不同林龄杨树人工林土壤有效氮对 模拟氮沉降的初期响应

为了解森林生态系统对持续氮增长和快速氮循环的响应模式及反馈机制,选择3种林龄杨树人工林作为试验样地,设置N₀(0 g/(m²·a))、N₁(5 g/(m²·a))、N₂(10 g/(m²·a))、N₃(15 g/(m²·a))、N₄(30 g/(m²·a))共5个不同浓度进行模拟氮沉降实验,探讨3种林龄杨树人工林土壤有效氮含量及对模拟氮沉降的响应。结果表明:①幼龄林、中龄林和过熟林的铵态氮占总有效氮含量的比例分别为18.50%～28.81%、23.14%～34.52%和32.60%～49.92%; ②随着外源氮浓度的不断增加,3种林龄土壤硝态氮含量都呈显著的增加趋势,且高氮处理对有效氮的影响高于低氮处理,而铵态氮只在幼龄林和中龄林中高氮处理(N₃和N₄)之间差异显著; ③幼龄林土壤硝态氮含量对不同浓度的氮沉降响应比中龄林和过熟林更为敏感,而铵态氮在3种林龄之间无显著规律; ④3种林龄土壤表层(0～10 cm)的铵态氮、硝态氮含量对氮沉降响应更加敏感。     

温性荒漠草原不同功能型草本植物对氮沉降的响应

采用野外人工外源施加氮素模拟氮沉降的方式,设置0、1.75、3.50、7.00、14.00 g/m~2 5个氮素添加水平,研究荒漠化草原不同功能型草本植物的多样性、生产力及养分质量分数对氮素的响应.结果表明:一年生草本植物(AS)的丰富度、多度和生物量均在低的氮素添加水平下显著高于对照,而高的氮素添加水平对AS的影响则不显著.多年生禾本科(PG)和非禾本科(PF)植物的丰富度、多度和生物量均随着氮素添加水平的增大而逐渐下降,其中高氮水平对PG和PF的抑制作用最显著.AS根部和地上部的氮素质量分数在所有氮素添加水平下均显著高于不添加氮素的对照;PG和PF根部和地上部的氮素质量分数对外源氮素添加的响应一致,即根部的氮素质量分数均是在7.00、14.00 g/m~2的添加水平下显著高于对照,地上部的氮素质量分数均是在14.00 g/m~2的添加水平下显著高于对照.在极端干旱和氮素水平低下的荒漠化草原,氮沉降增加对草本植物群落物种多样性和生产力的影响存在种间差异,其中PG和PF有更强的缓冲能力,而.AS则表现出了更强的适应和利用能力.     

土壤微生物对大气氮沉降的响应研究进展

稳定的生态系统对维持生态平衡具有重要意义,而土壤微生物是影响生态系统稳定的重要因素.剧烈的人类活动引起的大气氮沉降对土壤微生物产生了巨大影响.氮沉降增加了陆地生态系统有效氮累积,通过改变生物地球化学循环、土壤微环境以及土壤微生物间的关系,驱动土壤微生物群落结构、多样性和功能的改变.基于此,通过整理国内外关于模拟大气氮沉降导致微生物变化的研究,从氮沉降对土壤微生物生物量、群落结构和多样性、功能群以及响应机理等方面探讨其对微生物产生的影响.探究氮沉降将如何改变微生物功能,进而影响生态系统结构、功能和动态.     

不同林龄杉木径向变化及其对气象因子的响应

[目的]研究树木的生长机制能够为树木年轮学以及重建高分辨率环境演变历史提供重要途径和基础,在高分辨率的基础上分析不同林龄树木径向生长对气候的响应特征,能更好地规划被监测树种在不同林龄的生存策略.[方法]利用带状树干径向测量仪于2017年7月-2018年7月对福建省将乐国有林场不同林龄的杉木(Cunninghamia l...     

土壤速效钾对模拟氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加对土壤速效钾的影响。试验设计为5种处理,分别为N0(0kg.hm-2.a-1)、N1(60kg.hm-2.a-1)、N2(120kg.hm-2.a-1)、N3(240kg.hm-2.a-1)、Nr(氮沉降恢复),每个处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过3年的处理后发现,氮沉降导致土壤速效元素总量的淋失,0～20cm土层中的速效元素对氮沉降的反应要比20～60cm土层更为敏感,且其速效元素的淋失与沉降时间呈正相关,而20～60cm土层还未出现一致的变化规律。     

不同林龄胡杨净光合速率对生态因子和生理因子的响应

通过对比研究4个林龄(2、3、5、7 a)胡杨(Populus euphratica Oliv.)光合特性,为深入揭示不同林龄胡杨光合生理特征及对塔里木河下游胡杨林更新复壮提供依据.利用Li-6400XT便携式光合仪测定胡杨净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)等生理因子及温度(T)、光合有效辐射(PAR)、相对湿度(RH)等生态因子,应用相关分析、逐步回归分析、通径分析,系统研究了不同林龄胡杨在速生期(6—8月)净光合速率的日变化特征及其与生理和生态因子的关系.结果表明:各林龄胡杨净光合速率在速生期均为单峰曲线,没有明显"午休"现象,7年生胡杨净光合速率、蒸腾速率、水分利用效率(WUE)日均值显著高于其它3个林龄(P0.05);速生期胡杨净光合速率与光合有效辐射、气孔导度呈极显著正相关(P0.01),且光合有效辐射的直接作用和决定系数较大,气孔导度的直接作用大于其他因子的间接作用,决定系数仅次于PAR,其它因子也对净光合速率有不同程度的影响;各林龄胡杨对各生态因子和生理因子的响应有所不同,6月份温度为7年生胡杨净光合速率限制变量,8月份叶温(T_l)为2年生和7年生胡杨净光合速率限制变量,7月份各生理、生态因子对净光合速率均起促进作用.研究结果表明速生期不同林龄胡杨净光合速率主要受光合有效辐射和气孔导度的影响,但不存在简单的线性关系,是众多因子综合影响的结果.随着林龄的增加,胡杨的光合性能较好,生产力高.     

杉木人工林凋落物量动态对氮沉降增加的响应

 通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落物量对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理（N0, N1, N2, N3）,增加氮量分别为0、60 、120 和240 kg·hm^-2·a^-1。通过3 a监测发现,2005年各处理的年凋落量分别是2 427.50、2 238.10、2 286.66和2 599.50 kg·hm^-2,2006年凋落量分别是1 008.83、1 164.10、1 147.30和976.47 kg·hm^-2,2007年凋落量分别是1 557.85、1 445.60、1 595.85和1 555.85 kg·hm^-2。从3 a的试验时间来看,凋落物总量表现为先下降后上升,高氮处理（N3）前期提高凋落物量的作用比较明显,但随后逐渐表现为抑制作用;中氮处理（N2）逐渐表现为增加凋落物量的作用,低氮处理（N1）作用不明显。不同水平的氮沉降处理对凋落物各组分存在不同影响, N2处理对增加叶凋落物量有一定的促进作用,但N1和N3处理表现为抑制作用;氮沉降处理均表现出降低枝和皮凋落量的作用,但对落果和碎屑物有显著的增加作用。     

不同林龄华北落叶松人工林生态化学计量特征

探究C、N、P含量及化学计量特征随时间的变化以揭示人工林的养分循环规律,为人工林的高效经营提供参考。     

石地钱 Reboulia hemisphaerica 光系统Ⅱ 对氮沉降的响应特征

 对石地钱 Reboulia hemisphaerica 在不同模拟氮沉降条件下的叶绿素荧光动力学特征进行了研究。结果显示加氮对石地钱的光系统Ⅱ产生明显影响,40 和60 kg·hm ^-2·a ^-1(以N质量计)处理对其光系统Ⅱ产生严重破坏。加氮导致植物单位面积捕获的光能降低,并导致PSⅡ反应中心电子受体侧的氧化还原状态及异质性发生变化,破坏电子传递链,叶片吸收的光能无法在电子传递链中消耗,迫使其大幅提高荧光和热耗散的比率以消耗掉电子传递链中的能量,从而使光系统Ⅱ的性能指数大幅下降。对推动力指数的分析显示,Q-A后面的电子传递对加氮最为敏感。     

亚热带常绿阔叶林不同林龄细根生物量及其养分

通过对安徽池州老山自然保护区的肖坑常绿阔叶林细根生物量和细根养分进行研究,发现细根生物量和细根养分及养分储量呈明显的垂直分布规律,即随着土层加深而逐渐减少。在表土层,0~10 cm土层中细根生物量最多,氮、磷、钾含量及其养分储量也是最高。对不同年龄阶段的常绿阔叶林比较发现,细根的生物量有随着林分年龄的增加而增加的趋势,而不同年龄林分细根中氮、磷、钾的含量也存在一定差异。     

不同连栽代次及龄组杨树林土壤微生物量氮动态

选择不同种植林龄和代次的杨树人工试验林地,2009年2至12月分层采集土壤样品分析了土壤微生物量氮(SMBN)的年动态变化规律和剖面分布特征。结果表明:所有试验林地SMBN的年动态变化规律相似,2月份SMBN含量最低,各试验林地SMBN的平均含量为48.36 mg/kg(0～10 cm)、38.74 mg/kg(10～20 cm)和22.64 mg/kg(20～40 cm),10月份含量最高,平均为23.32 mg/kg(0～10 cm)、17.91 mg/kg(10～20 cm)和8.18 mg/kg(20～40 cm)。随着杨树种植林龄和代次的增加,SMBN的含量呈下降趋势。结果还显示,在动态采样期内,随着土层的加深SMBN含量降低,CK、F1、F2、S1及S2表土层(0～10 cm)SMBN的含量平均比10～20 cm和20～40 cm土层的分别高出11.50 mg/kg和24.83 mg/kg(CK),13.40 mg/kg和25.30 mg/kg(F1),9.34 mg/kg和19.53 mg/kg(F2),7.17 mg/kg和19.00 mg/kg(S1),5.65 mg/kg和14.48 mg/kg(S2)。相关分析显示,SMBN含量与土壤有机质和全氮呈显著相关关系(相关系数分别为0.665 4和0.829 6)。     

杨树不同根序细根形态对酚酸的响应

【目的】细根生长与森林生产力的关系十分密切,而酚酸在根际的累积可能影响杨树根系形态建成及生物量分配进而影响生产力。笔者通过模拟杨树人工林根际酚酸环境,探究杨树幼苗根系形态建成对酚酸的响应,深入揭示根-土界面性质改变对林木根系生长的影响,为探明人工林根际过程和林分生产力之间的关系提供参考。【方法】以改良Hoagland 营养液为基础,参照连作二代杨树人工林土壤酚酸含量配制溶液并进行杨树幼苗培养。采集杨树幼苗根系,按50%的比例选取细根 (根径D < 2 mm) 样本并按根序进行分级,制作1~5级根序细根石蜡横剖面切片。采用根系扫描仪结合分析软件获得各根序细根的长度、直径,利用光学显微镜观察各根序细根的剖面直径、维管束(中柱)直径等参数,并计算比根长、根组织密度、维根比等。采用Origin Pro 8.0进行数据的差异显著性检验并作图,分析细根形态特征和剖面结构参数的相关性。 【结果】酚酸处理显著减少了杨树幼苗根系生物量。1~5级根序细根的生物量在对照和酚酸处理间无显著差异,但其所占生物量比例显著增加。酚酸处理总体抑制了杨树幼苗细根的伸长生长,1~3级根序细根的长度显著低于对照。酚酸处理具有增大杨树根系直径的效应,但1~5级根序细根的表面积在酚酸处理下均较对照显著下降。酚酸处理显著影响了杨树幼苗各根序细根的比根长和根组织密度,使比根长显著下降而根组织密度显著增大。此外,酚酸显著影响了杨树幼苗根系的生长发育,酚酸处理下1~5级根序细根的维根比显著增大,根系内输导组织分化显著。【结论】酚酸对杨树细根生长发育具有一定抑制作用,酚酸处理下不同根序细根形态的变化体现了根系功能的改变,这将影响根系吸收进而对杨树地上部分的生长产生抑制。不同根序细根形态建成的差异性也在一定程度上反映出酚酸影响下杨树根系的生长策略。     

施用沼液对杨树人工林细根生物量的影响

【目的】研究施用不同量沼液对杨树人工林细根生物量的影响,为科学利用沼液、优化杨树人工林施肥技术,以及促进杨树人工林可持续经营提供理论依据。【方法】在4种沼液施用量(0、125、250和375 m³/hm²)的杨树人工林长期控制野外实验样地,采用连续土钻法钻取不同土壤深度(0~20,≥20~40和≥40~60 cm)土芯样品;从中分拣出杨树活细根,经清洗、分级、烘干、称量,比较不同处理下的各土层、各径级细根生物量。【结果】0~60 cm土层总细根生物量、各层和各径级细根生物量均随沼液施用量的增加呈下降趋势。与对照相比,施用沼液使总细根生物量减少了18.8%~28.6%,尤其是土壤表层(0~20 cm)细根生物量减少最多,为21.5%~34.8%;1~5级细根生物量分别减少了17.7%~25.9%、8.5%~14.5%、17.6%~27.9%、10.9%~27.3%和24.4%~31.3%。【结论】长期施用沼液对杨树人工林细根生长有显著的抑制作用,且对细根垂直分布和径级分配有明显影响,但其作用机制还需深入研究。     

秦岭北坡杨树人工林细根分布与土壤特性的关系

在秦岭山区北坡,对5年生杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量的垂直分布特征,以及这些根系参数与土壤理化特性的关系进行研究。结果表明：杨树人工林细根表面积、细根体积、根长密度和细根生物量基本上表现为随土壤深度增加而减少的趋势;各细根集中分布在0~20 cm土层中,其中0~10 cm土层中占40%左右,10~20 cm中集中了20%以上。土壤理化特性在0~80 cm土层中呈现各自的变化规律,土壤体积质量基本随土层加深而增加,土壤水分表现为变化不大的波动。土壤pH变动范围为6.14~6.71,且随土层加深呈波动变化趋势。土壤有机质、全氮、速效氮垂直变化趋势相似,随土层深度的增加而减少。在杨树人工林中,细根参数与多种土壤理化因子之间存在着不同程度的相关性,说明杨树人工林细根分布特征受土壤理化特性的影响,这反映了植物长期适应生境条件的有效策略。     

林龄对侧柏人工林碳储量以及细根形态和生物量的影响

以徐州侧柏人工林为研究对象,运用生物量转化方程及土壤调查数据分析了3种林龄下(40、48和55 a)生态系统碳储量的变化及其机制。结果表明:(1)乔木层碳储量在系统碳储量中所占比例随林龄增加呈上升趋势,土壤层碳储量比例呈下降趋势,灌草层和枯落物层碳储量随林龄增加无明显变化。整个系统的碳储量随着林龄增加而增加,其中55年生侧柏人工林生态系统碳储量为109.55 t/hm2,分别是40和48年生的1.22倍和1.09倍,而这种差异主要是由乔木层和土壤层碳储量差异引起。(2)细根生物量方面,细根中低级根(1～3级根)生物量在不同林龄林分中无显著差异,高级根(4、5级根)和总生物量随林龄的增大而明显减少。细根形态方面,与40 a的相比,在表层土壤中,48年生林5级根的直径显著降低,5级根的根长和1级根的比根长显著提高;55年生林4级根的直径和根长以及1级根的比根长显著提高。在亚表层土壤,48年生林3级根的直径和4级根的根长显著增加,1级和2级根的比根长显著降低;55年生林3～5级根的直径和5级根的根长显著提高,3级根的根长以及1级和5级根的比根长显著降低。(3)3级根的直径与土壤层碳储量显著负相关,5级根与生态系统总碳储量显著正相关。2级和3级根的比根长与土壤层碳储量显著正相关,而3级根的比根长与乔木层碳储量、枯落物层碳储量和生态系统总碳储量显著负相关。4级和5级根的生物量与枯落物层碳储量显著正相关,与土壤层碳储量极显著负相关;细根总生物量与乔木层碳储量和总碳储量极显著负相关,与灌木层和草本层碳储量显著负相关。因此,细根形态和生物量的变化可能是导致生态系统碳储量变化的因素之一。     

不同杨农复合经营模式土壤有机碳和全氮含量 垂直分布及储量研究

对苏北地区3种杨农复合经营模式(宽窄行模式即K模式、片林模式即P模式和网格模式即W模式)的100 cm土体8个土层中土壤有机碳、氮的分布进行研究,结果表明：3种模式土壤有机碳、氮含量及储量的剖面分布均表现出在表层相对较高,都有随土壤剖面深度增加而降低的趋势,且耕作层以下迅速降低。3种模式深度100 cm的土壤有机碳含量变化范围为0.64~1527 g/kg, 全氮含量变化范围0.30~2.09 g/kg;土壤有机碳含量与全氮含量及C/N呈极显著相关关系;100 cm深土壤有机碳储量在3种模式中分别达(71.19±0.72)、(40.67±058)和(42.64±0.56) t/hm2。     

氮添加对杨树人工林土壤活性有机碳季节变化的影响

为研究大气氮沉降对森林生态系统碳循环的影响, 从2012年5月起,选择典型的苏北杨树(Populus deltoides cv. ‘I-35’)人工林为实验地, 采用随机区组设计不同氮添加处理, 进行野外氮添加定位试验,分析氮添加对不同林龄杨树人工林土壤活性有机碳的影响。结果表明:氮添加提高了土壤微生物生物量碳、可溶性有机碳的含量; 土壤微生物生物量碳和可溶性有机碳含量有显著的季节变化,总体表现为夏秋季较高,冬春季较低。相关分析表明,微生物生物量碳含量与土壤温度呈极显著正相关(p<0.01),可溶性有机碳含量与土壤温度相关性不显著(p>0.05)。研究表明,苏北杨树人工林土壤活性有机碳含量的季节变化主要受到土壤温度影响,同时其对氮添加呈正响应。