模拟氮沉降下滇中亚高山森林凋落物养分元素释放特征

凋落物的养分元素释放在森林生态系统养分循环中起到了重要作用。森林生态系统受氮沉降的影响在近几十年内正显著增加,开展氮沉降背景下不同林分凋落物养分释放的研究,可为预测该区域森林生态系统养分循环及对氮沉降增加的响应提供理论依据。采用凋落物分解袋法,以滇中亚高山常绿阔叶林、高山栎(Quercus semicarpifolia)、华山松(Pinus armandii)和云南松(Pinus yunnanensis)4种林分的凋落叶和枝为研究对象,设置不同氮沉降水平,分别为对照(CK,N 0 g·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)),探究4种林分凋落物营养元素释放特征、影响因素以及生态化学计量比对不同氮沉降水平的响应特征。结果表明:氮沉降12个月后,氮沉降抑制凋落叶和枝C、N元素的释放;除华山松外,氮沉降抑制其他3种林分类型P元素的释放;K元素的释放则在各林分中表现为LN促进,MN和HN抑制。各氮沉降水平降低了各林分凋落物的C/N(1.34%—37.15%)以及高山栎林和云南松林的C/P(2.29%—24.34%),LN与MN下华山松林、LN下常绿阔叶林的C/P显著提高(1.26%—7.37%)。双因素和冗余分析表明,4种林分下凋落叶和枝的元素释放受林分类型的影响最大,受施氮水平的影响次之。可见,模拟氮沉降在凋落叶和枝的分解过程中起到了抑制作用,且在不同林分间差异显著。     

林窗对川西亚高山6种植物凋落叶纤维素降解的影响

凋落物纤维素降解是森林生态系统碳循环的关键过程,其可能受到林窗直接或间接的影响.采用凋落物分解袋法,通过3年连续监测,研究川西亚高山6种常见木本植物凋落叶(岷江冷杉、红桦、四川红杉、方枝柏、康定柳和高山杜鹃)在不同林冠环境下(林窗中心、林缘林窗、扩展林窗和郁闭林下)冬季和生长季纤维素降解特征.结果显示:川西亚高山6种凋落叶分解过程中纤维素含量和残留率均呈现下降趋势,分解3年后纤维素含量为5.5%-12.1%且残留率下降至23.1%-44.6%.林窗中心处整体上具有较低的凋落叶纤维素含量和残留率,但这种差异性在分解3年后消失.相关性分析表明凋落叶纤维素含量和残留率与均温、初始纤维素、木质素含量和C/N值呈显著负相关,与冻融循环和初始有机溶性组分含量呈显著正相关.表明林窗的形成通过提供较高的温度或减少冻融循环的发生促进凋落叶纤维素的降解,但这种差异随着分解进程逐渐减弱,且受到凋落叶初始质量所代表的物种差异的影响.本研究表明林窗通过改变林内微环境促进凋落叶纤维素早期的降解,上述结果有助于进一步认识林窗在亚高山森林生态系统物质循环中的生态作用和意义.(图4表2参39)     

施氮与凋落物去除影响下中亚热带阔叶林土壤氮素矿化潜势和硝化潜势研究

氮沉降影响土壤氮循环,而凋落物是土壤有机氮的主要来源,因此,为了探讨氮沉降和凋落物是否去除作用下,亚热带森林土壤潜在的氮素矿化与硝化作用,选择已进行8年模拟氮沉降试验的亚热带罗浮栲(Castanopsis fabri)常绿阔叶林土壤为研究对象,野外样地氮添加设置3个水平:对照(CK,0 kg·hm?2·a?1)、低氮(...     

青藏高原东部高寒沙化草地中高山柳凋落叶分解特征的空间异质性

凋落物分解是生态系统碳氮循环的重要环节,为探究青藏高原东部沙化草地中高山柳(Salix cupularis)凋落叶的分解及其对灌木"肥岛"形成的影响,采用分解袋法研究不同大小高山柳灌丛冠幅下不同微位置(茎基周围、冠幅最小半径处、灌丛间裸地)高山柳凋落叶的分解特征.结果表明:(1)分解时间显著影响高山柳凋落叶分解及养分释放过程,随着分解时间延长凋落叶木质素含量无显著变化,凋落叶质量损失率、C和N含量均显著增加(P 0.05),且凋落叶C/N和木质素/N均显著降低(P 0.05).(2)高山柳灌丛冠幅越小,其凋落叶质量损失率越高;且不同微位置下,高山柳凋落叶质量损失率外圈中圈内圈(P 0.05).(3)大冠幅的高山柳下,凋落叶N含量显著高于小冠幅的高山柳(P 0.05),但不同微位置未引起C(总有机碳、纤维素和木质素)和N养分含量变化的显著差异.总之,在高山柳凋落叶分解初期(第一年),高山柳灌丛冠幅大小仅影响其质量和N含量;无论高山柳灌丛冠幅大小如何,不同微位置下高山柳凋落叶养分含量无显著差异,这表明短期内高山柳凋落叶的分解对其"肥岛"的形成可能没有显著贡献.(图4表1参59)     

亚热带森林凋落物层土壤酶活性的季节动态

凋落物分解是森林生态系统养分循环中至关重要的过程。凋落物的分解与凋落物中的分解酶的活性直接相关。本研究调查了亚热带常绿阔叶林与针叶林中与土壤碳氮元素循环有关的β-糖苷酶(β-glucosidase)、内切纤维素酶(endocellulase)和几丁质酶(chitobiase)活性的季节变化规律。结果表明:在两个群落中,3种土壤酶活性与温度之间都有一定相关性,最高值均出现在温度较高的七月份;阔叶林中三种酶的活性在各个季节中大小顺序都为未分解凋落物层(L)>半分解层(F)>腐殖质层(H),而针叶林中则是半分解层(F)>未分解凋落物层(L)>腐殖质层(H);在每个取样时间点β-糖苷酶和几丁质酶的活性最高值都在阔叶林L层,显著高于针叶林L层,而内切纤维素酶的活性最高值是在针叶林H层。两林型下酶活性动态的差异,可能是导致两林型下凋落物层残存量差别的一个重要原因。     

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。     

川西亚高山针叶林土壤有机层酶活性

凋落物分解在维持亚高山森林的"自肥"机制及生态系统结构和功能具有不可替代的作用。以川西亚高山森林的岷江冷杉(Abies faxoniana)和粗枝云杉(Picea aspoerata)针叶林土壤有机层的新鲜凋落物层(LL)、半分解层(FL)和腐殖质层(HL)凋落叶以及矿质土壤层土壤为对象,分别模拟凋落叶的不同分解阶段,研究凋落叶不同分解阶段与碳、氮、磷转化相关的酶活性特征。结果表明,两个树种土壤有机层凋落叶有机碳和纤维素含量以及C∶N以LL最高,木质素含量以FL最高。β-1,4-外切葡聚糖酶、β-葡聚糖苷酶和酸性磷酸酶活性随凋落叶分解程度的加深而降低,而多酚氧化酶活性则相反;过氧化物酶活性随凋落叶分解程度加深在云杉林呈降低趋势,在冷杉林则呈升高趋势。云杉林凋落叶的亮氨酸氨基肽酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性随分解程度加深而先升高后降低,冷杉林的N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性随分解程度加深呈下降趋势。凋落叶层次和树种及其交互作用显著影响β-葡聚糖苷酶、过氧化物酶活性、多酚氧化酶、N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶和酸性磷酸酶活性,树种对β-1,4-外切葡聚糖酶和亮氨酸氨基肽酶活性影响不显著。β-1,4-外切葡聚糖酶、β-葡聚糖苷酶、过氧化物酶和酸性磷酸酶活性与木质素?N比值呈极显著负相关,亮氨酸氨基肽酶和N-乙酰-β-D-氨基葡萄糖苷酶活性与碳含量呈极显著正相关。以上结果表明基质质量变化是影响川西亚高山森林针叶林凋落叶分解过程中酶活性变化的驱动力。     

川西地区7种常见彩叶树种凋落物分解

凋落物分解是森林土壤碳和养分的重要来源.彩叶林为川西地区重要的生态系统类型之一,为探索川西地区常见彩叶树种凋落物分解速率与养分释放,采用尼龙分解袋法研究常见彩叶物种葛罗枫(Acer grosseri)、落叶松(Larix kaempferi)、青榨槭(Acer davidii)、元宝枫(Acer truncatum)、黄栌(Cotinus coggygria)、红桦(Betula albosinensis)和花楸(Sorbuspohuashanensis)凋落物分解过程中的质量损失和养分释放特征.结果表明,分解两年后7种彩叶树种凋落物质量残留率从高到低依次为元宝枫(66.4%)、落叶松(64.1%)、红桦(63.7%)、青榨槭(59.6%)、黄栌(58.9%)、葛罗枫(50.8%)和花楸(50.1%);凋落物质量损失主要发生在第一年,第一年凋落物质量损失率显著高于第二年.两年分解过程中,7种彩叶树种凋落物碳浓度下降,碳表现为净释放.氮磷释放特征在物种间差异显著,其中,花楸凋落物氮磷均表现为净释放.相关性分析表明,初始养分(氮和磷)含量与分解速率呈正相关,而难分解物质(木质素和纤维素)含量与分解速率呈负相关.综上所述,川西彩叶树种凋落物分解和氮磷释放因树种和分解时期而不同,花楸凋落物分解和养分释放速率相对较快;研究结果可为川西彩叶林景观恢复重建的物种选择提供科学依据.(图3表3参41)     

氮沉降下鼎湖山森林凋落物分解及与土壤动物的关系

研究了南亚热带3种森林生态系统凋落物在N沉降下的分解动态及其与土壤动物群落的关系。选取季风常绿阔叶林、针阔混交林和马尾松林建立野外模拟N沉降样地,实施四个处理组,对照(Control)、低氮(50kg·hm-2·a-1,LowN)、中氮(100kg·hm-2·a-1,MediujmN)和高氮处理(150kg·hm-2·a-1,HighN),利用凋落物网袋法,在18个月的时间内调查分析了凋落物分解过程及其中的土壤动物密度特征。研究结果表明,植被演替阶段对凋落物的分解速度存在影响,季风林凋落物降解速度显著性快于混交林和针叶林(P<0.05);18个月后,季风林各处理地凋落物残留率为0.05、0.14、0.13和0.17,混交林为0.64、0.56和0.62,针叶林为0.66、0.63和0.62。N沉降增加对凋落物分解存在一定影响。且这种影响与植被类型之间存在明显的交互作用。N沉降处理对季风林凋落物分解表现出了一定的抑制作用,而且这种差异随时间推移愈益明显,但在混交林和针叶林内,试验后期凋落物分解受到了N沉降处理的促进作用。在试验后期,尤其是12个月后,凋落物网袋土壤动物密度在不同林地和不同水平N处理下体现了差异化发展趋势。在季风林内,N处理地土壤动物密度受到了明显的抑制;在混交林和针叶林内,低N样地动物密度显示了相比对照样地的明显优势,但在较高强度的中N处理地无论在凋落物的降解速率还是在动物密度上都与对照样地没有明显差别。文章认为,N沉降处理所产生的影响可能受环境N饱和程度的调控。文章还提出,在凋落物分解进程中,土壤动物群落具有“后期进入”特征,这对于进一步准确分析森林凋落物分解进程及土壤动物的贡献有重要意义。     

模拟氮沉降对鄂西南亚高山湿地泥炭藓(Sphagnum)凋落物分解的影响

当前氮沉降对湿地泥炭藓凋落物分解的影响还存在很大争议,并且亚热带湿地泥炭藓分解对氮沉降的响应研究鲜见报道.采用分解袋法,在鄂西南地区开展模拟氮沉降对泥炭藓凋落物分解影响的实验.模拟氮浓度设置4个水平,分别为N0(0 g m~(-2) a~(-1))、N3(3 g m~(-2) a~(-1))、N6(6 g m~(-2) a~(-1))、N12(12 g m~(-2) a~(-1)),其中N0为对照(CK).野外分解3、6、9和12个月后,室内测定泥炭藓凋落物干重、灰分、总碳(C)、总氮(N)、C/N以及总酚含量,计算凋落物的质量残留率、总碳(C)残留率及总酚残留率.结果显示:(1)氮沉降对凋落物分解的影响取决于分解时间,且泥炭藓凋落物的分解主要发生在前6个月.分解12个月后,N3浓度的质量残留率较CK下降了11.91%,而N6、N12较CK分别增加了12.98%、10.43%.(2)氮沉降对凋落物灰分含量有一定影响,但是随分解时间的延长影响程度不同.凋落物的相对灰分含量和绝对灰分含量均随分解时间的增加呈显著增加趋势.(3)氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量有显著的影响(P 0.05),分解时间对泥炭藓凋落物总碳(C)、总氮(N)及总酚含量存在显著影响(P0.05),且氮沉降对泥炭藓凋落物总碳(C)含量的影响程度取决于分解时间.分解12个月后,凋落物中总碳(C)含量和C/N均较初始值有所下降,总氮(N)含量和总酚含量则有所增加.(4)凋落物质量残留率、总碳(C)残留率与总酚残留率呈现出较强的线性正相关.可见,氮沉降对泥炭藓分解在短期内有一定影响,但并不是简单地促进或抑制作用.(图4表2参53)     

北方森林凋落物动态对长期氮沉降的响应

森林凋落物是生态系统生产力的重要组成成分,对生态系统物质循环和养分平衡起着促进作用。近些年来日益增加的氮(N)沉降对生态系统稳定构成一定威胁,因此了解大气N沉降增加背景下凋落物动态变化对于预测森林碳循环对气候变化的响应具有重要意义。以连续施N 7年的兴安落叶松林(Larix gmelinii)为研究对象,观测4年(2014-2017)森林凋落物的生产量,旨在探求森林凋落物年际动态变化驱动因子及其对N沉降的响应。以NH4NO3为外施氮源,设置对照(CK:0g·m~(-2)·a~(-1))、低氮(LN:2.5g·m~(-2)·a-~(1))、中氮(MN:5g·m~(-2)·a-~(1))和高氮(-HN:7.5g·m~(-2)·a-~(1))等4种处理,每个处理包括3个重复(n=3)。结果表明,(1)凋落物总量和兴安落叶松凋落叶量的年际动态变化驱动因子为生长季月平均温度,而枝、果实及其它繁殖器官凋落量与年最大风速显著相关。(2)年际凋落量的大小顺序为:2015(3.15±0.31)t·hm~(-2)·a-~(1)2016(3.10±0.25)t·hm~(-2)·a-~(1)2014(2.83±0.31)t·hm~(-2)·a-~(1)2017(1.48±0.25)t·hm-2·-a1,各组分凋落量所占比例大小顺序均为兴安落叶松叶阔叶枝果实及其他繁殖器官;施N处理对总凋落量和兴安落叶松凋落叶产生抑制作用,且凋落量随N浓度增加而逐渐降低,然而不同施N处理对枝、果及其它繁殖器官凋落量作用不明显。(3)N沉降对兴安落叶松凋落叶中C、N、P含量及C/N影响不同:凋落叶C含量整体年际动态变化不明显,且施N对凋落叶中C含量无影响;凋落叶N和P含量在不同年份呈现不同的变化趋势,总体上施氮增加了凋落叶N含量却降低了P含量;凋落叶C/N在各个年份对N添加响应有所不同,主要表现为施N降低了凋落叶C/N。(4)凋落叶N归还量在年际间随着N浓度不同呈现一定的波动,N沉降降低了凋落叶C和P的年际归还量,且表现出N浓度越高,归还量越低的趋势。     

滇中高原5种森林类型凋落物及营养元素储量研究

森林凋落物在维持森林生态系统正常的物质循环和养分平衡方面起着重要作用,凋落物分解为森林生态系统提供可持续利用的养分。研究滇中高原森林凋落物现存量及分解过程,掌握其凋落物营养元素的含量和储量特征,可为森林生态系统的可持续经营提供依据。以云南玉溪磨盘山华山松(Pinus armandii)林、云南松(Pinus yunnanensis)林、高山栎(Quercus semecarpifolia)林、滇油杉(Keteleeria evelyniana)林、常绿阔叶林5种森林类型为研究对象,通过野外调查、室内实验相结合的方法,对滇中高原5类森林凋落物现存量及分解强度、凋落物营养元素含量及储量进行研究。结果表明,(1)磨盘山5类森林凋落物现存量表现为:滇油杉林(30.28 t·hm~(-2))云南松林(29.81 t·hm~(-2))华山松林(25.15 t·hm~(-2))高山栎林(11.92t·hm~(-2))常绿阔叶林(11.91 t·hm~(-2)),其中分解层凋落物量最丰富,占总现存量的40%以上;云南松林和华山松林的新鲜凋落物分解强度高,分解一段时间后分解强度减弱,而常绿阔叶林则与之相反;高山栎和滇油杉凋落物分解强度在不同阶段无显著差异。(2)随凋落物分解程度的加剧,5类森林凋落物中P、N、Zn含量总体呈增大趋势,S、Fe、Na含量逐层增大,Ca、Mg含量逐层减少,K、Mn含量分布无明显规律性。(3)5种森林类型凋落物营养元素总储量表现为:滇油杉林(988.63kg·hm~(-2))华山松林(719.79kg·hm~(-2))云南松林(624.27kg·hm~(-2))高山栎林(308.82kg·hm~(-2))常绿阔叶林(290.41kg·hm~(-2)),凋落物营养元素储量在凋落物下层有明显的积累,其中N、P、K、Al、Fe、Na、Zn在分解层积累,而Ca、Mg、Mn则在半分解层就发生积累。     

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)     

内蒙古典型草原凋落物分解对不同草地利用方式的响应

以2005年设置的中德放牧控制试验为平台,研究了内蒙古典型草原群落凋落物的分解速率、失重率及其碳氮损失率在不同草地利用方式和放牧强度下的变化规律。草地利用方式包括:传统放牧、传统割草和放牧、割草轮换利用(混合利用)。放牧强度包括7个:0、1.5、3.0、4.5、6.0、7.5、9.0 sheep·hm~(-2)。结果表明:传统放牧和混合利用方式下,放牧都不同程度地加速了群落凋落物的分解和失重。在传统放牧平地系统中,放牧强度为7.5 sheep·hm~(-2)小区群落凋落物的分解速率和失重率均显著高于对照区,分别高出45.0%和40.0%;在混合利用平地系统中,放牧强度为6.0 sheep·hm~(-2)小区群落凋落物的分解速率显著高于对照区,高出35.0%;在混合利用坡地系统中,放牧强度为9.0 sheep·hm~(-2)小区群落凋落物的分解速率和失重率均显著高于对照区,分别高出82.4%和62.0%。群落凋落物碳损失率和氮损失率在传统放牧系统中,随放牧强度的增加呈现出相似的变化趋势,而在混合利用系统中,随放牧强度的增加呈现出相反的变化趋势,但是总体表现为,增加放牧强度会加速群落凋落物中碳氮的释放。高放牧强度下,群落凋落物的分解速率、失重率和碳损失率差异显著,表现为:混合利用传统割草传统放牧,这一试验结果在一定程度上验证了放牧优化假说。     

模拟氮沉降对兴安落叶松林凋落物分解的影响

试验施加NH4NO3、KNO3和NH4Cl3种氮肥,设置对照（N0,0 kg·hm-2·a-1）、低氮（N1,10 kg·hm-2·a-1）、中氮（N2,20kg·hm-2·a-1）、高氮（N3,40 kg·hm-2·a-1）4个施氮水平,通过交互试验,研究模拟N沉降对大兴安岭兴安落叶松（Larix gmelinii）林凋落物分解的影响。结果表明,在兴安落叶松林凋落物分解过程中,叶分解最快,其次是枝,分解最慢的为果,在分解16个月后,枝、叶、果的质量残留率分别为76.68%、47.98%和80.43%,3者异极其显著（p〈0.01）。凋落物叶分解95%所需时间为6.71 a,而枝和果所需时间分别为18.07和18.10 a。在模拟大气氮沉降下凋落物分解过程中,施加KNO3,N2处理下的枝、叶、果的质量残留率极显著低于N3处理（p〈0.01）,显著低于N0和N1处理。施加NH4Cl下,N1处理显著低于N0处理（p〈0.05）。在施加NH4NO3下,N1水平处理下的枝、叶、果的分解速率显著增加（p〈0.05）,但是随着施氮量的增加,分解速率就会减慢,N3处理下,有着明显的抑制作用（p〈0.05）,说明氮沉降对于凋落物分解有着促进作用,但是随着时间和氮沉降量的增加,促进作用延缓甚至是抑制作用。     

林窗边缘效应对马尾松和香樟凋落叶分解的影响

为了解马尾松(Pinus massoniana)人工林不同面积林窗边缘凋落叶分解的养分释放规律,采用凋落袋分解实验,以长江上游低山丘陵区人为采伐形成的马尾松人工林7种不同大小林窗(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)为研究对象,以林下为对照,探讨马尾松和香樟(Cinnamomum camphora)凋落叶的质量损失率和养分释放率.结果表明:除钾释放率外,林窗边缘两种凋落叶的质量损失率和养分释放率均显著高于林下.在1.5年分解过程中,两种凋落叶的质量损失率和碳释放率呈持续上升趋势.分解前90 d,两种凋落叶的质量损失速率和养分释放速率最快;分解90-360 d后,部分林窗出现氮和磷的富集现象;180-270 d和1.5年后,部分林窗出现钾的富集现象.随林窗面积增大,除钾释放率外,两种凋落叶在中型林窗边缘(400、600和900 m~2)具有较高的质量损失率和养分释放率.在凋落叶分解过程中,质量损失率和碳、氮释放率与土壤含水率均呈显著正相关.中型林窗(400-900 m~2)对凋落物的分解具有更显著的边缘效应,而这种边缘效应与物种有一定关联.因此,在马尾松低效林改造过程中,可利用中型林窗(400-900 m~2)边缘这一显著作用,引入乡土阔叶树种加速马尾松人工林的物质循环,维持林分地力.     

氮沉降对长白山白桦山杨天然次生林土壤微生物量碳氮和可溶性有机碳氮的影响

土壤理化性质易受氮沉降、温度变化、二氧化碳浓度等外界环境因子的影响,其中土壤微生物量碳、氮(MBC、MBN)和可溶性有机碳、氮(DOC、DON)作为土壤中高活性物质,更易受到诸如氮沉降等环境变化的影响,尤其是不同月份的温度和水分变化会对其产生显著影响。长白山白桦山、杨天然次生林对人工模拟氮沉降响应的控制试验始于2006年,共设计3个氮添加处理,即对照CK(N 0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮LN(N 25 kg·hm~(-2)·a~(-1))和高氮HN(N 50 kg·hm~(-2)·a~(-1)),每个处理重复3次。于2017年植物生长季(5-10月),按照不同土壤深度(上层0-10 cm和下层10-20 cm)分别对土壤pH、DOC、DON和MBC、MBN进行了分析。结果表明,(1)氮添加导致土壤pH显著降低(P0.05),变异系数随氮添加量逐步降低,且上、下层土壤表现一致。(2)氮沉降对上层土壤DOC表现为促进作用,对下层土壤DOC影响不显著(P0.05)。HN处理抑制上层土壤DON,而LN处理对5月和9月的上层土壤DON有促进作用,对6月和8月有抑制作用;LN处理促进下层土壤DON,而HN处理有抑制作用。(3)氮沉降在春季月份对MBC和MBN有抑制作用,秋季月份有促进作用;LN处理降低了夏季月份MBC和MBN,HN处理则差异不显著。(4)氮添加、月份、土壤深度以及三者之间的交互作用对土壤各指标都有显著影响,由此可见,单个月份的研究结果并不能代表整个生长季的总体变化趋势。故建议在开展土壤易发变化组分研究时,应同时关注时空变化对其的影响,并进行综合分析,才能确保研究结果的准确性和完整性。     

亚热带常绿阔叶林凋落叶分解过程中氮和磷在不同雨热季节的释放动态

为理解植物—土壤之间的养分联系,采用凋落物分解袋法,研究季节性降雨期间常绿阔叶林区最具代表性的马尾松(Pinus massoniana)、柳杉(Cryptomeria fortunei)、杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、红椿(Toona ciliata)、麻栎(Quercus acutissima)等6种凋落叶第一年不同雨热季节分解中氮(N)、磷(P)动态及释放与富集特征.结果显示,凋落叶的N浓度随雨季的变化动态取决于树种,但除红椿以外的其它5种凋落叶在分解初期N浓度变化不明显,在雨季时期显著升高(P<0.05);6种凋落叶P浓度动态比较一致,表现为分解初期P浓度稍微下降,在雨季时期显著升高(P<0.05).历经一年的分解,红椿N、P释放率最大(分别为81.79%、54.19%),香樟N富集率最大(131.45%),马尾松的P富集率最高(268.75%),且6种凋落叶N、P释放/富集率动态均在雨季最明显.凋落叶分解过程中C/N、C/P呈现下降趋势,而N/P变化规律不一致.这些结果均表明,季节性降雨显著(P<0.05)影响凋落叶N、P动态,雨季温湿度的改变可影响N、P释放过程.     

千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响

在16年生千年桐人工林中按5种分解模式(模式A:千年桐叶100%;模式B:毛竹叶100%;模式C:千年桐叶50%+毛竹叶50%;模式D:千年桐叶75%+毛竹叶25%;模式E:千年桐叶80%+毛竹叶20%)进行千年桐、毛竹凋落叶及其混合分解的野外模拟试验,分析千年桐与毛竹凋落叶混合分解对土壤酶活性的影响及其与凋落物主要营养元素全氮(TN)、全磷(TP)、全钾(TK),微量元素钠(Na)、钙(Ca)、锰(Mn)、镁(Mg)、锌(Zn)及有机碳(OC)的释放量之间的关系.结果表明:5种模式叶凋落物分解1年后TN、TP、TK、OC和Na、Ca、Mn、Mg、Zn的释放量大小并不一致,不同元素释放量在5种分解模式之间均存在显著差异;5种混合分解模式下,蔗糖酶和过氧化氢酶的最强活性区均出现在5～10 cm土层,其中蔗糖酶活性比较为模式E>C>A>CK>D>B,过氧化氢酶活性比较为模式E>CK>B>D>A>C.80%千年桐叶+20%毛竹叶的配比对土壤蔗糖酶和过氧化氢酶活性的增强作用比较明显,在实际的人工林栽培中,可考虑以千年桐和毛竹4:1的比例进行毛阔混交林的营造,以最大程度地增强土壤肥力,提高土壤质量,促进两种树种的共同生长.图2表2参37     

氮硫复合沉降对杉木幼苗营养元素的影响

采用随机区组设计模拟氮硫复合沉降实验,以CO(NH2)2为氮源、Na2SO4为硫源,模拟试验1年后,分别采集不同氮硫沉降水平下杉木枝和叶的样品,研究杉木幼苗在不同沉降水平影响下的生长以及枝和叶营养元素氮、磷、钾、钙和镁含量的变化及其相关性.结果表明:经过1年不同沉降水平处理后,幼苗胸径和地径在不同处理间差异显著(P0.05),均为促进作用,与对照相比,中氮低硫水平促进效果较佳;枝和叶中氮、磷和钾含量在不同处理间差异显著(P0.05),钙和镁在不同处理间差异不显著(P0.05);氮沉降源与叶氮、枝氮、叶磷含量相关关系极显著,相关系数分别为0.86、0.81、-0.78,与叶钾、枝镁含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.64、-0.63;硫沉降源与叶磷(r=-0.62)含量呈显著负相关.叶中氮与磷、磷与钾、枝中氮和镁含量相关关系极显著,相关系数分别为-0.79、0.84、-0.91,叶中磷和镁、钾和镁以及枝中氮和磷、钾与钙含量呈显著相关,相关系数分别为0.65、0.70、-0.66、0.72,其他相关关系不显著.以上表明,中低氮硫沉降水平可有效提高杉木氮、磷、钾、钙、镁元素的含量.(图2表3参46)