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。     

峨眉山不同海拔土壤氮素转化动态

为了更全面地了解高山土壤矿质元素动态对海拔的响应,2013年7月采集峨眉山4个典型海拔(775,1 575,2 433,3 010 m)土壤样品,并用好气培养法在室内培养42 d,分别测定培养前后的硝态氮和铵态氮含量,计算土壤净氮矿化率.研究结果表明,峨眉山土壤水温状况、全氮、全磷含量均随海拔梯度改变呈现规律的变化趋势.总体上,随着海拔梯度的升高,土壤中硝态氮和铵态氮含量逐渐增加.峨眉山不同海拔土壤净氮矿化速率均为正值,氮素循环以矿化为主,从而为"非生长季"甚至来年春季高山植物的生长提供了一个巨大的潜在氮库.该研究结果不仅弥补了峨眉山土壤生态过程研究的不足,也为研究峨眉山土壤养分循环和植被分布格局提供了理论基础.     

苏北沿海不同土地利用方式土壤动物对有机氮矿化的影响

土壤动物是陆地生态系统的重要组成部分,为探讨不同土地利用类型土壤动物对土壤氮矿化过程的影响,以苏北沿海地区3种土地利用方式(杨树人工林、农田、杨农复合林)为研究对象,通过设置不同实验处理(对照、撒噻唑磷驱除土壤线虫、撒萘驱除所有土壤动物),采用顶盖埋管法测定土壤矿质氮的含量,分析了土壤动物对有机氮矿化速率的影响。结果表明:①3种土地利用类型驱除土壤线虫和驱除所有土壤动物处理的土壤NO^-₃-N 和总无机氮(TMN)含量均显著低于对照(P<0.05),说明土壤线虫和土壤动物的存在能显著提高土壤中NO^-₃-N和总无机氮的含量; 而NH⁺₄-N含量变化不明显。②土地利用类型和土壤动物类群数量的改变会影响土壤净氮矿化速率; 0～10 cm土层,对照处理土壤净氮矿化速率从大到小表现为农田>杨树林>杨农复合林,驱除线虫和驱除所有土壤动物处理下均表现为杨农复合林>农田>杨树林; 各处理≥10～25 cm土层动物变化不显著。且0～10 cm对照和驱除线虫处理,杨树林与农田间土壤净氮矿化速率差异显著(P<0.05,P<0.01)。驱除线虫和驱除所有土壤动物均能降低土壤净氮矿化速率(P<0.05)。③驱除所有土壤动物处理的土壤微生物量氮的含量极显著低于对照(P<0.01),表明驱除土壤动物对土壤微生物有极显著的影响。     

高寒草甸土壤微生物量及酶活性的研究

为揭示高寒草甸土壤微生物量和土壤酶活性特征,以青藏高原金露梅(Potentilla frutisosa)丛间草地和矮嵩草(Kobresia humilis)草甸为研究对象,分析了其土壤理化性质、土壤微生物量、微生物贡献率、土壤酶活性特征.结果表明:矮嵩草草甸土壤全氮、全磷、微生物碳(氮、磷)、微生物氮(磷)贡献率、土壤脲酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性均显著大于金露梅丛间草地;而土壤有效磷、磷酸酶活性均显著小于金露梅丛间草甸;2种类型草甸的土壤有机质、微生物碳贡献率没有显著差异;2种类型草甸的土壤微生物量对土壤营养库的贡献率均在较低水平.说明高寒草甸在植被生长旺季土壤微生物量呈现较高的水平;而微生物量对土壤营养库比值略偏低.矮嵩草草甸比金露梅丛间草地更有利于土壤养分的提高以及土壤微生物的生长和繁殖.     

五台山不同海拔林线森林斑块内草本群落与表层土壤特征

该文选择五台山4个海拔梯度(2 200 m、2 250 m、2 300 m、2 350 m)的林线森林斑块为样地,对其林下的草本层和表层土壤(0～10 cm)进行野外调查取样和室内实验研究,运用指数、单因素方差分析、PERMANOVA分析、PCoA排序以及Pearson相关和Spearman秩相关进行分析.主要结果有:(i)在林线森林斑块内草本群落物种多样性在样地间差异不显著,但草本群落差异性显著受海拔梯度的影响.海拔2 350 m和2 300 m的2个样地群落物种组成相似性最小且群落相似性最小,海拔2 300～2 350 m引起了草本群落较大的变化.而海拔2 250 m和2 200 m的2个样地群落物种组成相似性最大,且群落相似性中等.推测海拔2 200～2 250 m的变化引起了物种地位的变化;(ii)单因素方差分析表明表层土壤pH值、全氮、全磷和全硫在不同海拔的林线森林斑块内呈显著变化,秩和检验结果表明有机碳在海拔梯度间变化不显著,全氮、全硫和有机碳的变化随海拔升高而增大;(iii)Pearson相关和Spearman秩相关的研究结果表明,土壤pH值与全氮、全硫、全磷和有机碳呈显著负相关,全氮、全硫、全磷和有机碳之间大多数呈显著正相关,这些土壤理化性质与植物多样性的相关性不显著.研究发现:在林线森林斑块内草本群落的海拔间变异受土壤理化性质的影响不显著,受海拔影响显著但变化趋势波动性较大,这可能与放牧和其他环境因子的影响有关,需设置更严格的控制实验来进一步分析.     

青海湖流域高原鼠兔扰动对土壤养分及微生物量碳氮的影响

为了揭示高原鼠兔扰动对高寒草甸土壤养分和微生物量碳氮的影响,在青海湖流域进行定点采样分析,研究了高原鼠兔扰动前后不同地表类型(草地、新鼠丘、旧鼠丘和禿斑地)土壤养分的垂向分异和水平差异.结果表明:1)高原鼠兔扰动能在短时间内增加土壤养分含量和速效养分释放量,不同土层全氮、碱解氮、全磷、有效磷、全钾和速效钾质量分数的差异均非常显著(P<0.01),不同地表类型全氮、碱解氮、有效磷、全钾和速效钾质量分数的差异显著(P<0.05),但全磷质量分数的差异不显著(p>0.05);2)高原鼠兔扰动能在短时间内增加土壤微生物量碳氮质量分数,并使其垂向分布更加均匀,随着时间推移土壤微生物量碳氮质量分数迅速下降,不同土层微生物量碳氮质量分数的差异均非常显著(P<0.01),不同地表类型微生物量碳质量分数的差异显著(P<0.05),但微生物量氮质量分数的差异不显著(p>0.05);3)高原鼠兔扰动主要通过改变土壤密度和土壤粉粒、地上生物量、土壤含水的质量分数对土壤营养成分产生影响,高原鼠兔扰动后,土壤环境在短期内得到改善,伴随土壤侵蚀的发生多种营养元素流失,土壤总体品质逐渐下降.      

放牧对青藏高原东缘高寒草甸土壤微生物特征的影响

通过对青藏高原高寒草甸(甘肃省玛曲县)四个放牧梯度下土壤微生物特征的比较,分析了该类草甸土壤微生物特征对不同放牧强度的响应.结果显示:与其他处理桕比,中牧处理下的土壤有较高的微生物量及微生物熵,这表明在研究区域,适度的放牧可以增加士壤有效性碳、氮库;微生物代谢熵(qCO2)在禁牧、轻牧和中牧处理间无显著差异,而承牧处理下的qCO2明显高于其他处理的,说明高频度的放牧增强了土壤微生物的代谢活性;不同放牧处理下的w(Cmic)/w(Nmic)不存在显著差异,说明放牧强度对微生物群落结构不存在显著影响,在研究区域内细菌在微生物群落中占优势.     

降水变化对樟子松人工林土壤无机氮和净氮矿化速率的影响

在北京大学地球环境与生态系统塞罕坝实验站的樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)人工林内, 采用野外降水控制实验和顶盖埋管法, 在生长季内分0~5, 5~10, 10~20和20~30 cm 4层, 研究穿透雨增加或减少30%对土壤无机氮(铵态氮与硝态氮之和)及净氮矿化速率的影响。结果表明, 樟子松人工林地下0~30 cm无机氮含量为6.70±2.31 mg/kg, 其中铵态氮5.59± 1.78 mg/kg, 硝态氮1.11±0.77 mg/kg。不同土壤深度的无机氮含量无显著差异, 3种穿透雨处理间的土壤铵态氮和无机氮含量无显著差异, 增雨处理的硝态氮含量显著低于对照。0~30 cm的土壤净氮矿化速率为?0.24 (?6.65~10.24) mg/(kg?30d)。穿透雨处理和土壤深度对净氨化速率无显著影响, 0~5 cm的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于其余3层, 增雨和减雨处理的净硝化速率和净氮矿化速率显著高于对照。研究结果说明降水变化对土壤铵态氮及氨化作用的影响弱于对硝态氮及硝化作用的影响, 这有助于更准确地评估降水变化对人工林生态系统服务功能和氮素生物地球化学循环过程的影响。     

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。     

苏北沿海不同土地利用方式冬季土壤氮矿化速率比较

土壤氮矿化速率常被作为生态系统中氮有效性和氮损失的指标。不同的土地利用方式可能影响土壤氮素的矿化、运输和植物的吸收与利用,因而造成土壤氮素循环过程的差异。该研究以苏北沿海地区杨树纯林、杨农复合、草地和农田等4种不同土地利用模式为研究对象,采用原位封顶法测定了土壤矿质氮含量的变化,分析了不同土地利用方式土壤氮净矿化速率的特征,以及土壤矿质氮与土壤微生物量氮(SMBN)、土壤水溶性有机氮(WSON)与土壤主要理化性质的相关关系。结果表明:不同土地利用方式土壤净矿化速率从大到小表现为杨树纯林>杨农复合>农田>草地; 土壤铵态氮(NH⁺₄-N)与N矿化速率、SMBN、全氮有显著的正相关(p<0.05); 土壤硝态氮(NO^-₃-N)与SMBN、WSON、有机碳有极显著的正相关(p<0.01); NH₄⁺-N、矿质总氮(TMN)与土壤C/N有极显著的负相关(p<0.01)。土壤矿质氮含量随土层的加深而显著减少; 在>10～25 cm土层,杨树纯林与杨农复合之间的土壤矿质氮含量差异显著(p<0.05)。研究结果表明土地利用方式的改变将影响土壤氮净矿化速率,森林转变为农田或农林复合结构后,氮在土壤中的储量和循环速率显著降低。