三工河流域不同植物群落细根对盐碱化的响应

采用连续土钻取样和分解袋分解法,对三工河流域5个不同盐碱化植物群落(琵琶柴群落、骆驼刺群落、沙枣群落、多枝柽柳群落、芦苇群落)整个生长季节的细根垂直分布、季节变化、分解动态、周转规律及其与土壤因子的关系进行研究.结果表明,细根生物量随土层深度的增加均呈现先增加后逐渐降低的趋势,除芦苇群落外,均在10-20cm土层达到最大值;5个群落的细根生物量分别为51.55、93.09、146.24、57.95、419.34 g/m2,随季节变化均呈现先增加后降低的趋势,在8月或9月达到峰值;在5个月的细根分解试验中,5个群落的细根分解速率呈现快、慢、快3个明显的阶段,分解速率属Peterson划分的慢组;不同群落的细根死亡量、年分解量和净生产力差异显著,三者均表现为芦苇群落沙枣群落骆驼刺群落多枝柽柳群落琵琶柴群落;5个群落的细根周转速率范围为1.41-1.98次/年,高于陆地生态系统细根的周转速率0.56次/年;逐步回归分析表明土壤pH、土壤电导率、土壤容重、土壤含水量是影响各变量的主要因子或共同主要因子,土壤pH是影响根系分布、分解和周转的最主要因素.因此,盐碱植物群落细根生物量小,分解慢而周转快,土壤水盐特征决定了细根的分布和动态.     

三工河流域梭梭群落细根生长动态及周转

细根对植物群落功能的发挥和土壤碳库及全球碳循环具有重要意义.采用土柱法和分解袋法,于2010年5-10月整个生长季内,对三工河流域梭梭(Haloxylon ammodendron)群落的细根生物量以及分解和周转规律进行研究.结果表明,梭梭群落细根生物量呈现明显的季节变化,5-8月逐渐增加,8月达到最大,9-10月逐渐下降.细根生物量月平均值为183.76 g·m-2.活细根和死细根生物量分别占细根总生物量的72.59％和27.41％.梭梭群落细根生物量表现出明显的垂直变化,随土壤深度的增加而呈现先增加后逐渐降低的趋势,其中51.36％的活细根和51.81％的死细根生物量分布在＞10～30 cm土层.梭梭群落细根年分解率为58.76％,达到50％和95％分解率所需时间为279和1 302 d.梭梭群落细根净生产力为110.73 g·m-2·a-1,年周转速率为1.25次.     

三工河流域5种荒漠群落土壤有机碳动态

土壤有机碳是土壤质量和健康的重要指标,其来源是根系和凋落物,了解土壤有机碳的分布格局及土壤有机碳密度、储量与细根、凋落物的关系,是深入理解荒漠生态系统碳循环过程的关键.以新疆三工河流域的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、芦苇(Phragmites australis)、梭梭(Haloxylon ammodendron)等5种荒漠群落为研究对象,采用连续土钻取样法和土柱法,研究土壤有机碳的密度、储量和细根、凋落物对土壤有机碳的补充.结果表明,随着土层深度的增加,5个群落的土壤有机碳含量均呈逐渐降低的趋势,最大值均出现在0-5 cm土层;5个群落的土壤有机碳密度和0-100 cm土壤有机碳储量分别为3.19 kg/m~2、306.87g/m~2,土壤有机碳的总储量为5.13×10~5 t.5个群落的凋落物年产量为10.10-79.78 g/m~2,通过分解每年补充的土壤有机碳为0.44-9.53 g/m~2,占土壤有机碳储量的0.21%-3.94%. 5个群落的细根周转速率为1.41-1.98次/年,通过分解每年补充的土壤有机碳为6.31-44.12 g/m~2,占土壤有机碳储量的2.25%-20.90%,是凋落物贡献的2.09-2.58倍.可见,细根和凋落物对土壤有机碳库的积累起关键作用,细根较凋落物对土壤有机碳的贡献更大.(图8表5参38)     

黄河口湿地典型盐碱植被群落土壤氮素的季节动态及根际效应

于5、8和10月对黄河口湿地典型断面盐碱植被群落进行3个航次的野外生态调查,研究了不同植被覆盖的湿地土壤氮素的时空分布特征及典型盐碱植物碱蓬和芦苇群落土壤氮素的根际效应,并基于线性模型的冗余分析(RDA)探讨土壤理化参数对氮素分布特征的影响.结果表明,黄河口湿地5月和10月土壤氮素含量高于8月,土壤氮素以有机氮为主,无机氮以铵态氮为主;总体上,表层土壤氮素含量芦苇碱蓬光滩,光滩土壤氮素含量低于碱蓬和芦苇群落土壤的30%—50%;光滩、碱蓬和芦苇群落剖面土壤总氮、有机氮和铵态氮在0—10 cm表层含量最高,随土壤深度其含量下降,硝态氮在土壤中呈现显著淋溶作用,其峰值出现在地下土壤层30 cm左右;碱蓬和芦苇群落根际土壤氮素含量均高于非根际土壤,且碱蓬根际土壤氮素含量显著高于芦苇根际土壤(P0.05).RDA分析结果表明,影响土壤氮素分布特征的主要理化参数是土壤有机碳含量和pH.植被种类影响黄河口湿地土壤氮素的累积,一般情况下土壤氮素的累积量呈现芦苇碱蓬光滩的特征,并具有明显的季节差异,相对芦苇群落,碱蓬在生长季节8月份根际土壤中积累更多的氮素.     

黄河三角洲不同植被类型土壤酶活性的季节变化

黄河三角洲自然保护区的酶活性季节特征一定程度影响了该地植被分布类型,为研究黄河三角洲自然保护区不同植被土壤酶活性的季节特征,分别选取碱蓬(Suaeda salsa)、柽柳(Tamarix chinensis)、芦苇(Phragmites communis)、刺槐(Black Locust)和高粱(Sorghum)5种典...     

增温对高寒灌丛土壤呼吸不同组分的影响机制

陆地生态系统土壤呼吸对气候变暖的响应研究方面目前还没有一致的结论,其原因可能为土壤呼吸不同组分对土壤温度变化的敏感性及相应的非生物和生物机制存在显著差异。文章分别从非生物因素和生物因素系统地论述了增温对青藏高原东部窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)高寒灌丛土壤呼吸不同组分的影响机制,发现增温可通过提高土壤微生物群落和植物根系的生理活性直接促进土壤异养呼吸和根系呼吸。同时增温能通过改变非生物因子影响土壤呼吸各组分速率,如增温显著提高土壤养分含量和土壤酶活性,进而间接促进土壤呼吸;而增温引起土壤水分含量较小程度的降低不足以抑制土壤呼吸过程。增温还能通过改变植物群落生产和土壤微生物群落结构等生物因子影响土壤呼吸各组分速率,如增温导致植物细根生产量、死亡量和分解速率提高,非根际土壤微生物生物量与活性增加;增温还导致土壤微生物功能群向革兰氏阳性菌和放线菌群落转变,从而导致土壤微生物对土壤惰性有机碳的利用增加。受根际土壤可利用碳含量较高的影响,根际微生物呼吸对增温的响应不敏感,增温对根际微生物生物量的影响也不显著。由此可见,在青藏高原东部高寒灌丛生态系统中,气候变暖将通过改变非生物与生物因子影响土壤呼吸等碳释放过程。以上结果有利于更加全面地认识全球气候变暖背景下高寒灌丛土壤碳循环过程。     

京杭运河淮安段水利防护林群落护堤防蚀效应

对京杭运河淮安段水利防护林群落的护堤防蚀效应进行了研究.结果表明,防护林植被可以明显改善地表土壤物理性能,明显增加土壤总孔隙度和毛管孔隙度,降低土壤容重.不同植物群落对地表土壤的护堤防蚀效应明显不同.早熟禾群落和女贞群落可以有效提高土壤有机质含量和土壤通气蓄水效应.有植被分布的地表土壤抗蚀性比裸地显著增强（P＜0.05）.相对而言,早熟禾群落土壤水稳性指数最大（0.892）,其余依次为女贞群落（0.835）、梨树群落（0.791）、桃树群落（0.530）、水杉群落（0.397）和裸地（0.341）.植物群落土壤的抗蚀性与植物根系生物量、根数和土壤有机质含量分别呈显著正相关（P＜0.01）.     

太岳山油松天然林不同土层的碳氮转化速率

采用气压过程分离(Barometric process separation,BaPS)技术,研究油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然林土壤含水量、土壤温度和细根生物量对土壤总硝化速率、反硝化速率和呼吸速率的影响及其在0～52cm土层的变化.结果表明:油松天然林内土壤总硝化速率和呼吸速率随土层深度增加呈递减趋势,反硝化速率在各层间的波动较大;土壤总硝化速率和呼吸速率与土壤含水量、土壤温度及细根生物量均显著正相关(P0.05);土壤反硝化速率和土壤含水量、土壤温度以及细根生物量相关不显著.图4表2参28     

杉木观光木混交林和杉木纯林群落细根生产力、分布及养分归还

研究了福建三明27a生杉机光木混交林和杉木群落细根（d＜2mm）的生产力、分布、和养分归还。结果表明，混交林细根生物量、N、P养分现存量分别为5．381thm^2、48．085kghm^-2和4．174kghm^-2，分别比杉木纯林增加17．4％、27．2％和20．0％，混交林林细根的年净生产力达4．124thm^-2a^-1，比纯林高出16．9％，混交林杉木和观光木细根均在表层土壤富集，而在较深层土壤再会得分布具镶嵌性；与混交林杉林相比，纯林杉木土吉表层细根量较少，最大分布层次下移，混交林中观光木细根的周转速率咪1．16，杉木为0．96和0．95；而林下植被层细根周转速率（1．46－1．52）均同于相应的乔木层，混交林细根的年死亡量、N和P养分年归还量分别达2．119thm^-2、18．559kghm^-21．565kgkhm^-2，分别是纯林的1．21倍、1．23倍和1．14 倍，其中林下植被细根占有较为重要位置，对细根分布与土壤性质的相关分析表明，细根的垂直分布与土壤全N的相关性最强（0．87－0．89）。     

荒漠草原4种典型植物群落夏季土壤呼吸及枯枝落叶分解释放CO2贡献量

采用动态密闭气室分析法测定了沙蒿(Artemisia desertorum)群落、赖草(Leymus secalinus)群落、甘草(Glycyrrhizauralensis)群落和冰草(Agropyron crisatum)群落4种典型荒漠草原植物群落土壤呼吸和枯落物分解的CO2释放速率(RS+L)、土壤呼吸CO2释放速率(RS),利用推导法估算得到了枯落物分解的CO2释放速率(RL)及其对总释放的贡献。得到了如下结论:(1)4种群落的RS+L差异较大,其平均值大小排序分别为冰草群落>赖草群落>甘草群落>沙蒿群落,且各群落的RS+L在1 d中是不稳定的,均表现为不对称的单峰曲线形式;土壤基础呼吸大小排序分别为冰草群落>甘草群落>赖草群落>沙蒿群落,且土壤基础呼吸高的土壤,其土壤养分状况较好。(2)RS相对于气温具有时滞性,4个群落的平均值大小为冰草群落>赖草群落>沙蒿群落>甘草群落。(3)RL平均值大小排序分别为冰草群落>甘草群落>赖草群落>沙蒿群落;对RS+L的贡献率大小排序为甘草群落>冰草群落>沙蒿群落>赖草群落,表明RL值大的,其对RS+L的贡献率不一定大,两者之间不存在正相关关系。不同植物群落枯落物对土壤呼吸的贡献与枯落物量、温度因子的相关关系并未表现出一致性,但与15 cm处的地温相关性最高。夏季RL对RS+L的平均贡献量(以CO2计)在0.05~0.16 g.m-2.h-1之间,平均贡献率在12.88%~35.33%,是大气CO2的一个重要的排放源。     

崇明东滩湿地围垦区芦苇生物量影响因素初探

在对崇明东滩湿地围垦区土壤和芦苇生长状况进行调查的基础上,探讨了受潜水位波动影响的土壤环境因子对芦苇群落生长的影响.结果表明:(1)由于潜水位波动的幅度和时间不同,样地间土壤含水量存在显著差异(P1,2=0.004,P1,3=0.001,P2,3=0.040),进而导致受土壤含水量影响较大的芦苇株高和单株叶面积不同,土壤含水量高的样地,其芦苇株高和单株叶面积也达到最高值;(2)土壤全氮含量对芦苇密度、地上生物量和地下生物量有明显影响.     

新疆盐渍土3种植被类型土壤微生物碳源利用

研究了新疆天山以北三工河流域自然生境下梭梭(Haloxylon ammodendron)、琵琶柴(Reaumuriasoongonica)、隐子草(Cleistogenes chinensis)3种植被群落的土壤微生物碳源利用差异,分析了土壤理化性质与微生物总体活性、功能多样性的相关关系.采用BIOLOG生态板检测了各微生物群落对31种单一碳源的利用情况,结果表明,3种群落的微生物总体活性(AWCD)(F=41.877,P<0.001)、功能多样性(Shannon指数)(F=164.680,P<0.001)、丰富度(R值)(F=20.818,P=0.02)差异显著,其中梭梭植被下微生物群落的AWCD值、Shannon多样性指数、R值明显高于其他两种植被的微生物群落.土壤pH(相关系数=0.958,P<0.001)、土壤总碳相对含量(相关系数=0.718,P<0.05)与微生物总体活性(AWCD)呈显著相关,对微生物碳源利用有重要影响,而土壤可溶盐总量、含水率则与AWCD相关性不显著,微生物群落碳源利用功能多样性和丰富度与土壤理化性质均无显著相关关系.对于所研究的31种单一碳源,梭梭植被下微生物群落的利用情况也好于其他两种植被类型,对11种单一碳源利用情况较好,而琵琶柴、隐子草植被微生物群落分别则仅能对其中6种和5种碳源有较好的利用能力.     

细根对中亚热带森林几种优势树种凋落叶分解的影响

为深入理解森林生态系统中进入凋落物层生长的细根对凋落叶分解的影响,通过分解袋控制实验,以多花黑麦草(Lolium multiflorum)根系为研究对象,探讨细根对中亚热带森林中四川山矾、薯豆、香樟和马尾松等4种优势树种单一及其混合凋落叶分解速率的影响.结果显示,进入分解袋中生长的活根生物量因凋落叶性质不同差异极显著(P 0.001),其中薯豆分解袋中的细根在生长高峰期时生物量最大(131.5 mg/袋).凋落物质量和细根存在与否以及二者的交互作用均对分解过程产生显著影响.经过270 d的分解,生长进入分解袋中的细根能一定程度加速凋落叶分解,其中细根对薯豆凋落叶质量损失的相对贡献率最大(57.78%),而对马尾松的贡献率最小(6%),凋落叶初始C/N值显著影响细根对凋落叶质量损失的相对贡献率.同一类型凋落叶在两种根处理条件下,凋落叶表面细菌及真菌群落结构均存在较大差异,有根处理能显著提高细菌群落的多样性及数量,且细根的存在及其吸收作用对3种阔叶树种凋落叶的混合分解产生协同效应.本研究表明进入凋落物层生长的细根生物量与凋落叶初始质量相关,细根通过改变凋落叶表面分解者的群落结构与数量,并且主动调控其生长的养分需求从而加速分解.(图4表7参35)     

西南干热河谷植物群落稳定性及其评价方法

干热河谷是我国西南地区高山峡谷地貌下形成的一种特殊的生境类型;植物群落稳定性研究对揭示该区域植物群落动态特征和变化规律具有重要理论和实践意义.采用植物多样性与群落结构特征指标、土壤肥力指标、土壤微生物与酶活性指标以及群落优势种幼苗更新特征与凋落物生物量指标等反映群落稳定性的数量特征指标构建植物群落稳定性评价模型.利用改...     

塔里木河下游植物群落结构特征分析

对塔里木河下游经30a断流后的应急输水河畔植被进行外业调查,分析了调查区植物群落的种类组成、垂直结构、密度结构以及优势种群的格局分布,旨在了解输水后研究区植物群落在结构特征方面恢复程度。结果表明:调查样地内有植物13种,其中胡杨(Populus euphratica)、柽柳(Tamarix)、黑果枸杞(Lycium ruthenicum)、花花柴(Karelinia caspica)和疏叶骆驼刺(Alhagi sparsifolia)为优势种。不同地下水条件物种的重要值不同,表现在不同离河距离具有不同的物种组成结构,随地下水埋深不同植物群落由以胡杨和胀果甘草为主到以柽柳、黑果枸杞、花花柴和疏叶骆驼刺等抗旱耐盐碱植物为主。乔木层密度随着离河距离加大而减小,灌木层和草本层密度随离河距离加大呈先增加后减小的趋势。群落垂直结构随离河距离加大由乔-灌-草3层逐渐转变为灌-草2层,随离河距离加大趋于简单。优势种群胡杨在离河300m以内呈聚集分布,聚集强度随离河距加大而增强;柽柳灌丛在离河50m呈均匀分布,离河150m以外呈聚集分布,但离河750m段有向随机分布发展趋势。植物群落结构特征在不同的离河距离具有差异,说明经过输水下游植物群落的恢复在结构特征方面有响应,为区域生态治理和保护提供科学依据。     

青藏高原高寒草地植物光合与土壤呼吸研究进展

青藏高原是全球变化研究的热点地区之一,而高寒草地碳过程研究一直都是全球变化研究中的重要课题.简要综述了近年来青藏高原高寒草地的重要碳过程-植物光合与土壤呼吸的研究进展和不足,并展望未来的研究热点.主要包括高寒草地植物叶片光合生理特征及其对强太阳辐射、低CO2分压、低温等高寒生境特征的适应,植物群落光合生理特征,植物生产力与植被碳库状况;高寒草地土壤呼吸日变化与季节变化特征及其影响因子分析,土壤有机碳(SOC)储量及其周转研究等.目前高寒草地的植物光合生理研究多基于叶片水平,群落和生态系统水平研究较少;已有的土壤呼吸研究多为对总土壤呼吸的研究,而将总呼吸区分为根呼吸、根际微生物呼吸、植物凋落物的微生物呼吸、有根区的土壤有机质分解以及无根区的土壤有机质分解等仍然是目前的研究难点.并且目前高寒草地植物光合与土壤呼吸研究缺乏学科交叉,多为相互独立、单一的植物生理学、生态学或土壤学研究.因此有关植物光合与土壤呼吸的整合性研究将是未来该区域碳循环研究的一个新方向.有关这一独特地域单元碳过程整合研究的大量开展,必将进一步提高人们对青藏高原区域碳循环机理的认知水平.     

艾比湖湿地典型植物群落土壤剖面CO_2、CH_4和N_2O扩散通量研究

于2015年10月—2016年9月在艾比湖湿地鸟岛站,选取典型植物群落芦苇(Phragmites communis)、柽柳(Tamarix chinensis)和裸地对照组,每个月份通过气体原位采集系统对4个不同深度(0—10、10—20、20—40、40—60 cm)的土壤CO_2、CH_4和N_2O进行采集,利用气相色谱仪法分析其不同深度土层温室气体排放特征及其与环境因子的关系。结果表明,芦苇和裸地土壤剖面CO_2、CH_4和N_2O扩散通量呈现夏秋高于冬春特点,柽柳土壤剖面CO_2、CH_4和N_2O扩散通量季节变化小,而芦苇土壤夏季的CO_2、CH_4和N_2O扩散通量分别占年排放量的56.52%、86.90%和52.10%,但各季节之间无显著差异(P0.05)。芦苇、柽柳和裸地均表现出深层土壤CO_2和N_2O扩散通量高于浅层土壤的空间分布特征,20—40 cm土层显著高于其他土层,而土壤剖面CH_4扩散通量在各样地、各土层之间均无明显差异。土壤剖面CO_2、N_2O扩散通量在不同样地、不同土层之间存在显著的交互作用(P0.05),且不同样地之间芦苇土壤剖面CO_2、N_2O扩散通量显著高于柽柳和裸地。芦苇、柽柳和裸地土壤剖面CO_2、CH_4和N_2O与环境因子相关分析表明,土壤温度、土壤含水量、土壤有机碳对土壤CO_2、CH_4和N_2O扩散通量影响最大,其次为空气温湿度、土壤铵态氮和土壤硝态氮,而土壤盐分和土壤全磷对土壤CO_2、CH_4和N_2O扩散通量的影响则不明显。     

滨海沙地木麻黄人工林细根生物量及其动态研究

2005年1月到11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根的生物量及其动态特征进行了研究.结果表明,24a生木麻黄林细根生物量分别占其地下部分生物量和林分总生物量的53.1%和3.8%;活细根的生物量随林龄的增大而逐渐增加,至30a林龄时达到最大值12.373thm-2,而后逐渐下降,死细根的生物量则呈现一直增大的趋势,木麻黄人工林细根的生物量与林分地上部分的生长具有显著的相关关系;细根生物量具有明显的季节动态,各林龄无论活细根还是死细根都表现为双峰型,3a生和18a生的活细根出现在1月和7月,而12a生出现在3月和7月,对于死细根,12a生和18a生的两个峰值出现在3月和7月,5a生则出现在7月和11月.各林龄木麻黄防护林活、死细根密度垂直分布呈单峰型,最大值出现在表层的0~10cm土层中,后随土层厚度增加逐渐减少,其中5a林龄细根生物量随土层深度增加而减少表现最为明显.在0~10cm土层中的活、死细根生物量分别占全部活细根生物量的51.9%和死细根生物量的53.3%,活细根生物量的84.6%和死细根生物量的82.8%分布在0~30cm的土层中.以后随着林龄的增加,表层土壤中细根生物量的比重降低而深层的比重增加.图3表2参31     

松嫩草甸不同退化程度生境土壤磷素动态研究

对松嫩草甸不同退化程度生境的几种代表植物群落土壤磷素状况的研究表明,各群落相同土层的全磷含量没有显著的差异,说明土壤磷库具有较强的弹性,土壤退化落后于地上植物群落的退化.各群落土壤全磷的季节变化相似,均经历迅速累积,达到峰值后下降,之后又有一个缓慢积累的过程.羊草、寸草苔和碱茅群落全磷含量随土层的加深而减少,虎尾草群落土壤全磷聚集于10~20cm土层.随退化程度的加重,土壤速效磷含量增加,虎尾草群落土壤速效磷占全磷的比重最高(2.8%),表明退化生境植物群落对速效磷素的利用并不充分.各群落土壤微生物量磷含量均高于速效磷含量,其季节动态均为单峰曲线,峰值出现在8月.虎尾草群落土壤微生物量磷在10~20cm的土层最多,其他群落土壤微生物量磷在0~10cm土层的含量最多.灰色分析的结果表明,土壤速效磷的形成主要受到土壤养分,尤其是碳、氮养分的影响;而土壤温度、水分状况、酸碱状况和盐化程度等因素对土壤微生物量磷的影响较强.图2表3参26     

高寒沙地两种柳树不同径级细根分解动态特征

为了解高寒沙区杨柳科植物的细根分解特征,以青海共和的乌柳(Salix cheilophila)和沙柳(Salix psammophila)为研究对象,探讨不同径级细根(0~0.5、0.5~1和1~2 mm)的分解规律、养分释放规律及其影响因素,对评价两种杨柳科灌木人工林在共和盆地的长期适应性具有重要意义,为长期研究高寒沙区土壤碳循环和养分循环规律提供理论依据。利用埋袋法,比较不同径级细根在经历了489 d分解后的质量残留率、养分(C、N、P、K)释放率及分解速率与初始养分含量的相关性,总结乌柳和沙柳细根分解动态特征;运用非线性指数衰减模型拟合估算细根分解系数以及分解50%、95%所需的时间。结果表明,细根分解率表现为第一年生长季6—10月分解速率快,11月—次年6月分解速率缓慢,次年生长季6—10月分解速率加快的趋势。两种柳树在前120天均为快速分解阶段,各径级细根质量残留率为77.24%~85.26%,120~360 d为缓慢分解阶段,从第360天开始分解速率缓慢上升。经过489 d分解后,两种柳树细根质量显著下降,残留率为66.44%~82.23%,且分解速率随细根直径增大而增大。通过指数衰减模型拟合得到乌柳和沙柳细根分解极其缓慢,损失95%质量分别需要26 a和38 a。细根分解过程中,乌柳和沙柳不同养分的释放特征不同。细根C、N、P以释放为主,且养分释放速率总体上随细根直径增大而增大。细根质量残留率与初始C/N值呈显著负相关关系(P0.01),即初始底物C/N值越大,细根初始分解速率越小。