江西千烟洲木荷液流特征及其与气象因子的关系

采用Granier热扩散式探针对江西千烟洲木荷(Schima superba)树干液流速率进行连续监测,并对气象因子进行同步测定。结果表明:不同天气条件下木荷树干液流速率日变化规律存在差异,晴天为宽峰型曲线,阴天为单峰型曲线,雨天无明显的变化规律。不同月份木荷树干液流速率大小以及液流启动、达到峰值的时间不同。各月平均液流速率(cm/s)大小关系依次为7月(0.001 663)8月(0.001 56)6月(0.001 472)9月(0.001 314)5月(0.001 216)4月(0.001 101)10月(0.000 847)。6月液流启动时间最早,5、7、8、9月均推迟0.5~1h,4、10月最迟。7月液流最早达到峰值,5、6、8月次之,9、10月最迟。液流启动和达到峰值均滞后太阳辐射1h,而与冠层温度、相对湿度不存在明显的时滞效应。包含与不包含时滞效应的方差分析结果表明,液流速率与相对湿度呈显著负相关,与平均净辐射呈显著正相关,与冠层温度相关性较弱。气象因子对木荷液流速率的影响程度依次为平均净辐射(0.677**)冠层相对湿度(-0.417**)冠层温度(0.088)和平均净辐射(0.752**)冠层相对湿度(-0.325**)冠层温度(0.158)。建立液流速率与气象因子的多元线性回归方程,回归方程和回归系数的相关性检验均达到极显著水平。回归方程的拟合效果均良好,决定系数分别达到0.93和0.95。     

红壤区退化林地表土真菌群落结构对土壤改良措施的响应

真菌群落结构和多样性对于土壤改良效果具有高敏感性.研究南方红壤区侵蚀退化林表土真菌群落对有机肥、生物炭和石灰+微生物肥的响应,以明晰不同改土措施的作用.结果表明：(1)3种土壤改良措施均降低了表土真菌丰富度,其中石灰+微生物肥降低作用最大,3种土壤改良措施对表土真菌多样性也有影响,但影响不显著;(2)表土中优势真菌门为子囊菌门(Ascomycota, 31.29%～46.55%)、担子菌门(Basidiomycota, 30.07%～70.71%),优势真菌属为阿太菌属(Amphinema)和单形古根菌属(Archaeorhizomyces),3种土壤改良措施对表土真菌群落结构的影响不同,有机肥提高了子囊菌门和单形古根菌属的相对丰度,生物炭提高了担子菌门和阿太菌属的相对丰度,而石灰+微生物肥则提高了担子菌门和单形古根菌属的相对丰度;(3)土壤pH是影响表土真菌丰富度的关键因子,而表土真菌群落结构则受pH、全氮和有机碳的影响.研究结果为南方红壤区侵蚀退化林地土壤改良,林下植被生态恢复提供科学指导.     

陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对全球变化的响应与适应研究进展

生态系统植物和土壤微生物群落多样性受氮沉降、气候变暖、大气CO_2浓度升高(eCO_2)、极端干旱等全球变化的强烈影响,深入认识和理解全球变化下植物群落-土壤微生物群落的关系对生物多样性保护至关重要。文章综述了陆地生态系统植物和土壤微生物群落多样性对以上4种全球变化单因子和多因子(双因子、三因子及四因子)交互作用的响应与适应规律。主要结论为,(1)氮沉降、气候变暖和极端干旱均改变了植物和土壤微生物的群落组成,呈现降低、增加和无影响3种效应,大多数研究结果是降低效应,例如高氮沉降和长期低水平氮沉降减少了植物多样性,微生物群落多样性的下降幅度随氮沉降时间和量的增加而加强;气候变暖改变了植物的物候,降低了植物多样性,促使土壤微生物群落的演替分异;极端干旱导致植物组成发生了方向性的变化,植物多样性降低并促进盐生植物的生长,土壤微生物量和活性降低并促使转向渗透胁迫型策略。(2)eCO_2增加促进植物光合作用从而刺激植物的生长,对植物多样性的影响取决于资源可利用性,一般增加根际细菌和土壤真菌的相对丰度以加快土壤的碳源利用。(3)全球变化多因子交互作用下植物-土壤微生物群落多样性的关联效应主要为协同、累加、抵消或非加性等,其中氮沉降×气候变暖为累加;氮沉降×eCO_2对植物生物量的影响为协同增效,而对植物群落可能是相反或抵消;气候变暖×eCO_2对土壤微生物群落为累加;三因子和四因子交互作用对植物和土壤微生物群落为非加性,较难预测。最后指出当前的研究不足和今后的发展方向:(1)加大不同时空尺度的植物和土壤微生物群落研究;(2)精确全球变化多因子交互作用对植物和土壤微生物群落多样性影响的估算。     

闽南山区连续年龄序列桉树人工林土壤养分动态

对闽南山区连续年龄序列(2 a、3 a、4 a、5 a、6 a)的尾巨桉(Eucalyptus urophyllaxE.grandis)人工林土壤有机碳及氮、磷、钾含量进行了分析,以评价土壤养分随林分年龄的变化动态.土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷均表现出随林分年龄增加而增加,到4 a生时达到最大,随后则呈下降趋势,6 a生时下降到最低值.速效钾含量则随林分年龄增加逐步下降,6 a生林分0～20 cm、20～40 cm和40～60 cm这3个土层速效钾含量分别比2 a生下降了53.2%、44.4%和55.2%;土壤全钾含量也表现出一定的下降趋势.所有年龄林分的土壤有机碳、全氮、水解氮、全磷、速效磷和速效钾含量均随土层深度增加而降低,而土壤伞钾则表现出相反的趋势.因此,在桉树人工林经营过程中,应定期增施钾肥,适时施用有机肥及氮、磷肥,以控制地力衰退.图4表2参24     

连续年龄序列尾巨桉人工林养分循环

为探究尾巨桉乔木层养分随林龄变化的趋势,对闽南山区连续年龄序列(2年、3年、4年、5年、6年)尾巨桉(Eucalyptus urophylly×E.grandis)人工林乔木层的养分积累、分配和循环特征进行了研究.结果表明:(1)尾巨桉各组分中氮(N)的含量最高,其次是钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg),最低的为磷(P).(2)尾巨桉养分贮量随林龄增长而增加,各林龄5种养分元素的总贮量依次为753.26、882.07、1 010.22、1 087.51、1 704.79 kg hm-2,其中树干的养分贮量最大,枝的贮量最小.(3)各年龄段人工林对5种养分元素的年净积累量分别为383.37、392.25、424.21、400.89、505.36 kghm-2a-1.(4)各林分养分年吸收量随林龄增加而增加,而养分归还量则呈相反趋势.(5)林分对营养元素的利用系数分别为0.51、0.44、0.42、0.37、0.30,随林龄增加而逐渐减小;循环系数分别为0.18、0.19、0.24、0.24、0.16;周转时间分别为8.76、9.75、7.58、9.39、17.47年.因此,尾巨桉在生长初期对养分的利用效率较小,中期归还给林地的养分多,到了后期对养分利用增加的同时,归还速率也变小,容易引起林地养分的匮乏,在尾巨桉生长初期和后期中应通过施肥、增加林下植被种类和数量来维持林地地力.     

模拟氮沉降对土壤酸化和土壤盐基离子含量的影响

在温室内对1年生盆栽杉木幼苗进行模拟试验,以研究氮沉降对土壤酸化和土壤盐基离子含量的影响.以NH4NO3为外加氮源,设置5种处理,分别为N0(对照,0 g m-2 a-1,以N计,下同)、N1(6 g m-2 a-1)、N2(12 g m-2 a-1)、N3(24 g m-2 a-1)和N4(48 g m-2 a-1),每处理重复6次.经过18个月的处理后,对盆栽土壤进行取样分析.结果显示,随着氮沉降量的增加,土壤pH值逐渐下降,而土壤交换性酸度和交换性Al3+则不断增加.经N1、N2、N3和N4处理后,土壤交换性盐基总量分别下降6.29%、8.94%、10.07%和10.38%,土壤阳离子交换量分别下降5.07%、7.27%、8.53%和8.83%.随氮沉降量的增加,土壤NH4+-N、NO3--N含量逐渐增加.低氮处理(N1、N2)使土壤交换性K+、Ca2+、Mg2+含量增加,而高氮处理(N3、N4)则呈相反趋势.氮沉降由于增加了土壤活性氮的含量,加速了土壤酸化,从而导致了盐基离子的淋失.图3表3参41     

连续年龄序列桉树人工林碳库

随着桉树人工林栽培面积的扩大,桉树人工林对生物多样性与土壤过程的影响,引发学术界的广泛讨论,更值得关注是的短论轮伐期桉树人工林对森林碳汇增加的贡献缺乏定量化的评估。因此,要合理评价桉树人工林对于生态系统碳吸存的影响,开展野外定位研究十分必要。正是基于这种考虑,项目组对闽南山区连续年龄序列(2a、3a、4a、5a、6a)的尾巨桉人工林碳库进行了分析,以空间替代时间的方法探讨了桉树人工林生长发育过程中的碳库动态,以期对桉树人工林可持续发展提供理论指导。研究结果显示:连续年龄序列桉树人工林生态系统碳库总量分别为152.88、199.97、241.67、221.94和210.95t·hm-2,表现为先期随年龄增加而增加,4年生后则出现下降趋势。其中乔木层C储量次为20.49、32.57、41.86、49.84和83.16 t·hm-2,占总贮量的13.54%～30.09%;林下植被C贮量分别为2.24、2.97、2.46、1.76和4.01 t·hm-2,占3.39%～9.74%;地被物C贮量分别为1.76、2.49、1.44、2.19和6.43 t·hm-2,占0.60%～3.05%;土壤C贮量所占比例最大(56.96%～84.17%),且主要分布在0-40 cm土层。各年龄段桉树人工林生态系统净初级生产力分别为22.86、26.07、32.64、32.71和46.69 t·hm-2.a-1,年固C量分别为10.37、11.72、14.98、15.02和21.51 t·hm-2.a-1,表现为固碳能力随林龄的增大而增大。由此可见,大力发展集约经营的桉树人工林,是解决大气中CO2浓度升高,缓解温室效应潜在的重要途径之一。