UV-B辐射对亚热带森林凋落叶氮、磷元素释放的影响

UV-B辐射对凋落物分解过程的影响已成为全球变化生态学研究中的前沿和热点问题之一.采用分解袋法对自然和UV-B辐射滤减两种环境下亚热带6种代表性树种(杉木、马尾松、木荷、香樟、青冈和甜槠)凋落叶氮、磷元素的释放动态进行了研究.结果表明,凋落叶氮元素的动态表现为直接富集、释放-富集和释放-富集-释放3种模式,磷元素的动态表现为直接释放、富集-释放-富集和无明显变化3种模式.与对照相比,UV-B辐射滤减显著延缓了甜槠凋落叶氮元素及青冈和甜槠凋落叶磷元素的释放(P<0.05),但促进了香樟凋落叶磷元素的释放(P<0.05),对其他树种凋落叶的氮或磷释放无显著影响.凋落叶的初始氮含量和C/N比值不能解释氮释放动态,C/P比值可以部分解释磷的释放.全球环境变化背景下UV-B辐射在湿润亚热带地区森林生态系统过程中的作用尚需进一步认识和理解.     

闽江口秋茄红树林凋落物产量及分解动态

于2017年以闽江口粗芦岛秋茄(Kandelia obovata)红树林为研究对象,分别采用凋落物收集框和分解袋法,研究秋茄凋落物产量及其碳(C)、氮(N)、磷(P)含量月动态及凋落叶分解过程中C、N、P含量与水解酶活性.结果表明:①秋茄凋落物年产量为618.79 g·m~(-2)·a~(-1),其中,叶占61.2%,果、枝和花分别占23.7%、10.5%和4.6%.②凋落叶总氮(TN)含量8月显著高于其他月份(p0.05),而TP含量在1—3月显著高于其他月份;C/N在8月显著低于其他月份(p0.05),而C/P及N/P在9月显著升高(p0.05).③在凋落叶分解过程中,C、N、P含量及其化学计量比随时间存在明显差异(p0.01),并且地上组TC、TN、C/N和C/P明显不同于地下组(p0.05).④在分解过程中,4种水解酶随时间存在明显差异(p0.01).⑤凋落叶酸性磷酸酶活性与土壤温度、电导率和凋落叶TP含量存在显著相关关系(p0.01).这些结果说明,秋茄凋落物产量及元素含量随季节变化存在明显差异;沉积作用对凋落叶分解过程中元素含量有显著影响,水解酶活性主要受凋落叶元素含量和土壤环境因子的控制.     

氮沉降影响下沙柳和小叶杨凋落物的分解特征

氮沉降背景下采矿沉陷区修复植物凋落物分解的研究对矿区植被和土壤修复具有重要意义。该研究采用1 a野外分解袋试验的方法，以内蒙古采煤沉陷区主要修复树种沙柳和小叶杨的凋落物为研究对象，设置沙柳(Salix psammophila)凋落物、小叶杨(Populus simonii)凋落物和沙柳与小叶杨混合凋落物3个处理。研究分析了每2个月3种凋落物在风沙区和黄土区2种环境中的干重、有机碳(OC)、氮(N)和磷(P)的残余率。结果表明，凋落物来源及分解环境类型对凋落物的分解系数k和年分解率P_d均有显著(P<0.01)影响。沙柳凋落物的k和P_d显著(P<0.05)高于小叶杨凋落物和混合凋落物；黄土区的k和P_d显著(P<0.05)高于风沙区。分解1 a后，凋落物的OC和P分别残余39.88%～64.86%和45.09%～60.76%，而N的残余率为99.13%～128.48%,N释放不明显。N含量、温度及降水均与凋落物干重呈显著负(P<0.01)相关。OC残余率与N残余率对凋落物变化的直接影响均是正向的，但间接...     

长期施肥和耕作下紫色土坡耕地土壤C、N、P和K化学计量特征

阐明长期施肥和耕作对坡耕地土壤C、N、P和K含量及其化学计量比的影响,将有助于深刻理解土壤C和养分元素循环过程及其相互作用机制,对施肥管理及农业面源污染防治具有重要意义.在紫色土坡耕地(坡度为15°)建立15个小区(长8 m×宽4 m),设置5个处理(每个处理3次重复):顺坡无施肥处理(对照,CK)、顺坡复合施用有机肥和化肥处理(T1)、顺坡单施化肥处理(T2)、顺坡单施化肥增量处理(T3)和横坡单施化肥处理(T4),比较各处理0～10 cm及10～20 cm土层的C、N、P和K含量及其化学计量变化特征.结果表明,各处理土壤C、N和P差异显著(P 0. 05),均表现为T1 T3 T4 T2CK,施肥处理下K含量差异不显著(P 0. 05),但均显著高于对照处理(P 0. 05),表现为T4 T3 T2 T1 CK.各处理土壤的C∶N在10～20 cm土层中差异显著(P 0. 05),表现为T4 T3 T1 CK T2;而C∶P则在0～10 cm土层差异显著(P 0. 05),表现为T1 T3 CK T4 T2;各处理土壤的C∶K、N∶P、N∶K和P∶K在不同土层中均差异显著(P 0. 05),其中C∶K、N∶K和P∶K表现为T1 T3 T4 T2 CK,N∶P表现为T1 CK T4 T3 T2.土壤的C、N、P和K含量及其化学计量比均随土层加深而递减.试验区土壤C、N和P含量属中等变异,变异系数(CV)分别为37. 50%、38. 91%和25. 35%,K含量属弱变异,CV为5. 03%.化学计量比中,C∶N和C∶P属弱变异,CV分别为7. 52%和14. 38%,C∶K、N∶P、N∶K和P∶K属中等变异,CV分别为35. 62%、17. 01%、37. 24%和44. 78%.土壤C、N、P和K含量及化学计量比之间存在显著正相关(P 0. 05).试验区土壤N∶P平均值为2. 09,低于中国土壤平均水平(9. 3).研究表明紫色土坡耕地土壤N为养分限制因子,而复合施用有机肥和化肥可有效缓解紫色土坡耕地N缺乏的状况.     

中亚热带马尾松林凋落物分解过程中的微生物与酶活性动态

采用凋落物原位分解法,研究了中亚热带马尾松林中马尾松、槲栎凋落叶单独及混合(自然质量比8∶2)分解过程中的微生物数量与酶活性动态.结果表明:①3类凋落物的年分解常数K的大小为:混合凋落物(0.94)>槲栎凋落物(0.86)>马尾松凋落物(0.67);②3类凋落物真菌数量和微生物数量均在夏季(135 d时)达到最大值,而此时细菌和放线菌数量最低;③3类凋落物纤维素酶活性、酸性磷酸酶活性均与凋落物干重剩余率呈显著正相关(P<0.05),而马尾松与混合型凋落物中的多酚氧化酶活性同凋落物干重剩余率呈极显著负相关(P<0.01);④微生物数量和多酚氧化酶活性均总体表现为槲栎凋落物>混合凋落物>马尾松凋落物,酸性磷酸酶活性多表现为槲栎凋落物最低,与分解常数K排列有一定的差异,说明凋落物分解是微生物和多种酶共同作用的结果.整体研究表明,凋落物质量和季节气候的差异显著影响微生物群落及其调控的生态过程,与纯马尾松凋落叶相比,针阔混合使微生物数量和多酚氧化酶活性显著提高,这可能是导致分解加快的重要原因.     

西南喀斯特土地利用变化对植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响

以贵州关岭花江喀斯特峡谷原生林、灌木林、草地和坡耕地这4种典型土地利用方式下的凋落物-土壤为研究对象,研究土地利用变化对西南喀斯特植物凋落物-土壤C、N、P化学计量特征和土壤酶活性的影响及其驱动机制.结果表明,4种不同土地利用方式的凋落物-土壤C、N、P含量和土壤酶活性存在显著差异.与其他区域相比,凋落物和土壤分别具有高C低N高P、低C低N高P的格局.脲酶、蔗糖酶和淀粉酶表现出原生林灌木林草地坡耕地,碱性磷酸酶则是原生林灌木林坡耕地草地.未来的生态建设应重视原生林的保护.土壤养分受凋落物C、N、P及其计量比的显著影响,但土壤酶活性与凋落物无显著联系.冗余分析表明,土壤酶活性与土壤TN、SWC、C∶N极显著相关(P 0. 01),与p H和N∶P显著相关(P 0. 05),重要性大小依次为TN SWC C∶N p H N∶P.     

地表UV-B辐射增强对土壤-冬小麦系统呼吸速率和N2O排放的影响

通过室外盆栽实验,用静态箱-气相色谱法测定土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N20排放通量,研究了UV-B辐射增强20%对土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N2O排放的影响.结果表明,相同的气象条件和田间管理下,UV-B辐射增强处理对呼吸速率和N2O排放的季节变化模式无明显影响.在返青期,UV-B辐射增强显著降低了土壤-冬小麦系统的呼吸速率,但对N2O的排放通量没有产生显著影响;在拔节孕穗期,UV-B辐射增强处理显著降低了土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N2O的排放通量;在抽穗-成熟期,UV-B辐射增强处理对土壤-冬小麦系统的呼吸速率和N2O的排放没有显著影响.返青-齐穗期,UV-B增强处理显著降低土壤-冬小麦系统的N2O累积排放量;但从齐穗开始至小麦成熟,UV-B增强处理对土壤-冬小麦系统的N2O累积排放量没有显著影响.     

太行山针、阔叶森林凋落物分解及养分归还比较

为了解针太行山地区针、阔叶森林凋落物分解特征,以刺槐和侧柏人工林为对象,采用样地调查法,对其凋落物养分归还和营养元素周转进行了研究,结果表明：侧柏和刺槐林年凋落总量分别为7494.71和5372.34kg/hm²;凋落物中落叶比重最大。为减少养分流失,阔叶林树刺槐的N、P养分回流现象明显,其中N回流率约为34%~53%,P回流率约为28%~56%;而针叶树侧柏的养分回流现象不明显。森林凋落物3种元素含量以Ca最高,其次是N,含量最低是P;阔叶林凋落物中N、P含量明显高于针叶林。凋落物N、P迁移符合富集-释放模式;Ca为直接释放类型。刺槐凋落物分解速率明显快于侧柏,其完全分解时间分别为7.7和12.8a。侧柏在养分年归还总量、Ca的年释放率以及P、Ca的周转时间要优于刺槐,而刺槐在N、P年释放率以及N周转时间比侧柏有优势。     

黄河口盐沼湿地盐地碱蓬和互花米草凋落物的分解特征

凋落物分解在湿地生态系统中扮演重要的角色。为探索潮汐梯度下凋落物分解过程中质量和营养元素变化情况,采用分解袋的方法,选择盐地碱蓬（Suaeda salsa）和互花米草（Spartina alterniflora）凋落物作为研究对象,沿着潮汐梯度开展凋落物分解的野外实验。结果表明：凋落物分解速率与凋落物类型、土壤盐度、含水率以及潮汐干扰强弱有关;潮汐干扰强的区域互花米草分解快于盐地碱蓬,潮汐干扰弱的区域盐地碱蓬分解快于互花米草,两种凋落物分解速率在0.00134~0.00234 d^-1之间。分解末期,凋落物都呈现C和N的净释放,盐地碱蓬凋落物平均释放了36.9%的C和55.8%的N,互花米草凋落物平均释放了53.1%的C和47.1%的N。本研究强调关注潮汐梯度下的凋落物分解,其在调节生物地球化学循环以及碳累积上具有重要意义。     

盐度对湿地枯落物分解过程中碳氮磷化学计量比的影响

为了阐明盐度对枯落物分解过程中碳氮磷化学计量比的影响,采用分解袋法对闽江河口湿地不同盐度条件下短叶茳芏枯落物和芦苇枯落物分解过程中生态化学计量学特征进行了测定.结果表明,盐度较高的生境,枯落物具有较快的分解速率、氮和磷的释放速率,较慢的碳和能量释放速率;整个分解期间内,枯落物C/N呈下降的趋势,C/P和N/P表现为先上升后下降的趋势;高盐度生境短叶茳芏枯落物和芦苇枯落物分解过程中平均C/N、C/P和N/P分别为34.3和36.4、1210.4和1710.3、35.4和47.1;低盐度生境短叶茳芏枯落物和芦苇枯落物分解过程中平均C/N、C/P和N/P分别为33.2和35.1、1170.0和1636.8、35.9和47.3;高盐度生境短叶茳芏枯落物和芦苇枯落物C/N、C/P高于低盐度生境,N/P低于低盐度生境;较低的枯落物碳与养分比值具有较高的能量释放.     

凋落物呼吸温度敏感性的变化特征及其影响因素

地表凋落物呼吸是土壤呼吸的一个重要组成部分,研究凋落物呼吸温度敏感性的变化特征及其影响因素对准确理解地区的土壤碳循环具有重要意义.本研究在黄土高原南部的一个典型人工刺槐林内(Robinia pseudoacacia L.),通过地表凋落物控制试验(对照处理,去除凋落物处理、倍增凋落物处理),研究凋落物呼吸温度敏感性的年际(2009~2013年)变化特征及其驱动因素.凋落物呼吸温度敏感性的年际差异显著(P0.05):在对照处理下,其最小值为4.15,最大值为6.67,均值为5.10,变异系数为19%;在倍增凋落物处理下,其变化于1.17~6.52之间,均值为3.36,变异系数高达56%.凋落物呼吸温度敏感性的年际变异与年平均土壤水分、地表凋落物量以及二者的交互作用密切相关(P0.01),同时对凋落物呼吸温度敏感性的贡献呈现出土壤水分大于地表凋落物量的趋势(对照处理:2.68和2.04;倍增凋落物处理:1.37和0.69).此外,地表凋落物倍增后,凋落物呼吸温度敏感性却减少了34%(3.36和5.10).同时,在对照处理下,大约有超过50%的地表凋落物碳滞留在该刺槐林生态系统中[215 g·(m~2·a)~(-1)和113 g·(m~2·a)~(-1)],但在倍增处理下,仅有24%的地表凋落物碳滞留在该林地生态系统中[430 g·(m~2·a)~(-1)和326 g·(m~2·a)~(-1)],即在该人工刺槐林生态系统中地表凋落物的增加未必意味着土壤有机碳储量的增加.因此,探究地表凋落物控制措施、土壤水分、地表凋落物量和凋落物呼吸温度敏感性之间的关系对准确理解地区的土壤碳循环具有重要意义.     

三峡库区城市富营养化河流凋落物的混合分解效应

以三峡库区重庆市主城段清水溪为典型的城市富营养化河流代表,选取河岸带3种常见凋落叶为分解对象,设计了7种凋落物组合（3个单种和4个混合物种）和3种孔径的分解袋（50μm、250μm和2mm）,开展原位实验,探讨混合凋落物的性状、功能多样性与底栖分解者类群及其交互作用对叶片质量损失和混合效应的影响.结果表明,仅有50%的处理表现为显著非加和效应（且均为负值）,这与凋落物的性状密切相关.随着混合凋落物功能离散度的增加,尤其组合中含高木质素等难分解物质的凋落物时,分解变慢.微生物在富营养化河流混合凋落物的分解中占主导作用,小型和大型底栖动物均抑制了混合凋落物的分解过程.在富营养化河流的修复过程中,需重视河流凋落物分解功能,注重调整河岸带植物的配置,以及提升底栖动物的生物多样性并恢复底栖动物在凋落物分解中的正面效应.     

黄土丘陵区典型植被枯落物坡面分布及混入土壤对土壤性状的影响

黄土丘陵区植被的恢复可能影响枯落物分布特征,进而对土壤性状产生影响。论文选取刺槐（Robinia pseudoacacia）人工林、柠条（Caragana intermedia）人工林、铁杆蒿（Artemisia gmelini）群落和白羊草（Bothriochloa ischaemum）群落4种典型植被样地,研究其枯落物坡面（坡长40~80 m）分布特征及自然条件混入土壤中对土壤理化性状的影响。结果表明：1）4种典型植被样地地表枯落物蓄积量（143.89~833.04 g/m²）、盖度（0.36~0.63）和厚度（0.77~2.03 cm）均表现为刺槐人工林>柠条人工林>铁杆蒿群落>白羊草群落;土壤中枯落物混入量（178.80~657.21 g/m²）和混入深度（1.33~2.29 cm）均表现为刺槐人工林>铁杆蒿群落>柠条人工林>白羊草群落;土壤中枯落物混入量占枯落物总蓄积量的比例（45.91%~74.02%）表现为铁杆蒿群落>柠条人工林>白羊草群落>刺槐人工林。2）4种典型植被样地地表枯落物蓄积量和土壤中枯落物混入量均为坡下高于坡上,受径流冲刷和泥沙分离—输移—沉积过程的影响,枯落物地表蓄积量和土壤混入量在坡中波动较大;随枯落物地表盖度的增加,地表枯落物蓄积量呈指数函数增加（P<0.01）,且随地表枯落物蓄积量的增加,土壤中枯落物混入量呈对数函数增加（P<0.01）。3）土壤容重、粘结力和水稳性团聚体几何平均直径（WAS-GMD）随土壤中枯落物混入量的增大而线性降低（P<0.01）,土壤有机碳和全氮含量在铁杆蒿群落和白羊草群落中均随土壤中枯落物混入量的增大而线性增加（P<0.05）。该研究将为评价黄土高原退耕还林还（草）工程生态成效、修正土壤侵蚀预报模型提供重要依据。     

混合凋落物分解非加和性效应研究进展

混合凋落物的分解是陆地自然生态系统中凋落物分解的主要形式。在许多混合凋落物的实验研究中,混合凋落物的实际分解速率往往偏离于基于单种组分凋落物计算的预期分解速率,产生非加和性效应。从混合凋落物实验的统计结果可以发现,大多数混合凋落物实验的质量损失、养分释放、微生物丰富度和活性都表现出非加和效应。混合凋落物实验不同设计方案可能会对实验结果造成影响,如各组分的初始比例、凋落袋、取样和各组分的分拣均会对实验结果造成影响。引起混合凋落物分解非加和性效应的因素是多方面的,文章从物理、化学和生物作用机制三方面综述了非加和效应的潜在机制。未来的研究应模拟野外环境下凋落物的实际分解,并与气候变化、生态恢复等研究相结合。     

蔗渣垫料在零排放发酵床养猪中的应用研究

目前微生物发酵床养猪垫料是选用木屑、谷壳作为原料,来实现零排放养猪。文章选用农业固体废弃物——蔗渣为垫料应用于零排放漏缝发酵床养猪,跟踪了3个月垫料在实际使用中的温度、有机质、氮、磷、钾、微生物指标,对蔗渣的使用效果进行了评价,并建立PCR反应体系来扩增DNA,利用PCR-DGGE技术对垫料中的微生物群落多样性进行研究。结果表明:蔗渣作为垫料,能使垫床温度控制在40⁶5℃之间,保证了良好的发酵效果、且有效活菌数达到0.22×109cfu/g,可以对猪粪便等有机质进行较彻底的消解,因此蔗渣可以作为一种垫料应用于零排放漏缝发酵床;垫料中总养分达到1.371 7%,使用后的垫料可以作为一种原料生产生物有机肥。     

太湖湖滨带林草复合带草本植物枯落物量的变化特征

为减少湖滨带林带枯落物的产生,有效降低N、P随降水径流进入湖泊水体的风险,采用人工草坪替代林下杂草的方式,建立林草复合带.以5种草坪草为研究对象,设立3种种植密度,采用定位定期采集的方法,研究草坪建植后草本植物枯落物的变化以及不同种植密度对枯落物量的影响.结果表明:①间距15 cm高密度种植易导致草坪枯落物的产生,以白三叶和红花酢浆草较突出;草坪种植后林下草本植物枯落物量大幅度减少,平均枯落物量减少66%～95%.②草坪枯落物量随生长时间变化无明显规律,7—11月植物生长期间,白三叶草坪10月枯落物量最高;麦冬草坪、红花酢浆草草坪以及与其混种的其他草坪枯落物量最高时期均出现于8月.③白三叶高、低密度种植单种草坪产生的枯落物量大于与红花酢浆草混种草坪,而中密度种植则相反,单种草坪小于混种草坪.      

盐度和水淹对短叶茳芏枯落物分解和二氧化碳释放的影响

在全球气候变暖和盐水入侵的背景下,探究湿地枯落物分解和CO_2释放对盐度和水淹的响应具有重要意义.以闽江河口湿地的短叶茳芏为研究对象,模拟不同盐度和水淹条件下枯落物分解.研究结果表明:(1)盐度升高抑制枯落物的分解(p0.01),低盐(5)、中盐(10)、高盐(15)在非水淹条件下分别比对照(0)的失重率平均减少10.83%、17.93%和29.39%,水淹条件下平均减少24.18%、31.62%和47.46%.(2)对照组的枯落物分解速率为水淹条件(0.0070 d~(-1),t_(0.95)=0.76 a)大于非水淹条件(0.0051 d~(-1),t0.95=0.94 a),而处理组的枯落物分解速率和CO_2释放速率均呈现出非水淹条件大于水淹条件.非水淹的枯落物CO_2释放通量比水淹条件的增长7.05%~86.23%.(3)在枯落物分解95%的干物质的期间内,与水淹条件相比,非水淹对照组平均每g干物质释放的CO_2高于水淹对照组34.49%;然而,随盐度升高,非水淹条件下的平均每g干物质释放的CO_2受抑制.(4)盐度和水淹对枯落物残留量的贡献率分别为24.82%和14.29%,对枯落物CO_2释放通量的贡献率分别为75.62%和6.13%.     

中国海洋垃圾监测与评价工作的思考

海洋垃圾污染问题是一个国际性的难题,海洋垃圾污染防治是改善中国近岸海域环境质量的一项重要内容.目前中国的海洋垃圾监测尚处于起步阶段,仍有许多工作需进行研究和实践.鉴于此,本文对中国海洋垃圾业务现状及需求进行分析,对海洋垃圾监测与评价体系存在的有关问题进行了探讨,并进一步提出了相关对策和建议,以完善中国海洋垃圾监测与评价体系,制定具有针对性的预防和控制措施,为中国的海洋环境保护工作提供技术支持.     

Effects of litter removal on plant species diversity: a case study in tropical Eucalyptus forest ecosystems in South China

The removal of litterfall in the Eucalyptus plantations in South China affected the plant biodiversity in these ecosystems was found based on the field observation and lab analysis.The protection times of species diversity of three Eucalyptus communities were different (Community Ⅰ with no protection,Community Ⅱ with 7-year-protection,Community Ⅲ with 35-year-protection).The total numbers of species in these communities(from Community Ⅰ to Ⅱ to Ⅲ)are 1,6,and 17,respectively.The tesults showed that the protection of litterfall from being taken out of the ecosystem is important and can increase plant species diversity.This study ombined biomass data,the chemical and physical properties of the soil,and the diversity of microbes in the communities.It is concluded that the mechanism of the effects of litter removal on biodiversity includes three factors:removing the suitable habitat of microbe and animal,decreasing the soil mutrient, and changing the special habitat for the germination and growth of invading plants.These results should have important implications for managing these Eucalyptus forest ecosystems in South China.