负相关,其中Zn,Mg元素达显著水平;叶片中Cu,Zn,Fe,Mn,K元素含量与果实生长呈负相关,其中K元素达显著水平．叶片中Ca,Mg元素与果实生长呈正相关,其中Ca元素达显著水平。果实中各营养元素(除K外)生长期变化相互间均达极显著正相关。叶片中Ca与Mg元素呈极显著正相关;Zn,K均与Ca,Mg元素呈极显著负相关;Cu与Ca元素呈显著负相关;K与Zn,Cu元素呈显著正相关;Zn与Cu,Mn元素均呈显著正相关。叶片和果实中矿质营养元素间相关性均不显著。     

江西成林油茶叶片春梢末期营养诊断

【目的】对江西山区油茶成林在春梢生长末期大、中、微量营养元素进行诊断,总结各元素在此时期的施肥范围,指导油茶林地在春季的科学施肥。【方法】以江西省20个县的油茶成林叶片为对象,运用DRIS指数法,对春季叶片的9 种养分(N、P、K、Ca、Mg、Cu、Zn、Fe、Mn)进行营养诊断。【结果】 春季江西油茶林N、P、Mg、Fe 相对缺乏,K、Ca、Cu、Zn、Mn 相对充足; 春季油茶树体需肥顺序为 Fe>P>N>Mg>Mn>Ca>Zn>K>Cu。利用高产组叶片养分浓度制定了相应的养分诊断标准,即各养分的适宜含量范围为:N,12.728～17.793 g/kg; P,0.715～1.045 g/kg; K,6.950～9.728 g/kg; Ca,4.876～8.909 g/kg; Mg,1.270～2.414 g/kg; Cu,1.219～3.918 mg/kg; Zn,11.485～16.393 mg/kg; Fe,0.096～0.221 g/kg; Mn,0.707～2.840 g/kg。【结论】江西油茶成林叶片中如果某一元素含量不在相应适宜范围,说明这种元素在油茶体内过量或缺乏。在春季为油茶林施加氮肥和磷肥的同时,应该注意补充铁肥。     

耐低钾基因型水稻的矿质营养和穗粒性状

在完全营养液条件下（Ｋ＋４０ｍｇ／Ｌ），耐低钾基因型水稻品种“湘早糯１号”比不耐低钾基因型水稻品种“双白－２１１－竹印”分蘖期全株、根、茎秆的Ｋ，Ｎａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ含量减少，根中的Ｍｇ含量稍多；孕穗期全株、根、茎秆的Ｋ，Ｍｇ含量增加．Ｆｅ含量在茎秆也多．在低钾（Ｋ＋３ｍｇ／Ｌ）营养液条件，“湘早糯１号”分蘖期植株苗高、苗干重、根干重、根体积及植株的Ｋ，Ｍｇ，Ｆｅ；茎秆的Ｋ，Ｍｇ；根的Ｋ，Ｎａ，Ｃａ，Ｍｇ，Ｆｅ含量均比“双白－２１１－竹印”增加；孕穗期全株、根、茎秆的上述５种营养元素含量都增多，茎秆的Ｆｅ含量相近．耐低钾基因型水稻品种“湘早糯１号”在低钾（Ｋ＋３ｍｇ／Ｌ）条件下抽穗率达９６％，结实率达３１．１％，不耐低钾品种“双白－２１１－竹印”抽穗率少于１０％，且不结实     

次生落叶阔叶林降雨过程中的4种金属元素特征

【目的】通过长期野外定点、定位法,监测次生落叶阔叶林森林生态系统降雨再分配过程,检测其中金属元素Ca、K、Fe、Cu含量,探索降雨驱动下的森林养分循环特征,为提升森林经营管理水平提供参考。【方法】在研究地1 340 m²径流场内的35 m气象观测塔上,安装4台翻斗式自记雨量计(HOBO),对降雨情况自动连续监测,共获得次生落叶阔叶林生长季的24场大气降雨量和降雨历时数据; 在距研究地约500 m的楼顶上,设置6个标准雨量筒,用于采集大气降雨样品; 以梅花布点法在径流场内,设置了5个受雨器,收集穿透雨样品; 利用聚乙烯管制作茎流环环绕标准木,连接盛水器采集树干茎流水样; 在径流场梯形围堰的出水口蓄水池中,采集土壤表层地表径流水样。水样的采集量约250 mL,利用水质悬浮物重量法、水质pH玻璃电极法分别测定悬浮物(SS)含量和pH,利用电感耦合等离子发射光谱法(ICP-AES)测定水样中金属元素Ca、K、Fe、Cu含量。【结果】①大气降雨中输入4种金属元素的质量浓度以6月最高,9月最低,呈先增后降的变化趋势。Fe质量浓度月变化最大,Ca最小。②森林对降雨再分配后,经穿透雨后除Cu外各金属元素质量浓度均有增幅; 除Fe外各金属元素质量浓度均为6月最高; 各元素质量浓度的月变化以Fe为最大,Ca最小。③经树干茎流后,4种金属元素质量浓度均有所增加,且明显高于穿透雨,以K淋溶系数最大,Cu最小。但各金属元素质量浓度的月动态不一,总体表现为夏季偏高、秋季偏低的特征,以Cu的月波动最大,Ca的最小。④降雨过程中4种金属元素的质量浓度变化,主要与SS、降雨pH、降雨量、降雨类型、降雨历时、降雨强度等因素有关,大多表现为随降雨量、降雨强度和降雨历时增加而减少的趋势,其中Ca受降雨量的影响显著,K与降雨pH显著正相关,Cu与Fe主要源于降雨淋洗的悬浮物。不同降雨类型对Fe迁移影响不显著,小雨对Ca、K迁移影响显著,暴雨对Cu迁移影响显著。⑤大气降雨净输入量Ca、K、Fe均为正值,Cu为负值,净迁移量中4种金属元素均为负值。【结论】受降雨特征等因素影响,次生落叶阔叶林生态系统对Ca、K、Fe、Cu元素的淋溶与吸存能力表现出不同的迁移特征,明确在降雨驱动下该森林生态系统金属元素的动态过程,可为次生林养分循环、植物生长发育、生态水文调节及森林经营等领域提供重要依据。     

千烟洲试验区马尾松人工林凋落叶及其营养元素的数量动态

研究了千烟洲试验区马尾松人工林凋落叶及其Ｎ、Ｐ、Ｋ、Ｃａ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｍｎ、Ｎａ、Ｆｅ、Ｂａ、Ｓｉ、Ｚｎ等１２种营养元素的数量动态变化。对该树种的凋落叶数量的分析，表明该树种的凋落叶在１年中各个时期具有不同的特征，同时还可以看到凋落叶的养分元素月积累量亦随着季节的不同出现高峰和低谷，从而进一步加深了解凋落叶在森林中的功能地位。     

梁平柚果实膨大期叶片矿质营养诊断研究

【目的】对重庆地区梁平柚核心产区柚园进行营养诊断,为梁平柚的平衡施肥提供参考依据。【方法】以梁平柚核心产区18个代表性柚园为研究对象,通过测定果实膨大期叶片中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、锌(Zn)、铁(Fe)、铜(Cu)、锰(Mn)元素的含量,运用诊断综合施肥法(DRIS)对叶片营养状况进行研究。【结果】依据高产园叶片矿质营养元素含量范围确定梁平柚叶片矿质营养元素的适宜值为N(22.12±2.53)g/kg、P(0.77±0.20)g/kg、K(16.50±4.67)g/kg、Ca(29.13±6.12)g/kg、Mg(3.92±0.89)g/kg、Zn(18.45±3.07)mg/kg、Fe(128.26±34.00)mg/kg、Cu(20.66±5.68)mg/kg、Mn(20.98±9.70)mg/kg。不同供试柚园的养分需求顺序不同,高产园柚树相对缺乏元素有K、Mg、Fe、Mn、Cu,低产园柚树相对缺乏的元素有K、Mg、Fe、Mn。【结论】梁平柚园普遍存在缺K、Mg、Fe问题,尤其低产园柚树缺K、Mg问题较为突出,建议在生产上进行适当补充,以充分发挥果园的增产潜力。     

山楂花序矿质元素的含量及其动态变化

在花期对面楂、大金星、敞口３ 个山楂品种花序中７ 个不同时期矿质营养元素含量进行了分析。结果表明,山楂花序中Ｃｕ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｃａ、Ｍｇ、Ｋ ７ 种元素含量除Ｋ 外均在不同品种间存在差异。面楂花序中Ｆｅ、Ｍｇ、Ｃｕ 的含量较高;大金星花序中Ｃａ、Ｍ ｎ 含量较高,而Ｚｎ、Ｆｅ 含量较低;敞口花序中Ｚｎ 的含量较高。尽管在不同品种间含量上存在差异,但其动态变化因其移动性能而异。研究证实,山楂花期存在需养高峰,花前施肥具有必要性。     

楸树叶片营养生物学及基因型间的遗传变异

以楸树27个无性系为材料,采用凯氏常量定氮法、钼蓝比色法、火焰光度法和原子吸收分光光度计法分别测定了叶片营养元素N、P、K、Ca、Mg的含量,并对叶片N、P、K、Ca、Mg含量的遗传变异规律及其与生长之间的相关性进行了分析。结果表明,不同无性系N素含量随着生长季节而降低。27个楸树无性系叶片中,除全N、全K、Mg含量在无性系间有显著的差异外,P、Ca含量在无性系间差异不显著。无性系的生长与N素含量有显著相关性,N素的多少直接影响楸树幼树的生长,但是楸树对于N素的吸收利用又受P、Ca的影响,P有利于N吸收、而对Ca有一定的制约作用;Mg对于K的吸收有一定的抑制作用,对于P的吸收有一定的促进作用。在测定的5种营养元素中,楸树所需营养元素N、P、K、Ca、Mg含量分别为16.800、0.079、5.740、2.700、0.317 g/kg。     

神农架巴山冷杉林凋落物量养分归还及分解特征

【目的】掌握森林凋落物产量及组成的动态变化、凋落物养分归还量及凋落物分解特征,了解凋落物在森林生态系统养分循环中的作用。【方法】选择神农架巴山冷杉天然林和人工林,在样地内布置凋落物收集框和凋落物分解袋,通过1 a的连续观测,比较天然林和人工林凋落物产量及分解速率的差异。【结果】巴山冷杉天然林和人工林年凋落物总量分别为6 217.44和4 833.46 kg/hm²,天然林比人工林年凋落物总量高28.63%。凋落物中以落叶为主,天然林和人工林落叶产量分别占凋落物总量的55.24%和54.76%; 其次是落枝,分别占总量的22.18%和19.66%; 树皮及花果等其他组分含量相对较少,分别占总量的22.58%和25.58%。巴山冷杉林凋落模式为双峰型,分别在10月和次年6月具有明显高峰期,而在次年2月凋落量最小。天然林和人工林凋落物养分年归还量分别为77.84和54.47 kg/hm²,天然林比人工林凋落物年养分归还量高42.91%,5种大量元素年归还量大小顺序均为N＞K＞Ca＞P＞Mg。凋落物在初始阶段分解较快,天然林和人工林凋落物在最初2个月失重率分别达18.70%和11.35%。天然林和人工林凋落物分解常数分别为0.303和0.241,凋落物半衰期分别为1.70 a和2.57 a,而凋落物周转期分别为9.30 a和12.12 a。【结论】神农架巴山冷杉林凋落物产量较高,分解速率较慢,天然林凋落物对土壤的改良效果更好。     

隆尧鸡腿葱矿物元素含量分析

为了研究隆尧鸡腿怱的矿物元素含量,以莱芜鸡腿葱作对比,采用火焰原子吸收光谱技术,对两种地理标志产品的鸡腿葱及其对应产地土壤中K、Ca、Na、Mg、Cu、Fe、Mn、Zn 8种元素进行了含量对比分析.结果显示,隆尧鸡腿葱中人体必需的矿物质元素含量(Ca、K、Mg等)明显高于莱芜鸡腿葱中的含量.8种矿物质元素的标准曲线均呈良好的线性相关性,相关系数R²>0.997 8,精密度为0.90%~3.61%,回收率为88.86%~105.56%,隆尧鸡腿葱中8种矿物质元素和对应土壤中的矿物质元素呈现显著相关性.隆尧鸡腿葱中Ca、Mg、Fe、Cu等元素含量与其土壤中对应元素含量呈极显著正相关.本研究结果将为隆尧鸡腿葱的种植提供科学根据.