晋西吕梁山区3种森林碳氮磷生态化学计量特征

以吕梁山区3种人工林(山杨林、落叶松林和油松林)为研究对象,采用标准样地的实测数据,探索植物叶片、枯落物及表层(0-20 cm)土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征,并进行相关性分析.结果显示,不同森林类型同一组分C、N、P含量差异显著,叶片、枯落物、土壤的C、N含量均为山杨林大于落叶松林和油松林,P含量为落叶松林大于山杨林和油松林.3种森林C、N、P含量均为叶片枯落物土壤,且叶片与枯落物C、N、P含量显著高于土壤;C:N、C:P均表现为枯落物叶片土壤,N:P则表现为叶片土壤枯落物.山杨林枯落物N:P与土壤N:P呈现显著正相关;落叶松林叶片C:N与枯落物N:P呈现显著负相关,叶片C:P与土壤N:P呈现显著正相关;油松林叶片N:P与土壤N:P呈现显著正相关.以3种森林类型总体来说,叶片与土壤N含量呈现显著正相关,而枯落物与土壤C、N、P之间均无显著相关.上述研究表明,环境因素对土壤C、N、P计量特征的影响较大,尤其是纬度和海拔对土壤C、N、P及C:N、C:P的影响最为显著,且均为显著正相关;结果可为进一步研究该地区不同树种的养分利用和循环特征提供科学依据.     

黔西北不同林龄马尾松人工林针叶-凋落物-土壤C、N、P化学计量特征

在贵州省黔西县境内选取14、26、33 a生的马尾松人工林为研究对象,比较分析"植物-凋落物-土壤"连续体中的C、N、P含量及其化学计量特征的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系,以期为马尾松人工林的可持续经营提供参考。结果表明,(1)C和N含量表现为针叶凋落物土壤,P含量表现为针叶土壤凋落物,ω(C):ω(N)比表现为针叶凋落物土壤,ω(C):ω(P)和ω(N):ω(P)比表现为凋落物针叶土壤,且3个库之间均存在显著差异(P0.05)。(2)林龄对针叶、凋落物、土壤中的C、N、P含量及其化学计量特征均有显著影响,但是它们随林龄的变化趋势不尽相同。随着林龄的增加,针叶和土壤中的C、N、P含量呈增加趋势;凋落物中的N、P含量呈增加趋势,但是C含量则逐渐降低。随着林龄的增加,针叶和凋落物中的ω(C):ω(N)和ω(C):ω(P)比逐渐降低;土壤中的ω(C):ω(N)比则逐渐增加,ω(C):ω(P)比先降低后增加。(3)不同林龄针叶的ω(N):ω(P)比均小于14,表明研究区内马尾松的生长受N限制较严重,特别是26 a生时最严重,且不同林龄间差异显著。(4)相关分析表明,马尾松生长过程中,针叶、凋落物、土壤中的P含量及ω(C):ω(P)比均呈显著正相关关系,说明P比C和N在叶片、凋落物、土壤3个库之间的相关性更显著,ω(C):ω(P)比对3个库之间的养分转化关系最敏感。     

南亚热带中幼龄针阔混交林生态化学计量特征

为了解南亚热带中幼龄针阔混交林植物、凋落物和土壤生态化学计量特征,本研究以10-11 a、7-9 a和3-5 a林龄人工针阔混交林为研究对象,通过对植物叶片（乔木、灌木和草本）、凋落物及土壤的碳（C）、氮（N）和磷（P）含量及计量比分析,探讨了中幼龄针阔混交林生态化学计量特征、相互关系及其N、P养分限制。结果表明,1）针阔混交林乔木、灌木和草本叶片碳含量均值分别为502.88、472.18和438.31 mg·g-1,其叶片碳含量表现为乔木〉灌木〉草本;叶片全氮含量均值分别为15.87、19.61和15.72 mg·g-1,叶片全磷含量均值为1-09、1.24和0.91 mg·g-1,其叶片氮和磷含量均表现为灌木〉乔木〉草本;凋落物碳、氮和磷含量均值分别为497-07、11-36和0.45 mg·g-1,凋落物氮和磷含量均低于植物。2）针阔混交林乔木叶片C/N、C/P和N/P均值分别为34.43、517-06和15.63,灌木和草本叶片C/N、C/P和N/P均值分别为26.60和28.55、438.77和507.59、16.52和17.95,而凋落物C/N、C/P和N/P为46.50、1193.26和26.17;不同林龄杉木叶片N/P均低于14,表明杉木生长受N限制;10-11 a林龄阔叶树生长受N的限制,7-9 a和3-5 a林龄阔叶树生长受P的限制,灌木和草本生长基本受P限制。3）植物叶片全氮和全磷含量呈极显著正相关（P〈0.01）,C/N与C/P呈极显著正相关（P〈0.01）,而全磷含量与C/N、C/P、N/P呈极显著和显著负相关（P〈0.01,P〈0-05）;土壤有机碳含量与土壤全氮含量、C/P、N/P呈极显著和显著正相关（P〈0.01,P〈0-05）。本研究为中幼龄人工林抚育及可持续经营提供科学参考。     

滨海沙地不同树种碳氮磷化学计量特征

以滨海沙地尾巨桉、肯氏相思、纹荚相思、湿地松、木麻黄为研究对象,分别测定其新鲜叶片、凋落叶及0-10cm土壤层样品的养分含量,分析不同人工林碳氮磷化学计量比(C:N:P),探讨化学计量垂直分异特征.结果表明:C、N、P含量变化范围分别为叶片503.19-515.80、11.76-22.1、0.37-0.66 mg/g,凋落物474.81-497.28、7.18-15.54、0.34-0.55 mg/g,土壤3.41-4.41、0.33-0.47、0.09-0.12 mg/g;植物C、N、P含量显著高于土壤,不同物种间叶片N、P含量差异显著,凋落物C、N、P含量差异性显著.凋落叶C:N、C:P大于叶片但N:P小于叶片.植物N重吸收率大于P重吸收率(分别为29.54%、18.51%),且植物叶片N:P16.本研究结果表明5个树种较大程度受到P元素限制,有助于更深入地认识滨海沙地养分循环规律和系统稳定机制.     

不同林龄马尾松（Pinus massoniana）人工林碳氮磷分配格局及化学计量特征

为了解长江上游低山丘陵区马尾松（Pinus massoniana）人工林生态系统的C、N、P分配格局及化学计量特征,本文采用时空互代的方法,在宜宾高县来复林区选取三种不同林龄（5年生幼龄林、14年生中龄林、39年生成熟林）,但立地条件相近、样地情况基本一致的马尾松（Pinus massoniana）人工林作为研究对象,对马尾松针叶、凋落物及土壤中的C、N、P含量及 w（C）？w（N）？w（P）化学计量特征进行测定和分析。结果表明,（1）C、N、P 含量均表现为针叶〉凋落物〉土壤,且在三个库之间差异显著;（2）林龄对针叶、凋落物、土壤的 C、N、P 及 w（C）？w（N）、w（C）？w（P）计量比均有显著影响。（3）土壤 C、N、P含量在成熟林中最高;针叶和凋落物的C含量在成熟林中最低,N、P含量则在中龄林中最高。（4）随林龄增加马尾松对N、P的利用效率降低,针叶、凋落物及土壤的w（C）？w（N）与 w（C）？w（P）均表现为下降。（5）马尾松针叶w（N）？w（P）比值在14.37~15.53之间,说明该地区马尾松人工林受N和P的共同限制,但林龄对N、P养分限制的影响不显著。为提高该区马尾松人工林的生产力,建议在人工林的抚育管理中要适当增加N肥和P肥,同时也可在马尾松人工林引入豆科固氮植物以提高地力。该研究将马尾松针叶、凋落物及土壤结合起来探究随林龄增长C、N、P养分元素的分配格局及化学计量特征的变化,有助于全面、系统地揭示马尾松人工林生态系统的养分循环,对指导马尾松人工林生产,调节和改善林木生长环境,提高系统的养分利用效率及林地生产力具有重要意义。     

喀斯特高原石漠化区次生林叶片—枯落物—土壤连续体碳氮磷生态化学计量特征

探究喀斯特高原石漠化区贵州青冈[Cyclobalanopsis argyrotricha (A. Camus) Chun et Y. T. Chang]-云贵鹅耳枥(Carpinus pubescens Burk)林、麻栎(Quercus acutissima Carruth)林、猴樟(Cinnamomum bodinieri Levl)林和华山松(Pinus armandii Franch)林4种次生林叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P生态化学计量特征及相关性,可为喀斯特森林恢复重建和经营管理提供依据.对4种次生林叶片、枯落物及土壤进行野外取样,室内测定C、N、P含量及计算生态化学计量比.结果显示:4种次生林叶片组分的C、N、P元素含量为474.34、18.59、1.78 g/kg;枯落物组分C、N、P元素含量为444.21、12.84、0.96 g/kg;土壤组分(0-10 cm)的C、N、P元素含量为80.40、2.80、0.86 g/kg,叶片—枯落物—土壤连续体C、N、P含量皆表现为高—中—低变化趋势.4种森林叶片—枯落物—土壤连续体各组分C:N:P计量比依次为266:10:1、490:14:1、93:3:1,叶片-枯落物-土壤连续体C:N:P质量比呈中—高—低的变化趋势. C/N、C/P、N/P在叶片—枯落物—土壤连续体各组分中变化趋势不同,C/N在4种森林中变化规律不一致,而C/P与N/P在4种森林中皆表现为中—高—低变化趋势.土壤组分N/P与叶片组分C/P、N/P,枯落物组分N/P与叶片组分C/P、N/P之间皆为显著正相关,而枯落物和土壤组分的N/P之间没有表现出显著的相关性.与已有的研究结果相比,喀斯特次生林叶片—枯落物—土壤连续体C含量呈中—低—高格局,N含量为中—高—高格局,P含量为高—高—高格局,C:N:P化学计量为低—低—高格局,叶片N/P、枯落物C/N较低,土壤C/N相对较高,C/P、N/P相对较低.综上所述,喀斯特高原石漠化区次生林枯落物分解较快,土壤中P回归充分而N回归不足,植被生长主要受到N的限制,且养分循环速度与优势种相关,优势种选择是森林恢复与经营的核心内容.(表5参38)     

林龄和坡位对杉桐混交林化学计量特征的影响

为了解闽北山地针阔混交林的养分循环,以7-9年生不同坡位(上坡、中坡、下坡)的杉木(Cunninghamia lanceolata)-千年桐(Aleurites montana)混交林的鲜叶、凋落叶及0-10 cm土壤层的养分含量为研究对象,分析不同林龄、不同坡位的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及化学计量比差异,探讨杉桐混交林随林龄和坡位变化的化学计量特征.结果表明:(1)两种树种C、N、P含量基本表现为叶片凋落叶土壤,且在3个库之间差异显著.(2)混交林叶片N含量较低、P含量较高,凋落叶N、P含量均较低,土壤C、N含量较高而P含量偏低,叶片中较高的P含量是对土壤中相应养分含量缺乏的适应策略.(3)千年桐叶片的C、N、P及杉木的N、P均表现为9年生最高,凋落叶随林龄变化与叶片完全一致;混交林土壤P含量随林龄增加而增大.(4)混交林土壤有机C含量、N含量随坡位变化表现为上坡中坡下坡.结合本项目组的前期研究发现,该研究区幼龄期受N和P的共同限制,而在中龄期受N限制减缓,仅受P元素的限制,表明混交林对林木的养分限制状况有一定的改善作用;结果可为我国南方地区针阔叶混交林的可持续经营提供科学依据.(图3表4参43)     

凋落物质量和分解对中亚热带栲木荷林土壤氮矿化的影响

用控温、控水室内培养方法,研究了中亚热带栲木荷常绿阔叶林和邻近柳杉人工针叶林凋落物的分解及其对栲木荷林土壤氮矿化的影响.结果表明:栲木荷阔叶林的凋落物失重率大于针阔混合凋落物的失重率,大于柳杉针叶纯林凋落物的失重率.所有凋落物失重率都与其初始氮含量呈显著负相关,和初始碳含量呈显著正相关,而与凋落物C/N比的相关性不强.不同凋落物处理下的土壤NO3--N含量差异显著(P＜0.05,N=18),NH4 -N含量差异不显著(P＞0.05,N=18),混合凋落物处理下的土壤NO3--N和NH4 -N含量最高,分别是224.21 mg kg-1和56.77 mg kg-1,其氮转化速率也最高,硝化、氨化、氮矿化速率分别为1.74 mg kg-1 d-1、0.36 mg kg-1 d-1和1.90mg kg-1 d-1.各凋落物处理下的土壤氮含量随时间变化的规律不一致.土壤氨化速率与土壤全氮呈显著正相关(r=0.843,P＜0.05,N=21),与栲木荷林凋落物的失重率呈显著负相关(r=-0.997,P＜0.05,N=21).图3表4参29     

亚热带3种典型常绿森林土壤和植物叶片碳氮磷化学计量特征

为深入了解亚热带常绿森林生态系统养分循环和系统稳定机制,以四川省宜宾市老君山国家级自然保护区内3种典型森林(水杉和柳杉人工林、中华木荷和鸡爪槭次生林以及总状山矾和天全钓樟原始常绿阔叶林)作为研究对象,研究其表层土壤(0-10 cm)和乔木、灌木、草本生活型植物叶片的C、N、P化学计量特征.结果表明:(1)表层土壤C、N、P含量以原始林最高,人工林最低,人工林土壤C:N最高,次生林土壤C:P最高,原始林土壤N:P最高;(2)乔木叶片C、N、P含量最高,草本植物最低;人工林乔木叶片C:N、C:P比最高;乔木、灌木、草本N:P比分别为13.9、14.1、9.3;人工林乔木N:P(10.2)最低,次生林乔木N:P(14.5)与原始林(13.8)较高;(3)植被整体及乔木、灌木、草本整体叶片N、P含量间Ⅱ类线性回归斜率约等于1,表明叶片N与P含量呈等速投入关系.可见,乔、灌木整体更易受P限制,草本更易受N限制;在土壤N、P供应较为贫瘠的人工林受N限制更为明显,而物种较为丰富、土壤养分供应较为充足的天然林P限制更为明显.(图4表3参37)     

不同恢复年限刺槐林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征

地处西秦岭山地的甘肃天水吕二沟小流域土壤侵蚀问题严重,上世纪五六十年代开始,当地政府在研究区实施了多年的生态恢复措施以保持水土,但目前尚未有植被恢复对土壤生态计量特征的系统调查。分析不同林龄人工林土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征可在一定程度上揭示土壤养分的限制情况。选取黄土丘陵沟壑区不同生长年限(5、20、40、56 a)的人工刺槐林(Robinia pseudoacacia L.)为研究对象,以荒地为对照,探讨不同恢复年限人工刺槐林0-100 cm土壤碳、氮、磷含量及其生态化学计量特征。结果表明,5年恢复期后,随林龄的增加,土壤有机碳、全氮、C:P比和N:P比均显著增加(P<0.05),平均值分别为5.09 g·kg^-1、0.66 g·kg^-1、9.02、1.18,均低于中国土壤生态计量平均水平;土壤含水率下降,土壤干化明显;土壤容重和C:N比的变化不大(P>0.05);全磷无明显变化规律,均值为0.56 g·kg^-1,接近中国土壤的平均值。长期的植被恢复有利于增加土壤有机碳和全氮含量,但仍需要更长期的人工刺槐林种植来提高土壤肥力。研究区人工恢复水保林水分亏空是限制刺槐生长的重要因素,氮是流域土壤的主要限制性营养元素。本研究有助于当地政府调整植树造林措施、保持土壤质量稳步提升、预防人工林地退化,为人工林管理提供参考。     

四川盆地亚热带常绿阔叶林土壤动物对几种典型凋落物分解的影响

亚热带常绿阔叶林土壤动物对植物生长不同关键时期凋落物分解的贡献可能具有显著差异,但一直缺乏必要关注。以四川盆地亚热带常绿阔叶林典型人工林树种马尾松(Pinus massoniana)和柳杉(Cryptomeria fortunei),次生林树种香樟(Cinnamomum camphora)和麻栎(Quercus acutissima)凋落物为研究对象,采用凋落物分解袋试验,根据植物叶片物候规律在非生长季节(秋末落叶期、萌动期和展叶期)和生长季节(叶片成熟期、盛叶期和叶衰期)不同关键时期动态研究土壤动物对凋落物失重率的影响。土壤动物对4种典型物种凋落物分解均表现出明显贡献,其作用的凋落物失重率分别为：17.78%(麻栎)>14.23%(柳杉)>9.61%(香樟)>8.21%(马尾松)。相对于其他时期,四个树种的土壤动物贡献率均在秋末落叶期最小,除马尾松在叶衰期土壤动物贡献率最大以外,其余3个物种均在盛叶期土壤动物的贡献率最大,且土壤动物对阔叶分解的贡献率大于针叶。相关分析表明,除温度显著影响各关键时期土壤动物对凋落物的贡献外,整个第一年土壤动物作用的凋落物失重率及贡献率与纤维素含量和C/N显著相关,但在非生长季节主要与N含量、C/N和木质素/纤维素密切相关,而生长季节主要相关于木质素/N。这些结果为深入理解亚热带常绿阔叶林物质循环及其与植物生长过程的关系提供了一定的基础数据。     

滨海沙地不同林龄尾巨桉内吸收率及其C:N:P化学计量特征

以4年生、8年生、13年生尾巨桉林为研究对象,测定并计算其鲜叶、凋落叶和表层土壤的养分含量、内吸收率及碳氮磷化学计量比(C:N:P).结果显示:叶片C、N、P含量变化范围分别为486.0-508.56、13.31-15.46、0.60-0.84 mg/g,凋落物为462.55-499.9、8.20-11.51、0.29-0.51 mg/g,土壤为1.87-2.78、0.17-0.33、0.12-0.18 mg/g;植物C、N、P含量显著高于土壤,不同林龄间叶片C、N含量差异显著(P0.05),叶片、凋落叶P含量差异均极显著(P0.01);尾巨桉N、P内吸收率分别为31.37%、42%,P内吸收率大于N内吸收率;叶片重吸收效率表现出了随林龄增大而呈下降的趋势,且不同林龄尾巨桉N:P16.研究结果表明该地区尾巨桉的生长限制因子为P元素,有助于为滨海沙地人工纯林植物群落制定合理的营林规划、施肥评估标准提供依据.     

川西亚高山不同森林类型土壤酶活性对短期凋落物输入量变化的响应

凋落物输入是生态系统物质循环和能量流动的重要环节,在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能等方面具有不可替代的作用.为进一步了解川西亚高山森林土壤物质循环过程,以该地区典型森林为对象,通过进行凋落物输入控制试验,研究3种森林类型(阔叶林、针阔混交林和针叶林)不同时期(添加时间)凋落物输入变化对土壤碳(C)、氮(N)和磷(P)分解相关的酶活性及其化学计量比的影响.结果显示:3种森林类型中凋落物输入对土壤酶活性的影响不显著,而不同林型和凋落物输入时间则显著影响了土壤酶活性.凋落物处理1.5年时期,在凋落物输入处理中,阔叶林的β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶的酶活性显著高于针阔混交林(2.69和2.73倍)和针叶林(1.87和1.47倍);而在凋落物去除处理中,针叶林中的酸性磷酸酶活性则显著大于阔叶林(1.72倍)与针阔混交林(1.66倍).相关性分析表明,土壤含水量以及C、N含量是影响酸性磷酸酶、β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶变化的主要因素,而多酚氧化酶和过氧化物酶主要受到土壤pH以及土壤硝态氮含量的影响.根据生态酶化学计量理论,本研究的土壤酶化学计量碳氮比(C:NEEA)均低于全球平均值,而土壤酶化学计量碳磷比(C:PEEA)和土壤酶化学计量氮磷比(N:PEEA)均高于全球平均值,表明该区域N转化酶活性较高,处于相对N限制的区域.本研究表明在养分循环较慢的川西亚高山地区,短期凋落物的输入对土壤酶活性的影响较为缓慢,但不同凋落物组成(林型)对土壤酶活性的影响不同,关于土壤酶活性对于凋落物输入的响应还有待长期研究.(图4表3参49)     

不同叶龄杉木人工林叶碳氮化学计量及其稳定同位的海拔梯度变化特点

以安徽省马鬃岭地区杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林叶片为研究对象,测定不同海拔梯度下(750、850、1 000、1 150m)不同叶龄(当年生、1年生、2年生和3年生)杉木叶片碳氮同位素(δ~(13)C、δ~(15)N)以及碳氮磷养分含量,探讨海拔和叶龄对杉木叶片碳氮稳定同位素、叶片碳氮磷元素含量及其计量比的影响机制,从而为不同海拔梯度下杉木人工林的科学经营提供依据。结果表明,海拔对杉木当年生叶片δ~(13)C含量影响显著(P0.05),海拔1150m当年生叶片δ~(13)C含量(-29.40‰)显著高于750m海拔叶片δ~(13)C含量(-30.49‰),且随着海拔增加当年生叶片δ~(13)C含量逐渐升高,温度可能是导致这种变化的主要原因,其他叶龄叶片对海拔的响应无显著差异(P0.05);不同叶龄的叶片δ~(13)C含量差异不显著(P=0.388)。海拔对杉木叶片δ~(15)N含量无显著影响(P=0.092),但总体变化趋势与C/P和N/P保持一致;而叶龄对叶片δ~(15)N含量影响显著(P0.05),同一海拔不同叶龄叶片之间δ~(15)N含量均随着叶龄的增加而降低,这可能是氮元素在不同叶龄叶片间的富集效应不同导致的;此外,温度降水和土壤氮磷可能是影响叶片δ~(15)N含量的重要因素。马鬃岭不同海拔梯度下杉木林氮和磷的限制性不尽相同,海拔750m处的林分呈磷限制(N/P16),在850m和1150m林分呈现氮磷共同限制(14N/P16),而在海拔1 000 m则呈现氮限制(N/P 14),氮同位素对林分的养分限制响应可能比碳同位素更明显。     

南方红壤侵蚀区不同恢复年限马尾松人工林土壤和叶片氮磷养分含量及生态化学计量特征

植被恢复是我国水土侵蚀地区的重要治理措施.南方红壤丘陵区是我国第二大水土流失区,但针对该地区植被恢复过程中土壤氮(N)和磷(P)养分动态研究依然不足,尤其关于1 m深土壤N和P养分特征尚未见报道.以南方红壤严重水土侵蚀区不同植被恢复年限林地(裸地、10年、20年和30年生马尾松人工林和天然次生林)为研究对象,比较植物叶片和1 m深度土壤N和P含量及生态化学计量比特征.结果显示:随着马尾松人工林恢复年限增加,0-10 cm土壤N含量显著提高,但深层( 10 cm)土壤N含量并无显著差异,与地带性天然次生林相比,马尾松人工林各土层土壤N含量依然显著偏低;随着恢复年限增加,马尾松人工林各层土壤全P含量未显著提高,且裸地、10年、20年生马尾松人工林和天然次生林各土层土壤全P含量差异不显著;随着恢复年限增加,植物叶片N和P含量呈增加趋势,与未经治理的裸地相比,30年生马尾松人工林叶片N和P含量分别增加42.26%和27.17%,且植物叶片N和P含量与各层土壤N和P养分存在显著正相关关系.本研究表明南方红壤严重侵蚀区土壤N和P养分对植被恢复的响应存在差异;与土壤P养分相比,土壤N养分能够不断增加.施加磷肥措施促进了红壤水土侵蚀区植被恢复,并促进单一马尾松人工林转变为地带性天然次生林植被.(图3表1参46)     

华山松林凋落物养分释放及土壤生态化学计量特征对模拟氮沉降的短期响应

研究模拟氮(N)沉降下森林生态系统凋落物-土壤C/N/P化学计量特征,对探究在全球气候变化背景下森林生态系统物质循环内在机理具有重要科学意义。以滇中亚高山华山松林(Pinus armandii forest)为研究对象,采用尼龙网袋法于2018年2月—2019年1月在华山松林开展模拟N沉降下凋落叶、枝原位分解试验,分别设置4个N沉降水平:对照CK(N 0g·m~(-2)·a~(-1))、低氮LN(N 5 g·m~(-2)·a~(-1))、中氮MN(N 15 g·m~(-2)·a~(-1))和高氮HN(N 30 g·m~(-2)·a~(-1))。结果表明:华山松林凋落叶和枝C元素均为直接释放模式;凋落叶和枝N元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶和枝P元素分别为淋溶-富集-释放和富集-释放模式;凋落叶的C、N、P养分释放速率(40.71%、53.83%、47.06%)均高于凋落枝(20.98%、22.04%、13.15%);各N处理下,凋落叶和枝C释放速率均表现为LNMNCKHN;N沉降总体增加了凋落叶C、N含量,但对P含量无显著影响;N沉降显著降低了凋落叶ω_((C))/ω_((N))和ω_((N))/ω_((P))、凋落枝ω_((C))/ω_((N));凋落叶、枝N、P含量与土壤N、P含量密切相关,土壤P对凋落叶化学计量影响最大,土壤N对凋落枝化学计量影响最大,土壤C对凋落物化学计量影响最小。在短期内N沉降能抑制凋落物分解过程中C、N、P的释放,但对土壤化学计量特征无明显影响,滇中华山松林凋落物分解过程中的化学计量变化特征及养分释放的研究有助于了解森林生态系统对N沉降的响应机理,特别是土壤N、P对凋落物分解的影响将为后续研究的重点内容。     

马尾松人工林林窗内土壤动物对凋落物微生物生物量的影响

选择长江上游人工采伐形成的7种不同大小的马尾松人工林林窗(G1:100 m~2;G2:225 m~2;G3:400 m~2;G4:625 m~2;G5:900 m~2;G6:1 225 m~2;G7:1 600 m~2),探讨不同林窗大小、位置和凋落物分解时间下土壤动物对凋落物微生物生物量的影响.结果显示:中等林窗(G4和G5)内,土壤动物显著影响了凋落物的微生物生物量氮(MBN)(P0.05),MBN分别增加了28.16%和26.18%.同时,林窗边缘的土壤动物使凋落物的MBN增加了29.06%(P0.05).此外,分解30 d,土壤动物使凋落物的MBN增加了26.52%(P0.05);分解90 d,土壤动物使凋落物中微生物生物量碳(MBC)显著增加了49.10%(P0.05);但在180 d时,土壤动物显著降低了MBC(P0.05).这些结果说明,在马尾松人工林林窗内马尾松凋落物分解初期,土壤动物对微生物生物量的增加有一定的促进作用,但其作用大小受到林窗大小、林窗位置和凋落物分解时间的影响而表现出一定的差异.     

增温对南亚热带针阔叶混交林凋落物分解酶活性的影响

凋落物分解酶可以催化凋落物分解并且影响其分解速率,在生态系统物质循环和能量流动过程中发挥着重要作用.采用海拔梯度改变而导致增温的方式探究南亚热带针阔叶混交林凋落物层6种分解酶活性对增温的响应特征及其影响因子.结果表明,湿季增温使酸性磷酸酶(AP)和纤维二糖酶(CBH)活性分别降低了36.08%和29.01%,干季增温使AP增加了49.90%,而β葡萄糖苷酶(BG)活性降低了21.07%,乙酰氨基葡萄糖苷酶(NAG)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)没有受到增温的影响.增温对凋落物碳(C)、氮(N)、磷(P)含量和微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、微生物生物量磷(MBP)没有显著影响.季节变化显著影响了凋落物N含量、C:N、N:P和MBC(P 0.05),增温和干湿季交互作用显著影响凋落物C:P(P 0.05).冗余分析表明不同季节凋落物MBC和凋落物N:P的变化是影响增温背景下南亚热带针阔叶混交林凋落物分解酶活性的主导因子.综上,在气候变暖的情况下,凋落物分解酶活性的变化可能有助于缓解养分对微生物的限制,形成新的养分利用模式来应对气候变化.(图4表4参43)     

凋落物输入改变对暖温带栓皮栎林表层土壤有效磷的影响

利用河南汝阳1 hm2森林生态系统定位观测样地,设置加倍凋落物(DL)、去除凋落物(NL)与对照(CK)3种处理,连续2 a测定0—10、10—20 cm层次土壤有效磷含量,旨在阐明暖温带栓皮栎林近地表层土壤有效磷受凋落物输入改变的影响程度,为人工林生态系统的经营管理及其对全球气候变化的响应对策提供基础。结果显示:土壤有效磷质量分数年际变化不明显,其变化速率在处理1 a后波动幅度减小;环比增长率在0—10 cm土层变动幅度比10—20 cm土层的平缓,但各层次各处理的差异不显著;季节变化上,春秋季较低、冬季较高。0—10 cm土层的土壤有效磷含量稍高于10—20 cm土层,但差异不显著;0—10 cm土层上,加倍凋落物处理提高了土壤有效磷含量,去除凋落物处理降低了土壤有效磷含量,两种处理之间的土壤有效磷质量分数及其变化速率的差异显著,但与对照的差异均不显著;10—20 cm土层各处理间的差异不显著。研究表明,凋落物输入改变主要影响到0—10 cm土层的土壤有效磷含量,对10—20 cm土层的影响较弱。     

伏牛山南麓山茱萸人工林土壤碳氮磷及化学计量特征

分析人工林土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)及其化学计量特征,对于了解森林土壤养分丰缺和养分平衡从而制定科学合理的经营管理策略具有重要意义.以伏牛山南麓西峡县2个林龄(26年和38年)各自4种林分密度(725、900、1 031、1 250株/hm~2)的山茱萸(Cornus officinalis)人工林为研究对象,测定0-30 cm土壤有机碳(SOC)、全氮(TN)和全磷(TP)含量,计算C:N、C:P和N:P,分析林龄、林分密度对土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量特征的影响,探索土壤SOC、TN、TP含量及其化学计量比相互间的关系.结果表明,山茱萸人工林整体土壤SOC和TN含量丰富,TP含量匮乏;C:P和N:P较高,元素比例严重失衡,P有效性低.林龄38年的土壤SOC、TN、TP含量及C:N、C:P、N:P均高于林龄26年,除C:N外,其他差异均达显著水平(P 0.05).林分密度对山茱萸人工林土壤SOC、TN、TP含量及其计量比均存在极显著(P 0.001)影响,林龄26年和38年的土壤C:P和N:P均以密度1 031株/hm~2的最高,表明该密度下土壤的C、P和N、P比例失衡严重.山茱萸人工林整体土壤TN与TP、C:N与C:P的最优关系可用二次函数表示,前者达极显著水平(P0.01),后者不显著(P 0.05),其他土壤C、N、P及计量比相互间呈显著或极显著线性关系;从关系强度来看,C:N和N:P主要受TN含量影响,C:P主要受TP含量影响.由此可见,在山茱萸人工林经营管理中,针对土壤P元素的不足应适量补充施加,调节各元素之间的计量比,进一步促进群落发展.(图2表4参40)