模拟根系分泌物碳输入对凋落叶分解中微生物群落动态的影响

为深入理解根系分泌物对森林凋落物分解的影响,通过20 d的室内培养实验,在土壤中添加4种不同浓度的人工模拟根系分泌物中活性有机碳复合物(每克土壤添加0、0.3、0.6和1.2 mg碳),研究活性有机碳输入对凋落叶分解和微生物群落的影响.结果显示,一定浓度模拟根系分泌物碳输入(每克土壤添加0.6、1.2 mg碳)可引起凋落叶表面微生物数量特别是真菌数量的相对增加,并且明显改变凋落叶分解过程中微生物群落的种类组成,激活一些快速生长的真菌,促进微生物代谢活力,使分解率提高了19.0%-26.2%.根系分泌物碳添加、取样时间及其二者的交互作用均对凋落叶表面β-葡萄糖苷酶和β-N-乙酰葡糖氨糖苷酶的活性产生显著影响,随着分解时间的推进,0.6 mg和1.2 mg碳添加处理能显著提高这两种酶的活性.根系分泌物碳添加对凋落叶表面古菌硝化功能基因amoA和细菌硝化功能基因amoA的数量均无显著影响,但在分解20 d取样,0.6 mg碳添加处理能明显提高固氮功能基因nifH和反硝化功能基因nosZ的数量.本研究表明一定浓度根系分泌物输入能够改变微生物群落组成与数量,并提高微生物胞外酶活性,加速凋落物分解,且激发效应的启动由底物添加的碳含量和活跃的微生物群落相互作用决定.(图5表4参36)     

氮磷添加对互花米草-土壤系统碳分配的影响

采用~(13)C脉冲标记方法分析不同氮(N)、磷(P)添加水平下互花米草(Spartina alterniflora)植株及根系土壤有机碳δ_C~(13)含量变化,比较不同N、P添加水平对光合碳分配和固定的差异,探讨N、P添加对光合碳在互花米草-土壤系统分配和固定的影响。结果表明第4次脉冲标记后各处理组各组分~(13)C丰度均明显提高,除NP1处理外其他处理~(13)C丰度均呈现茎、叶、根、根际土壤和土体递减的规律,与对照组(CK)变化一致。各处理组~(13)C固定总量分别呈持续增加趋势,但均低于CK组,NP添加处理~(13)C平均固定量大于单独添加N或P处理。在植物发育过程中,光合碳在互花米草地上部分(叶、茎)分配比例逐渐减小,地下部分(根、根际土壤和土体)分配比例逐渐增大,土壤中有机碳~(13)C发生富集;且随着植物的发育,各处理组间互花米草-土壤系统各组分~(13)C分配比例差异越来越小,趋于一致。N添加组根际土壤和土体~(13)C分配比例随着N添加水平的增加而增加,说明施N能促进光合碳向土壤转移。P添加组在中等P水平(P2)下,植物光合碳地下部分分配比例最高,有利于光合碳向地下转移。NP添加组在中等NP配施水平(NP2)下,地下部分~(13)C分配比例最高,根际土壤和土体~(13)C分配比例随NP添加水平的增加而增加。N、P添加水平及营养盐类型能改变光合碳在互花米草-土壤系统的分配,表明富营养化作用对盐沼生态系统碳循环具有显著生态效应。     

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.     

凋落物季节性输入对川西亚高山森林土壤活性有机碳的影响

土壤活性有机碳是土壤有机碳库的活跃组分,在森林生态系统碳循环中具有重要作用;凋落物作为森林土壤有机碳库的主要来源,其季节性输入可能会对土壤活性有机碳动态产生不同的影响.为了解土壤活性有机碳如何响应凋落物输入的季节变化,选取川西亚高山3种不同森林类型(针叶林、混交林和阔叶林),采用凋落物原位控制实验,分别于凋落物输入的枝条高峰期、非生理性高峰期、生殖高峰期和叶高峰期进行样品采集,对比这4个关键时期的凋落物输入对土壤溶解性有机碳(DOC)、易氧化有机碳(EOC)、颗粒有机碳(POC)和轻组有机碳(LFC)的影响.结果显示,凋落物季节性输入下,土壤DOC浓度在非生理性高峰期减少11.1%-26.4%,在生殖高峰期增加23.9%-34.5%;EOC浓度在各采样时期均有不同程度的增加(12.9%-84.5%);而POC浓度在各采样时期主要呈减少趋势(35.6%-46.8%);LFC浓度在枝条凋落高峰期显著增加(26.75%-106.1%),随后呈减少趋势(20.3%-39.9%).凋落物C/N显著解释了土壤DOC和EOC浓度变化,而对土壤POC和LFC浓度变化的解释不显著.综上所述,土壤活性有机碳组分对凋落物季节性输入短期内即有响应,由于活性有机碳组分周转机制的差异,以及土壤理化性质(土壤温度、冻融循环和全氮等)的调控作用,不同活性有机碳组分的响应存在差异,其内在机制需进一步研究;上述结果为认识气候变化背景下高山森林土壤碳循环相关生态过程提供了基础数据.(图4表1参55)     

活性有机碳含量在凋落物分解过程中的作用

土壤凋落物的分解不仅是生态系统养分循环的重要环节,也是生态系统碳释放源之一。将呼伦贝尔森林草原过渡带的草原凋落物、白桦林凋落物、落松林凋落物分别添加在棕色针叶林土里进行恒温培养,探讨了不同凋落物类型有机碳分解速率差异及其影响因子。结果表明:不同凋落物的有机碳矿化速率和矿化累积总量在分解初期不一致,但由高到低的次序均为:草原凋落物→白桦林凋落物→落叶松林凋落物,40d的有机碳矿化累积量分别为76.53、47.42、20.56mg/g。这主要与凋落物的化学性质有关,主要决定于凋落物中易被微生物分解的热水溶性有机碳含量和易分解有机物含量,而与凋落物的总有机碳含量、全氮含量、w(C)/w(N)比等关系不明显。     

鸡公山麻栎林和水杉林不同凋落物处理下土壤呼吸对降雨强度的响应

降雨脉冲对土壤呼吸具有瞬间的激发效应,地表凋落物是土壤有机碳的重要来源,并影响降雨的下渗过程和土壤含水量。降雨对土壤呼吸的激发效应是否受地表凋落物的影响?这一问题目前尚不清楚。针对我国亚热带-暖温带气候过渡区麻栎(Quercus acutissima)林和水杉(Metasequoia glyptostroboides)林2种林型开展不同凋落物输入水平(对照、添加凋落物和去除凋落物)下模拟降雨事件对土壤呼吸影响研究,以阐明不同凋落物条件下土壤呼吸对降雨脉冲的响应规律。结果表明:就麻栎次生林而言,对照、添加凋落物和去除凋落物处理土壤呼吸速率在降雨10 min时均达到峰值,分别为4.72、11.68和5.12μmol·m~(-2)·s~(-1),添加凋落物增强了降雨脉冲的激发效应,去除凋落物与对照处理土壤呼吸速率在降雨事件后无显著差异(P0.05)。地表凋落物层对麻栎次生林在降雨后的土壤呼吸速率变化具有重要影响。水杉林3种凋落物水平下土壤呼吸均不存在降雨激发效应,且凋落物添加与去除均显著降低水杉林土壤呼吸速率(P0.05)。麻栎林土壤呼吸与土壤湿度呈显著正相关关系(P0.05或P0.01)。水杉林添加凋落物条件下土壤呼吸速率与土壤温度呈显著正相关关系(P0.05)。该研究表明土壤呼吸对降雨脉冲的响应与森林类型、地表凋落物覆盖与否有密切关系,因此森林生态系统碳循环的变化除了考虑气候变化以外,还必须考虑林型和地表凋落物状况。     

~(13)C脉冲标记法研究非正常凋落物对土壤有机碳的激发效应

冰暴、台风等极端气候事件严重干扰了森林生态系统,导致大量落叶、断枝、断干等非正常凋落物产生,将对土壤碳库产生激发效应,然而目前对这种现象的研究仍十分匮乏。以马尾松(Pinus massoniana)、黧蒴锥(Castanopsis fissa)、浙江润楠(Machilus chekiangensis)3种南亚热带常见树种为研究对象,利用~(13)C标记植株并采集其新鲜叶片添加至土壤表面,进行了为期110 d的室内培养实验,培养中分别测量了CO2排放量、~(13)C丰度值以及培养前后土壤碳库的变化。结果表明,不同树种的非正常凋落物的碳排放模式相似,均表现为前期快速升高,之后波动下降,后期稳定在较低水平。其中91.39%—94.04%的碳排放过程发生在前中期(0—45d)。110d的培养过程中,非正常凋落物分解产生的碳有67.86%—95.31%以C–CO_2的形式排放到大气当中。非正常凋落物输入对土壤有机碳的激发效应主要分为3个阶段。培养前期(0—7d)3种非正常凋落物输入均引起了土壤碳强烈的负激发效应且在短期内达到峰值,峰值分别为-50.05、-117.72、-124.08;培养中期(7—35 d)负激发效应强度逐步下降,表现为先快速下降后速率转慢;培养后期(35—110 d)碳激发效应较为平稳,不同树种之间有所差异,黧蒴锥、浙江润楠的碳激发效应逐渐转为正向,而马尾松维持负激发效应并缓慢下降至消失。经过110 d的培养,马尾松、黧蒴锥的0—5 cm层土壤有机碳显著高于对照组(P0.05),黧蒴锥的0—5、5—10 cm层土壤的~(13)C同位素值显著高于对照组(P0.05)。各处理组与对照组之间全氮、有效氮差异均不显著(P0.05)。非正常凋落物输入在短期内对表层土壤有机碳含量影响显著而对深层土壤没有影响,其分解产生的碳大部分以C–CO_2的形式排放到大气当中。     

川西亚高山森林不同演替阶段植物凋落物添加对白桦幼苗生长的影响

凋落物分解释放的化学成分会对植物生长产生促进或抑制作用.以往研究主要关注同一植物群落中的凋落物对幼苗更新的影响,不同演替阶段(草地、灌丛、针阔混交林、针叶林)植物物种能与先锋树种短期共存,为了解其产生的凋落物对先锋树种生长的影响研究,选择川西亚高山森林各演替阶段4种代表性植物凋落物进行凋落物添加盆栽模拟实验,研究凋落物分解对土壤理化性质、土壤酶活性和白桦幼苗生长的影响.结果显示:(1)相对于未添加凋落物对照处理,尼泊尔酸模(Rumex nepalensis)和云杉(Picea asperata)凋落物显著促进白桦幼苗生长,沙棘(Hippophae rhamnoides)和白桦(Betula platyphylla)凋落物显著抑制白桦生长.(2)云杉凋落物分解后,土壤NH_4~+-N、微生物生物量碳(MBC)、微生物生物量氮(MBN)、N-乙酰-β-D-葡萄糖苷酶(NAG)和β-1,4-葡萄糖苷酶(BG)活性显著增加;沙棘凋落物分解后,土壤NH_4~+-N、MBN、NAG和BG显著降低;尼泊尔酸模和白桦凋落物对土壤NH_4~+-N、MBC、MBN和BG无显著影响,但显著降低NAG活性.(3)土壤中的NH_4~+-N、MBN、BG和NAG与白桦生物量呈极显著正相关(P0.01),而NO_3~--N与白桦生物量呈极显著负相关(P0.01).因此,添加凋落物会影响土壤酶(如BG和NAG)活性,改变NH_4~+-N和NO_3~--N含量,进而影响白桦生长.本研究有助于进一步认识森林恢复演替过程中白桦幼苗生长的调控因子.在亚高山森林恢复中后期阶段,应考虑同时配置粗枝云杉或尼泊尔酸模等物种,产生凋落物正反馈作用,以促进先锋树种白桦定居成功.(图2表3参47)     

PCR-DGGE技术解析针叶和阔叶凋落物混合分解对土壤微生物群落结构的影响

为深入理解凋落物类型和微生物群落之间的相互关系,通过小盆+凋落袋控制实验,运用PCR-DGGE技术解析了南方红壤丘陵区典型针叶树种马尾松和湿地松的凋落物分别与白栎、青冈两个阔叶树种凋落物混合分解对土壤微生物基因型多样性的影响.结果表明:1)针叶凋落物中加入阔叶后细菌群落结构未发生显著变化,将所有处理归为一类的相似度达72%,其差异仅表现在马尾松+白栎和湿地松+青冈处理土壤微生物群落16S rDNA的丰富度和多样性分别显著高于单一马尾松和湿地松;2)针叶凋落物中加入阔叶后真菌群落结构发生了显著变化,单一针叶处理与针阔混合处理间18S rDNA基因泳道带型的相似度只有28%,并且单一马尾松处理土壤18S rDNA的丰富度和多样性显著高于马尾松+白栎和马尾松+青冈,单一湿地松处理土壤18S rDNA的丰富度也显著高于湿地松+白栎和湿地松+青冈,多样性显著高于湿地松+白栎处理;3)土壤真菌18S rDNA的丰富度与凋落物初始C含量呈显著正相关,与凋落物初始N含量呈显著负相关.针叶凋落物中引入阔叶凋落物后,增加了凋落物中N的比重,C的比重则下降,显著影响了土壤真菌群落的结构.     

两种热带雨林土壤微生物生物量碳季节动态及其影响因素

2005年通过样地调查法比较了西双版纳两种类型热带雨林(季节沟谷雨林和石灰山季雨林)的土壤微生物生物量碳季节变化及其与环境因子的关系.结果显示:两林地土壤微生物生物量碳均呈现雨季高于干季,其中石灰山季雨林具有明显的季节差异,并在干、雨季都显著高于季节沟谷雨林.相关分析表明:两林地土壤微生物生物量碳的变化与土壤温湿度、相同月凋落量变化没有显著的相关关系,但与提前两个月的凋落量波动有正相关关系.说明雨林土壤微生物生物量碳的波动周期比凋落量滞后,其季节变化受森林凋落量节律的影响.石灰山季雨林土壤微生物生物量碳较季节沟谷雨林高的主要原因可能与其具有较高的土壤有机碳、氮和pH值,以及主要树种凋落物的C/N比较低有关,但相关机制还需进一步研究.     

季节性积雪下的高山草地凋落物分解

青藏高原高山草地的凋落物分解是其生物地化循环过程的重要一环.采用样方调查法估测两种典型地形条件下高山草地单位面积的年凋落物产量,分析定面积凋落物分解袋中的初始装袋量与凋落物分解率的关系,估算最佳初始凋落物装袋量.通过积雪期设置双面凋落物分解袋于浅雪、深雪、无雪及人工雪被处理下,比较不同的雪被处理下凋落物的分解率,同时测定对应的土壤温度及土壤微生物生物量碳氮含量,进而分析土壤微生物生物量碳氮与凋落物分解率之间的相关关系.研究发现:(1)两种典型样地内植物凋落物在自然状态下的年产生量均约为90 g/m~2;(2)非生长季中凋落物分解率与凋落物初始重量呈负线性相关,凋落物初始装袋量3 g是研究分解率的相对较佳重量;(3)随着积雪厚度的增加,非生长季土壤温度和凋落物分解率提高,同时也促进了土壤微生物生物量的积累,凋落物分解率和土壤微生物生物量碳、氮在深雪与无雪处理下分别达到最大值(分别为10.15%,156.37 mg/kg,75.89 mg/kg)和最小值(分别为3.07%,65.38mg/kg,20.17mg/kg).土壤微生物生物量碳、氮均与凋落物分解率呈显著相关性(P 0.05).综上所述,即便在冬季气温低于冰点的情况下,雪被的隔绝作用使得土壤微生物活动依然活跃进行;雪被变化既改变了土壤环境因子及凋落物分解率,也深刻影响着高山草地生态系统的结构与功能.     

西北地区油松叶片稳定碳同位素特征与生理指标的关系

以分布于中国西北境内的甘肃、宁夏及内蒙古等地区10个油松(Pinus tabulaeformis Carr.)天然种群为研究对象,通过测定油松叶片的稳定碳同位素组成(δ13C)、有机渗透调节物质(脯氨酸、可溶性糖、甜菜碱、甘露醇)含量、灰分含量、含水量和碳氮含量等生理指标,分析不同自然种群油松叶片δ13C特征及其与生理指标之间的关系.结果显示:油松叶片δ13C值的变化范围在-28.68‰～-25.02‰,平均值为-26.82‰,随着降水量增加,δ13C表现出偏负的趋势;油松叶片δ13C值与可溶性糖和灰分含量呈显著正相关关系(P0.01),与叶片含水量、甘露醇和全氮含量呈显著负相关关系(P0.01),与脯氨酸、甜菜碱和全碳含量相关性不显著.上述结果表明,叶片δ13C值可以同时反映生长环境和植物体本身水分的亏缺程度,植物水分利用效率的提高和各种渗透调节物质在植物体内的积累不是协同变化的,并且灰分含量可以作为δ13C值的替代指标.     

树种和凋落物对杉木林土壤微生物性质的影响

调查了两个阔叶树种(固氮树种桤木Alnus cremastogyne Burkill和非固氮树种五角枫Acer mono Maxim)及凋落物施放对杉–阔混交林生物量和土壤微生物性质的影响.结果表明,杉–阔混交林中杉木生物量没有显著差异(P0.05),杉木–桤木混交林总生物量比杉木–五角枫多200%(P0.05),增加的生物量源于阔叶树种的差异.凋落物对两个类型混交林的生物量都没有产生显著影响(P0.05).桤木混交处理0～10cm层土壤的土壤有机碳增加了16.8%,而土壤基础呼吸和呼吸熵下降了13.1%和16%.覆盖凋落物使0～10cm层的微生物量碳增加了10.8%,此外,树种和凋落物对土壤基础呼吸和呼吸熵有显著的交互作用(P0.05).土壤有机碳和树木的生物量呈显著的正相关(R=0.775,P=0.005,N=12).不考虑处理间的差异,土壤微生物量碳与土壤有机碳(R=0.438,P=0.032,N=24)、可溶性有机碳(R=0.0.541,P=0.006,N=24)具有显著的相关性.混交林树种的选择和凋落物对杉–阔混交林林地土壤微生物学性质都具有重要的作用.图3表2参23     

根系隔离和氮添加对湿性常绿阔叶林土壤碳氮组分的影响

持续增加的氮(N)沉降改变了森林生态系统土壤的养分状况和光合产物的分配,从而影响了根系分泌物质和量以及根凋落物分解过程.为揭示根系在土壤碳(C)、N组分响应N沉降增加中的作用,于2013年4月起在瓦屋山湿性常绿阔叶林中开展N添加试验,N添加1年后利用壕沟法在各样地设置根系隔离子样方.N添加和根系隔离分别处理3.5年和2.5年后,取土样分析各处理腐殖土壤层(A层)和矿质土壤表层(B层)的C、N组分.结果表明:根系隔离显著降低了A层土壤的总有机C和总N含量(P0.05);N添加显著提高了A、B土壤层硝态N含量而降低了土壤pH值,且土壤pH值与土壤硝态N之间呈极显著的负相关关系(P0.05);N添加与根系隔离交互效应不显著.本研究表明根系对湿性常绿阔叶林土壤C、N储存有重要影响,而N沉降可提高土壤N可利用性并导致土壤酸化.     

大连刺参氨基酸碳稳定同位素组成特征的分析

本研究应用气相色谱-同位素比值质谱仪(GC-IRMS)对大连不同养殖区刺参氨基酸的碳稳定同位素组成进行分析,同时分析其食物来源的碳稳定同位素组成特征,探究刺参氨基酸稳定同位素组成差异形成的原因,并探讨以此作为刺参产地溯源的可行性.结果显示,刺参氨基酸δ~(13)C平均值为-19.35‰,其中李官、獐子岛较低分别为-25.26‰、-25.41‰,谢屯、大长山较高分别为-8.90‰、-12.59‰,且各地刺参δ~(13)C值差异显著;刺参食源氨基酸δ~(13)C平均值为-20.93‰,其中李官、獐子岛较低分别为-26.19‰、-24.25‰,谢屯、大长山较高分别为-11.58‰、-16.31‰,各地差异显著.发现刺参与其食源氨基酸碳稳定同位素组成有一定相关性,其中必需氨基酸相关性系数为0.97,非必需氨基酸为0.77.各地食源氨基酸δ~(13)C值的差异为各地刺参氨基酸碳稳定同位素组成的差异性提供依据,且发现以非必需氨基酸δ~(13)C值作为指标时对各地刺参区分效果更好.相关结论能为氨基酸的稳定同位素分析技术应用于鉴别刺参来源的真实性提供理论依据.     

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)     

广州市大气典型羰基化合物碳同位素组成初探

采用气相色谱/燃烧/同位素比值质谱(GC/C/IRMS)技术,通过2,4-二硝基苯肼(DNPH)衍生化方法,初步测定了广州市城区交通主干线大气中甲醛、乙醛和丙酮的碳同位素组成.结果表明,甲醛的δ13C值变化范围为-42.06‰--33.52‰,乙醛的δ13C值变化范围为-35.84‰--32.20‰,丙酮的δ13C值变化范围为-30.85‰--29.50‰;而且,白天相对于夜晚而言,甲醛、乙醛和丙酮的最大碳同位素分馏分别为6.65‰,3.27‰和0.75‰,碳同位素分馏上的差异表明它们在环境大气中不同化学活性上的差异.     

用~(13)C脉冲标记法研究互花米草光合碳的分配

土壤有机碳库作为陆地生态系统最大的碳库,其微小的变动就能影响着全球碳的平衡、生物多样性、土壤养分状况以及整个生态系统的可持续发展。其中,植物光合作用是陆地和大气间碳循环的驱动力,是土壤有机碳的重要来源。自1979年中国引入互花米草(Spartina alterniflora)后,大面积的互花米草入侵必然对盐沼土壤有机碳的输入和输出、碳循环产生影响。研究互花米草生长期内光合碳的分配问题对湿地碳平衡具有重要意义。在互花米草生育期内通过盆栽实验对互花米草进行4次~(13)C脉冲标记,研究互花米草光合碳在互花米草-土壤系统中各组分的分配及固定。结果表明:(1)标记互花米草~(13)C丰度值明显增加,随标记次数增加呈上升趋势,各组分~(13)C丰度值表现为茎叶根根际土壤土体;(2)互花米草各组分固定的~(13)C量随标记次数增加而增加,4次标记固定的~(13)C量在52.80-276.81mg·plant~(-1)(以C计)之间。互花米草各组分固定~(13)C量呈现茎叶根根际土壤土体的趋势;(3)4次标记后互花米草-土壤系统各组分固定~(13)C量占净光合~(13)C总量分配比例呈现茎叶根根际土壤土体的趋势,叶分配比例为32.48%-39.20%,茎分配比例为39.83%-47.65%,根分配比例为18.01%-20.34%,根际土壤分配比例为0.30%-0.42%,土体分配比例为0.08%-0.20%。光合碳在互花米草各部分以及土体中都有所增加,主要集中在地上部分。     

气候变暖背景下森林土壤碳循环研究进展

由人类活动引起的温室效应以及由此造成的气候变暖对森林牛态系统的影响已引起人们的普遍关注.森林土壤碳循环作为全球碳循环的重要组成部分,是决定未来陆地牛物嘲表现为碳源/碳汇的关键环节,揭示这一作用对于准确理解全球变化背景下陆地生态系统碳循环过程具有重要的指导意义.本文主要通过论述影响土壤碳循环过程的5个方面(土壤呼吸、土壤微生物、土壤酶活性、凋落物输入与分解、土壤碳库),综述了近10 a来全球气候变暖对土壤碳循环过程的影响.近年来,尽管已开展了大量有关土壤碳循环对气候变暖的响应及反馈机制的研究,并取得了一定的成果,但研究结果仍然存在很大的不确定性.整合各种密切关联的全球变化现象,完善研究方法和实验手段,加强根际微生态系统碳循环过程与机理研究将是下一步研究的方向和重点.参70     

“非正常”凋落物对冰雪灾后南岭森林土壤有机碳的影响

2008年初,一场百年罕见的冰雪灾害袭击了我国南方地区,对南方19个省（区）的林区,相当中国森林面积的13%（1.86×107 hm2）的森林植被遭受整体性、毁灭性破坏,导致的大量“非正常”凋落物必将对森林土壤碳循环产生深远影响。本研究以广东乐昌杨东山十二度水省级自然保护区不同海拔梯度上受灾的常绿阔叶混交林3种森林群落为研究对象,采用去除冰雪灾害导致的“非正常”凋落物与受损林地进行对照试验,对冰雪灾害所导致“非正常”凋落物对土壤碳的影响进行了研究。研究结果表明：灾后3种森林群落中不同深度土壤的有机碳质量分数和储量持续增加,同一深度土壤有机碳质量分数和碳储量在不同年份之间差异显著。直至2011年“非正常”凋落物分解完毕时,10~50 cm的土壤有机碳质量分数与上一年相比有减少趋势;0~10 cm的土壤有机碳质量分数稍比2010年高,但变化差异不显著(p=0.36),说明在“非正常”凋落物分解结束后土壤有机碳质量分数有减小的趋势,致使土壤碳储量下降。去除“非正常”凋落物样地与对照样地相比,各土壤深度的土壤有机碳质量分数明显下降,年平均下降百分比例变化范围为12.14%~55.34%,0~10 cm和10~30 cm土壤的有机碳质量分数下降变化波动幅度要比30~50 cm大;不同深度土壤有机碳质量分数与凋落物有机碳失质量间具有显著的线性相关性。可见,冰雪灾害导致的“非正常”凋落物对土壤有机碳质量分数和储量都有十分显著的影响,“非正常”凋落物的分解输入能显著提高土壤有机碳质量分数和储量。