三工河流域不同植物群落细根对盐碱化的响应北大核心CSCD

采用连续土钻取样和分解袋分解法,对三工河流域5个不同盐碱化植物群落(琵琶柴群落、骆驼刺群落、沙枣群落、多枝柽柳群落、芦苇群落)整个生长季节的细根垂直分布、季节变化、分解动态、周转规律及其与土壤因子的关系进行研究.结果表明,细根生物量随土层深度的增加均呈现先增加后逐渐降低的趋势,除芦苇群落外,均在10-20cm土层达到最大值;5个群落的细根生物量分别为51.55、93.09、146.24、57.95、419.34 g/m2,随季节变化均呈现先增加后降低的趋势,在8月或9月达到峰值;在5个月的细根分解试验中,5个群落的细根分解速率呈现快、慢、快3个明显的阶段,分解速率属Peterson划分的慢组;不同群落的细根死亡量、年分解量和净生产力差异显著,三者均表现为芦苇群落>沙枣群落>骆驼刺群落>多枝柽柳群落>琵琶柴群落;5个群落的细根周转速率范围为1.41-1.98次/年,高于陆地生态系统细根的周转速率0.56次/年;逐步回归分析表明土壤pH、土壤电导率、土壤容重、土壤含水量是影响各变量的主要因子或共同主要因子,土壤pH是影响根系分布、分解和周转的最主要因素.因此,盐碱植物群落细根生物量小,分解慢而周转快,土壤水盐特征决定了细根的分布和动态.     

滨海沙地木麻黄人工林细根生物量及其动态研究

2005年1月到11月对福建省惠安县赤湖林场不同林龄木麻黄人工林细根的生物量及其动态特征进行了研究.结果表明,24a生木麻黄林细根生物量分别占其地下部分生物量和林分总生物量的53.1%和3.8%;活细根的生物量随林龄的增大而逐渐增加,至30a林龄时达到最大值12.373thm-2,而后逐渐下降,死细根的生物量则呈现一直增大的趋势,木麻黄人工林细根的生物量与林分地上部分的生长具有显著的相关关系;细根生物量具有明显的季节动态,各林龄无论活细根还是死细根都表现为双峰型,3a生和18a生的活细根出现在1月和7月,而12a生出现在3月和7月,对于死细根,12a生和18a生的两个峰值出现在3月和7月,5a生则出现在7月和11月.各林龄木麻黄防护林活、死细根密度垂直分布呈单峰型,最大值出现在表层的0~10cm土层中,后随土层厚度增加逐渐减少,其中5a林龄细根生物量随土层深度增加而减少表现最为明显.在0~10cm土层中的活、死细根生物量分别占全部活细根生物量的51.9%和死细根生物量的53.3%,活细根生物量的84.6%和死细根生物量的82.8%分布在0~30cm的土层中.以后随着林龄的增加,表层土壤中细根生物量的比重降低而深层的比重增加.图3表2参31     

生根粉对梭梭苗木根系生长及成活的影响

在自然条件下,采用随机区组设计研究了生根粉(ABT3号)4个处理(25、50、100、200 mg L-1)对人工种植的梭梭幼苗细根动态、年生长终期根系形态特征以及成活率的影响.结果表明:1)梭梭幼苗一年中细根生长有2次高峰,峰值分别出现在6月和9～10月.经生根粉处理后,梭梭幼苗细根的生长动态与对照基本一致,但在具体月份生根粉明显增加了细根总长度、细根生长速率和细根数量密度.2)ABT3号生根粉可以使梭梭幼苗的存活率达到50%以上,显著高于对照的34.75%,相关分析表明生根粉提高梭梭幼苗成活率是通过增加根系生长来实现的.3)由主成分分析可知,50 mg L-1的生根粉处理作用效果最理想.因此,建议在梭梭种植过程中可使用50 mg L-1的生根粉提高其成活率;在本地,肉苁蓉接种的最佳季节是6月.图2表3参31     

川西亚高山冷杉和白桦细根生物量与碳储量特征

为了解川西亚高山地下生态过程和细根在森林碳(C)库中的作用,采用钻取土芯法,研究了川两亚高山岷江冷杉(Abies faxoniana)和白桦(Betula platyphylla)2006年一个生长季节内的细根生物量动态及其C储量特征.冷杉细根现存量显著大于白桦,二者分别为(6.5790±0.220)thm-2和(3.334±0.182)t hm-2.细根生物最具有明显的月变化规律,以10月最高,6月最低.同时,每次细根大量发牛后,都随之产生大量细根死亡.细根生物量和C储量均随着土壤深度的增加而减少.冷杉83.24%的细根分布于土壤表层0～10 cm范嗣内,11～20 cm为16.76%;而白桦50.26%的细根分布在土壤表层0～lOcm的范围内,0～20 cm层为80.39%.活细根在各层中占总细根量的73%以上.冷杉和白桦细根C含量分别为47.21%±2.56%和42.71%±0.89%,对应的细根C储量分别为(3.106±0.104)t hm-2和(1.377±0.078) thm-2.图1表3参37     

三工河流域不同植物群落细根对盐碱化的响应

采用连续土钻取样和分解袋分解法,对三工河流域5个不同盐碱化植物群落(琵琶柴群落、骆驼刺群落、沙枣群落、多枝柽柳群落、芦苇群落)整个生长季节的细根垂直分布、季节变化、分解动态、周转规律及其与土壤因子的关系进行研究.结果表明,细根生物量随土层深度的增加均呈现先增加后逐渐降低的趋势,除芦苇群落外,均在10-20cm土层达到最大值;5个群落的细根生物量分别为51.55、93.09、146.24、57.95、419.34 g/m2,随季节变化均呈现先增加后降低的趋势,在8月或9月达到峰值;在5个月的细根分解试验中,5个群落的细根分解速率呈现快、慢、快3个明显的阶段,分解速率属Peterson划分的慢组;不同群落的细根死亡量、年分解量和净生产力差异显著,三者均表现为芦苇群落沙枣群落骆驼刺群落多枝柽柳群落琵琶柴群落;5个群落的细根周转速率范围为1.41-1.98次/年,高于陆地生态系统细根的周转速率0.56次/年;逐步回归分析表明土壤pH、土壤电导率、土壤容重、土壤含水量是影响各变量的主要因子或共同主要因子,土壤pH是影响根系分布、分解和周转的最主要因素.因此,盐碱植物群落细根生物量小,分解慢而周转快,土壤水盐特征决定了细根的分布和动态.     

三工河流域5种荒漠群落土壤有机碳动态

土壤有机碳是土壤质量和健康的重要指标,其来源是根系和凋落物,了解土壤有机碳的分布格局及土壤有机碳密度、储量与细根、凋落物的关系,是深入理解荒漠生态系统碳循环过程的关键.以新疆三工河流域的骆驼刺(Alhagi sparsifolia)、沙枣(Elaeagnus angustifolia)、多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、芦苇(Phragmites australis)、梭梭(Haloxylon ammodendron)等5种荒漠群落为研究对象,采用连续土钻取样法和土柱法,研究土壤有机碳的密度、储量和细根、凋落物对土壤有机碳的补充.结果表明,随着土层深度的增加,5个群落的土壤有机碳含量均呈逐渐降低的趋势,最大值均出现在0-5 cm土层;5个群落的土壤有机碳密度和0-100 cm土壤有机碳储量分别为3.19 kg/m~2、306.87g/m~2,土壤有机碳的总储量为5.13×10~5 t.5个群落的凋落物年产量为10.10-79.78 g/m~2,通过分解每年补充的土壤有机碳为0.44-9.53 g/m~2,占土壤有机碳储量的0.21%-3.94%. 5个群落的细根周转速率为1.41-1.98次/年,通过分解每年补充的土壤有机碳为6.31-44.12 g/m~2,占土壤有机碳储量的2.25%-20.90%,是凋落物贡献的2.09-2.58倍.可见,细根和凋落物对土壤有机碳库的积累起关键作用,细根较凋落物对土壤有机碳的贡献更大.(图8表5参38)     

杉木观光木混交林和杉木纯林群落细根生产力、分布及养分归还

研究了福建三明27a生杉机光木混交林和杉木群落细根（d＜2mm）的生产力、分布、和养分归还。结果表明，混交林细根生物量、N、P养分现存量分别为5．381thm^2、48．085kghm^-2和4．174kghm^-2，分别比杉木纯林增加17．4％、27．2％和20．0％，混交林林细根的年净生产力达4．124thm^-2a^-1，比纯林高出16．9％，混交林杉木和观光木细根均在表层土壤富集，而在较深层土壤再会得分布具镶嵌性；与混交林杉林相比，纯林杉木土吉表层细根量较少，最大分布层次下移，混交林中观光木细根的周转速率咪1．16，杉木为0．96和0．95；而林下植被层细根周转速率（1．46－1．52）均同于相应的乔木层，混交林细根的年死亡量、N和P养分年归还量分别达2．119thm^-2、18．559kghm^-21．565kgkhm^-2，分别是纯林的1．21倍、1．23倍和1．14 倍，其中林下植被细根占有较为重要位置，对细根分布与土壤性质的相关分析表明，细根的垂直分布与土壤全N的相关性最强（0．87－0．89）。     

氮磷添加对土壤微生物生长、周转及碳利用效率的影响研究进展

土壤微生物是土壤有机质和养分循环转化的动力,其生长、周转和碳利用效率（CUE）表征了微生物数量的变化、对土壤碳库的更新速度以及微生物本身的新陈代谢强度和生命活性的强弱.氮、磷沉降是全球变化的重要趋势,研究土壤微生物对氮磷添加模拟氮沉降的响应,成为近年土壤生态学的研究热点,但CUE的研究方法、氮磷添加对土壤微生物生物量和生理代谢活性的影响还没有统一结论,其作用机理还停留在理论假设阶段,尚待有力论证.本文比较5种测量土壤CUE的原理和各自的优缺点,厘清生长、周转和CUE三者之间的联系和区别,分析影响土壤微生物CUE的生物因素和非生物因素.从土壤微生物生理代谢和群落结构、土壤理化性质以及地上植物3个角度论述土壤微生物响应氮磷添加的过程和机制.氮添加对土壤微生物的生长和代谢的不利影响在大多数生态系统得到了验证,而磷添加对微生物的影响因生态系统的不同而差异较大,因为磷对微生物的作用强烈依赖于碳的有效性.未来,土壤微生物对氮磷添加响应的研究应该聚焦在估计方法的精准探索、氮磷（多养分元素）互作的影响、地上地下耦合、生物因素与非生物因素相互作用机制,以及整合长时间与大空间尺度.（图3表1参70）     

杨树－冬小麦间作系统细根分布特征及对施氮的响应

以太湖流域杨树-冬小麦间作(简称杨麦间作)系统和冬小麦单作地为研究对象,研究了不同施氮量下杨麦间作系统中冬小麦和杨树细根的时空分布特征与冬小麦单作系统之间的差异,探讨林木根系在减少径流中养分流失方面的作用。结果表明:(1)单作冬小麦根长密度和单位土体根干质量均大于间作系统,间作系统中越靠近林带的冬小麦根长密度和单位土体根干质量越小。(2)单作地和间作系统冬小麦根长密度和单位土体根干质量最大值均出现在灌浆期。(3)随着施氮量的加大,冬小麦和杨树细根根长密度和单位土体根干质量均有所增加,且在间作系统中>40~80 cm土层杨树细根根长密度和根干质量所占比例增加。(4)间作系统减少了硝态氮随淋溶的流失量,灌浆期减少幅度为49.08%~55.49%。     

黄河口湿地典型盐碱植被群落土壤氮素的季节动态及根际效应

于5、8和10月对黄河口湿地典型断面盐碱植被群落进行3个航次的野外生态调查,研究了不同植被覆盖的湿地土壤氮素的时空分布特征及典型盐碱植物碱蓬和芦苇群落土壤氮素的根际效应,并基于线性模型的冗余分析(RDA)探讨土壤理化参数对氮素分布特征的影响.结果表明,黄河口湿地5月和10月土壤氮素含量高于8月,土壤氮素以有机氮为主,无机氮以铵态氮为主;总体上,表层土壤氮素含量芦苇碱蓬光滩,光滩土壤氮素含量低于碱蓬和芦苇群落土壤的30%—50%;光滩、碱蓬和芦苇群落剖面土壤总氮、有机氮和铵态氮在0—10 cm表层含量最高,随土壤深度其含量下降,硝态氮在土壤中呈现显著淋溶作用,其峰值出现在地下土壤层30 cm左右;碱蓬和芦苇群落根际土壤氮素含量均高于非根际土壤,且碱蓬根际土壤氮素含量显著高于芦苇根际土壤(P0.05).RDA分析结果表明,影响土壤氮素分布特征的主要理化参数是土壤有机碳含量和pH.植被种类影响黄河口湿地土壤氮素的累积,一般情况下土壤氮素的累积量呈现芦苇碱蓬光滩的特征,并具有明显的季节差异,相对芦苇群落,碱蓬在生长季节8月份根际土壤中积累更多的氮素.     

古尔班通古特沙漠南缘心叶驼绒藜和梭梭种群分布的计盒维数

心叶驼绒藜(Ceratoides ewersmanniana)和梭梭(Haloxylon ammodendron)是古尔班通古特沙漠的建群种和优势种,是重要的防风固沙植被.应用分形理论中的计盒维数对古尔班通古特沙漠南缘不同生境的2个样地心叶驼绒藜和梭梭种群空间格局进行分析比较.结果表明,样地A和B心叶驼绒藜种群空间格局的计盒维数分别为1.709 0、1.527 0,梭梭为1.406 3、1.568 6;心叶驼绒藜占据和利用空间的能力较强,梭梭相对稍弱.样地A和B2种灌木种间空间格局的计盒维数相差很小,分别为1.780 5、1.735 7,均大于单种灌木种群空间格局的计盒维数,表明心叶驼绒藜和梭梭种群作为一个整体对空间的占据和利用能力更强,且在2样地间生态功能相当.     

高寒沙区两种典型固沙植物改良土壤的策略

植被恢复与重建是退化土地生态修复的重要途径,植物与土壤环境的关系一直是热点科学问题,但对高寒沙区尚缺乏系统性的研究。为探明不同沙生植物对高寒沙地土壤的改良策略,以青海共和盆地中间锦鸡儿(Caragana intermedia)和乌柳(Salix cheilophila)两种典型固沙植物为研究对象,通过对比细根分布规律分析其环境适应性,结合林地土壤物理性质、有机碳含量和土壤含水量等要素,分析两种植物对土壤的改良作用。结果表明,(1)两种植物的细根主要集中在0-60 cm土层,中间锦鸡儿水平方向分布更多,且细根平均生物量密度和有机碳含量都高于乌柳。(2)乌柳人工林各深度土壤有机碳密度均高于中间锦鸡儿,其累计百分比在0-40 cm土层较高,中间锦鸡儿在40-120 cm较高。(3)两种人工林的土壤容重、最大持水量和毛管持水量均值差异不显著。中间锦鸡儿林地土壤容重在0-40 cm土层大于乌柳,在40-120 cm小于乌柳;其最大持水量和毛管持水量在0-60 cm小于乌柳,在60-120 cm大于乌柳。(4)两种人工林土壤含水量和土壤温度都呈表层高,随土壤深度递减趋势。乌柳林地各深度土壤含水量均高于中间锦鸡儿,土壤温度均低于中间锦鸡儿。研究表明,中间锦鸡儿的环境适应性和固沙能力较强,倾向于深层土壤改良和固碳策略;乌柳人工林的固碳作用和涵养水源能力较强,倾向于表层土壤改良和固碳策略;同时,两种人工林都倾向于表层保水的策略。该文通过对比分析不同沙生植物改良土壤的策略,为长期研究高寒沙区生态修复与优良固沙植物筛选等工作提供理论依据。     

鼎湖山主要植被类型土壤微生物生物量研究

对鼎湖山国家级自然保护区3种主要植被类型：季风常绿阔叶林，针阔叶混交林和马尾松林土壤微生物生物量进行了研究。结果表明，土壤微生物生物量（mg.kg^-1）在季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林中分别为：822，588，530，季风常绿阔叶林显著高于针阔叶混交林和马尾松林（P〈0．01），而针阔叶混交林和马尾松林无显著差异（P〉0．05）；土壤中微生物量高的土壤中，有机碳含量也相应高，两者的比值可反应土壤碳的积累或损失，研究表明，鼎湖山3种主要植被类型土壤均处于碳积累过程；季风常绿阔叶林、针阔叶混交林和马尾松林土壤微生物碳周转量（t.hm^-2．a^-1）依次为：14．07，11．45，9，60，碳素的周转带动了其他营养元素的循环和能量的流动；土壤微生物代谢熵（mg.g^-1．h^-1）由低到高依次是季风常绿阔叶林（0．59）、针阔叶混交林（0．96）和马尾松林（1．33），表明土壤微生物对土壤碳的利用效率季风常绿阔叶林较高，马尾松林较低。     

岩溶山区不同土地利用方式对土壤活性有机碳动态的影响

对贵州茂兰自然保护区内三种典型土地利用方式(林地、草地和耕地)下土壤活性有机碳组分(土壤溶解有机碳和土壤微生物量碳)的月变化及其对环境因子的响应进行了研究,结果表明在不同的土地利用方式下上覆植被类型不同,其凋落物数量、质量及分解行为不同,有机质的输入量及质量也不相同,从而形成不同的土壤溶解有机碳含量差异,土壤有机碳的大小也存在较大差别。研究结果显示:从全年平均值来看,林地土壤溶解有机碳分别比草地和耕地高25%、48%;从3月到8月,三者均随气温的上升呈增加的趋势,林地和耕地在8月均达到最大值,而草地则在10月达到最大值;林地和草地土壤微生物量碳分别高于耕地81%和45%,林地和草地在10月达到最大值。不同的土地利用方式导致土壤活性有机碳的差异较大,这说明岩溶生态系统中土地利用方式对土壤碳库的大小有较大影响。不同土地利用方式下土壤活性有机碳对环境因子的响应也各不相同,这表明土壤活性碳受众多因素的制约而呈现出一种动态平衡关系,进一步的机理仍需要进行深入研究。     

绿肥轮作对植烟土壤酶活性与微生物量碳和有机碳的影响

为探讨绿肥作物改良土壤的生态作用,试验以冬闲连作地为对照,在云南曲靖和晋宁烟草种植区,研究了小麦轮作收获后留根茬（20 cm左右）翻压后种植烟草（麦-烟）,紫花苕子收获后留根茬（30 cm左右）翻压后种植烟草（绿-烟）及豆类轮作（豆-烟）收获后根茬及秸秆全部移除地外种植烟草的4种轮作模式,结果表明：绿-烟和豆-烟复种模式下,植烟生长期内根区土壤酶活性（SEA）、土壤微生物量碳（SMBC）及土壤有机碳（SOC）均高于麦-烟复种及冬闲连作地,并且差异达显著或极显著水平;不同复种模式的SMBC、SOC及SMBC/SOC间呈显著相关性,对提高土壤SEA、SMBC与SOC质量分数影响为：绿-烟〉豆-烟〉麦-烟〉冬闲地。研究认为,SEA及SMBC/SOC可作为评价轮作模式影响烟地红壤质量变化的生物学指标。     

黄河三角洲新生湿地3种柽柳灌丛对土壤有机碳空间分布的影响研究

研究河口湿地不同类型柽柳灌丛土壤有机碳的空间分布规律,探讨植被演替对土壤有机碳的影响,有助于了解河口湿地生态保护及土壤改良的科学规律。以黄河三角洲新生湿地为研究对象,选择柽柳-碱蓬（Tamarix-Suaeda）、柽柳（Tamarix chinensis）和柽柳-禾草（Tamarix-Gramineae）3种灌丛群落类型,分析各群落土壤有机碳的空间分布特征,研究柽柳灌丛群落演替对有机碳空间分布的影响,探讨土壤有机碳与盐分、水分的关系。研究结果表明,（1）3种柽柳灌丛土壤有机碳的浓度随演替进程而增加,以柽柳-禾草群落最高,柽柳-碱蓬群落最低;且有机碳浓度随土层深度增加而降低,均呈现出与灌丛中心距离的增加而降低的规律,并以0—10 cm土层表现最为明显。（2）3种柽柳灌丛冠幅下土壤有机碳均有明显的聚集性,柽柳-禾草与柽柳灌丛最大富集系数出现在0—10 cm土层,分别为1.93和1.48;而柽柳-碱蓬灌丛最大富集系数在30—40 cm土层,为1.23。（3）柽柳-禾草灌丛与柽柳灌丛土壤有机碳表现出一定的冠幅边缘聚集性,最大富集系数为0—10 cm土层的1.24和1.22;柽柳-碱蓬群落冠缘有...     

不同密度侧柏人工林碳储量变化及其机理初探

以徐州侧柏Platycladus orientalis（Linn）Franco人工林为研究对象,运用生物量转化方程及土壤调查数据探讨了1 679、2 250和3 074株.hm-2的3种密度对生态系统碳储量的影响及其机理。结果表明,①乔木层、土壤层和生态系统的碳储量均随林分密度的增加而明显减少,灌草层碳储量在低林分密度最大,而枯落物层碳储量在中林分密度最大。低林分密度生态系统的碳储量是94.11 t.hm-2,分别是中密度和高密度生态系统的碳储量1.19倍和1.28倍,而这种差异主要是由乔木层和土壤层碳储量差异引起的。②林分密度对细根生物量的影响不显著（P〉0.05）,而细根形态随林分密度的增加表现为低级根中1、2级根直径变粗,根长先变长后变短,比根长变短（P〈0.05）;而高级根中的5级根直径显著变细,根长和比根长变长（P〉0.05）。③林分密度对细根生物量的影响与乔木层、土壤层和生态系统碳储量的变化规律具有较高的一致性,均为低密度下最大,高密度下最小。因此,细根生物量可能是导致系统碳储量变化的主要因素之一。     

耕作方式对华北冬小麦田土壤微生物生物量碳分布特征的影响

土壤微生物生物量碳（SMBC）反映了土壤有机碳（SOC）情况,其值大小代表了土壤肥力的高低,研究不同耕作方式SMBC的变化特征及其影响因素具有重要意义。试验于2001年在中国科学院栾城农业生态系统实验站开始,试验设置翻耕（CT）、旋耕（RT）、免耕（NT）三个处理。利用熏蒸提取-容量分析法研究了不同耕作处理2007～2008年冬小麦生育期的SMBC分布特征及影响因素。结果表明SMBC具有时空变化特征：在冬小麦生育期中,各SMBC处理均随着时间波动起伏,并在小麦返青期和扬花期达到峰值;空间分布上SMBC含量随土壤深度的增加而降低。不同耕作处理间差异显著,0～5 cm土层SMBC以NT最高,CT最低;5～10 cm土层RT与CT相当,NT最低;10～20 cm土层以CT最高,NT最低;20～30 cm各处理均较低,NT亦为最低。对不同处理SMBC层化率分析显示：NT具有明显的表层富集现象;RT处理0～10 cm SMBC分布均匀;CT处理0～20 cm SMBC分布均匀。对SMBC的影响因素分析表明：土壤有机碳是SMBC空间分布的主要影响因素,二者呈显著正相关。而土壤温度和土壤含水量是影响SMBC季节变化的主要外界因素。