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.     

马尾松与阔叶树种凋落叶混合分解初期的酶活性

酶是凋落物养分释放过程中必不可少的催化剂,酶活性能迅速响应凋落物分解条件的改变,并在一定程度上反映分解快慢.以四川省低山丘陵区马尾松人工林为对象,研究马尾松(M)与香樟(X)、檫木(S)、香椿(T)阔叶树种混合凋落叶(MX、MS、MT;MSX、MXT、MST;MSXT)分解初期与碳(C)、氮(N)、磷(P)循环相关酶活性的变化特征,包括β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶(C循环水解酶),β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶(N循环水解酶),酸性磷酸酶(P循环水解酶)以及多酚氧化酶和过氧化物酶(C循环氧化酶).结果显示:(1)树种组合对酶活性影响显著,相比单一M,MT、MXT、MST、MSXT组合有助于提高C、N循环水解酶活性,而MX、MS、MSX组合则对酶活性具有一定的抑制作用;(2)混合比例对酶活性影响显著,无论一针一阔、一针两阔还是一针三阔混合模式,皆在马尾松与总阔叶量之比为6:4时,C、N循环水解酶活性较高;(3)相比单一M,混合处理降低了P获得水解酶及C获得氧化酶活;MT6:4和MXT6:1:3、MST6:3:1及MSXT(6:1:1:2、6:1:2:1)处理则有助于C、N循环水解酶活性整体提高,其中又以MT6:4和MSXT6:1:2:1处理更佳,且分别提高了63.34%、22.12%、11.93%、105.80%和53.91%、50.94%、29.10%、140.93%;(4)CCA分析表明,酶活性对树种组合、混合比例、凋落叶初始质量及微环境因子的响应不同,其中树种组合对酶活性影响最大,凋落叶初始N、N/P次之,说明凋落叶化学组成及其物理性质的某些方面共同作用于酶活性.综上,MT6:4和MSXT6:1:2:1混合更利于C、N循环水解酶活性在分解初期的稳定及提高.     

马尾松与阔叶树种凋落叶混合分解初期的酶活性北大核心CSCD

酶是凋落物养分释放过程中必不可少的催化剂,酶活性能迅速响应凋落物分解条件的改变,并在一定程度上反映分解快慢.以四川省低山丘陵区马尾松人工林为对象,研究马尾松（M）与香樟（X）、檫木（S）、香椿（T）阔叶树种混合凋落叶（MX、MS、MT;MSX、MXT、MST;MSXT）分解初期与碳（C）、氮（N）、磷（P）循环相关酶活性的变化特征,包括β-葡萄糖苷酶和纤维二糖水解酶（C循环水解酶）,β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶和亮氨酸氨基肽酶（N循环水解酶）,酸性磷酸酶（P循环水解酶）以及多酚氧化酶和过氧化物酶（C循环氧化酶）.结果显示：（1）树种组合对酶活性影响显著,相比单一M,MT、MXT、MST、MSXT组合有助于提高C、N循环水解酶活性,而MX、MS、MSX组合则对酶活性具有一定的抑制作用;（2）混合比例对酶活性影响显著,无论一针一阔、一针两阔还是一针三阔混合模式,皆在马尾松与总阔叶量之比为6：4时,C、N循环水解酶活性较高;（3）相比单一M,混合处理降低了P获得水解酶及C获得氧化酶活;MT6：4和MXT6：1：3、MST6：3：1及MSXT（6：1：1：2、6：1：2：1）处理则有助于C、N循环水解酶活性整体提高,其中又以MT6：4和MSXT6：1：2：1处理更佳,且分别提高了63.34%、22.12%、11.93%、105.80%和53.91%、50.94%、29.10%、140.93%;（4）CCA分析表明,酶活性对树种组合、混合比例、凋落叶初始质量及微环境因子的响应不同,其中树种组合对酶活性影响最大,凋落叶初始N、N/P次之,说明凋落叶化学组成及其物理性质的某些方面共同作用于酶活性.综上,MT6：4和MSXT6：1：2：1混合更利于C、N循环水解酶活性在分解初期的稳定及提高.     

马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中微生物生物量特征

马尾松(Pinus massoniana)因其针叶凋落物分解迟缓而致使林地养分归还慢,严重影响着中国南方林业的可持续发展.营造针阔混交林可改善凋落物组成,促进分解从而提高养分归还.在营造混交林前,了解伴生树种凋落叶与主要树种凋落叶之间微生物生物量特征,有助于认识混交林的微生物群落的变化特征,为实施中国大面积人工纯林生态...     

核桃凋落叶分解对小麦生长的影响及施氮的缓解效应

核桃林下产业发展迅速,为了解核桃凋落叶分解的化感作用机制及施肥的缓解效应,以小麦为对象采用盆栽法进行研究.设置两组处理:A组设X_1(30 g/pot)、X_2(60 g/pot)、X_3(90 g/pot)和CK(0 g/pot)4个凋落叶添加水平;B组凋落叶添加量与A组相同,以尿素作底肥(1.0 g/pot)和追肥(3次,每次0.5 g/pot),记为NX_1(30 g/pot)、NX_2(60 g/pot)、NX_3(90 g/pot)和NCK(0 g/pot).结果显示:(1)在A试验组中,核桃凋落叶在分解过程中对小麦株高、地上部分鲜重、单穗粒数、千粒重和单穗产量表现为抑制作用;而B组中,各凋落叶添加量处理小麦的株高、地上部分鲜重无显著差异.就后期的生殖生长而言,同一凋落叶添加量水平下的小麦单穗粒数、千粒重及单盆产量表现为施氮比不施氮均有不同程度提高;(2)凋落叶分解到50 d时对小麦叶片超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)活性大体表现为抑制作用,80 d时影响减弱甚至表现为促进作用,但各凋落叶处理的丙二醛(MDA)含量显著增加;(3)A处理组中,随凋落叶添加量的增大可溶性糖(SS)含量整体呈下降趋势,可溶性蛋白含量(SP)含量却表现为上升趋势,但经施氮处理(B组)后,SS下降的趋势得到遏制,同时还促进了SP的积累.本研究表明核桃凋落叶在分解过程中干扰小麦的抗氧化保护酶系统和渗透调节功能,从而对小麦生长产生了明显的抑制作用,而施用氮肥可以在较大程度上缓解核桃凋落叶对小麦生长和生理代谢的抑制作用.     

凋落物和氮添加对亚热带森林土壤浸提氮组分的影响

土壤不同氮组分对氮素循环和转化过程具有不同程度的调节作用。为了准确评价和理解氮添加和凋落物对土壤氮动态的影响,以亚热带罗浮栲(Castanopsis fabri)天然林和杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林土壤为研究对象,在保留凋落物(留凋)和去除凋落物(去凋)情况下,模拟氮沉降试验,采用不同浸提剂(水、K_2SO_4、2.5 mol·L~(-1)和13 mol·L~(-1) H2SO4)逐步浸提土壤氮组分,研究氮添加[对照(CK,0 kg·hm~(-2)·a~(-1))、低氮(LN,75 kg·hm~(-2)·a-1)和高氮(HN,150 kg·hm~(-2)·a-1)]对亚热带红壤浸提组分氮含量的影响。结果表明:硫酸钾浸提的NH_4~+-N和可溶性有机氮(SON)高于水浸提的,而水浸提的NO_3~--N含量高于硫酸钾浸提的,酸水解性氮高于水溶性氮和盐溶性氮。林分显著影响不同组分氮含量,对水溶性氮含量的影响最显著,而阔叶天然林土壤氮组分对氮添加的响应更明显。留凋处理增加水溶性氮,且有利于惰性氮的分解,而去凋处理有利于惰性氮积累。氮添加对酸解性氮组分的影响不显著,氮添加显著降低2种林分土壤的惰性氮指数,降幅为64.7%～82.2%,去凋处理的降幅更大。土壤水溶性、交换性和弱酸浸提的SON与微生物生物量氮呈显著正相关,土壤水溶性和交换性SON可能是参与土壤氮矿化的重要组分。不同浸提组分氮之间呈显著正相关,说明组分之间存在相互影响。可见,从不同氮组分角度研究氮动态,更能反映其内在机理。     

西南地区马尾松与乡土阔叶树种凋落叶混合分解过程中的细菌群落特征

林地内凋落叶的种类和比例调控其分解过程中微生物的群落结构。然而,不同树种组合以及不同混合比例的凋落叶在分解过程中细菌群落结构有何差异,目前尚不清楚。将马尾松与乡土阔叶树种香椿[Toona sinensis (A. Juss.) Roem.]、香樟（Cinnamomum camphora Linn.）和檫木（Sassafras tzumu Hemsl.）凋落叶按照不同树种、不同质量比例混合后,通过Illumina Mi Seq高通量测序研究凋落叶分解过程中细菌群落结构的动态变化特征。结果表明,在所有处理中,Proteobacteria和Actinobacteria均为优势门,Sphingomonas,unidentified＿Rhizobiaceae,Bradyrhizobium和unidentified＿Cyanobacteria为优势菌属。此外,混合凋落叶中细菌的多样性和丰富度在分解250 d后表现出较强的协同效应（分别为70.97%和29.03%）;第2年分解期内大部分混合凋落叶的观测值-期望值<0,尤其是分解末期（分解604 d）后有19.35%的混合凋落叶的细菌多样性指数...     

氮沉降对杉木人工林凋落物叶分解过程中养分释放的影响

凋落物的养分释放是生态系统养分循环的重要组成部分,是维持森林生态系统养分平衡的关键过程。近几十年来,森林生态系统正受到氮沉降增加的影响,开展氮沉降全球化背景下凋落物养分释放的研究,有助于揭示森林养分循环对氮沉降的响应机制。以亚热带有代表性的杉木(Cunninghamia lanceolata)人工林(福建官庄国有林场1992年造林)为研究对象,自2004年1月开始进行氮沉降模拟试验,设置4个氮沉降处理,分别为0(N0)、60(N60)、120(N120)、240(N240)kg·hm~(-2)·a~(-1),采用分解袋法进行原位分解试验,将分解袋随机投放至林地表面,每隔60天取样1次,共持续660 d,探讨凋落物叶在分解过程中养分(P、K、Ca、Mg、Mn、Zn、Fe)的释放动态。结果表明,在模拟氮沉降初期,氮沉降总体上促进了养分元素的释放,相对于N0处理,氮沉降分别使K的周转期缩短22.14%-26.09%,Ca周转期缩短15.31%-34.59%,Mg的周转期缩短5.25%-27.03%,Mn的周转期缩短17.85%-46.80%,Zn的周转期缩短20.51%-33.18%;就P和Fe而言,仅有N_2处理对其表现为促进作用,周转期分别缩短11.02%和26.01%。在各氮沉降水平中,120 kg·hm~(-2)·a~(-1)的施入量对凋落物养分释放作用最显著,说明此时杉木人工林还未达到氮饱和状态,随着时间的推移,当杉木人工林生态系统达到氮饱合时,则有可能对凋落物的养分释放产生不利的影响。     

鼎湖山马尾松林凋落物分解对凋落物输入变化的响应

为了了解我国南方森林常见的人为干扰（凋落物收取）活动对生态系统养分循环的影响,研究了鼎湖山马尾松林3种主要树种凋落物分解及其养分释放对凋落物输入量变化的响应。这3种树种分别为马尾松（Pinus massoniana）、荷木（Schimasuperba）和锥栗（Castanopsis chinensis）。凋落物输入量变化分别为凋落物去除（L-）、加倍（L＋）和对照（L）3种处理,每种处理25个重复。经过18个月的处理试验,凋落物分解速率及其养分释放随树种、分解阶段和凋落物处理不同而异。荷木、马尾松和锥栗分解物平均残留率分别为0.46±0.01、0.42±0.01、0.40±0.02,其中,荷木与锥栗、马尾松差异性显著。不同处理间的凋落物分解速率差异显著,加倍、对照和去除处理样地凋落物的平均残留率分别为0.51±0.08、0.53±0.09和0.55±0.08。凋落物加倍处理促进了凋落物分解过程中C的释放,而去除凋落物处理则抑制了N、P的释放。以上结果表明,凋落物收取活动不仅直接带走凋落物中的大量养分,而且抑制了凋落物分解及其养分释放。     

氮沉降对华北落叶松叶特性和林下土壤特性的短期影响

以50 a生华北落叶松天然次生林为研究对象,采用全生长季野外多水平林地施氮对比试验的方法,结合树叶特性和林下土壤理化性质测定,设置对照（CK,0 g·m-2·a-1）、低氮（LN,8 g·m-2·a-1）、高氮（HN,15 g·m-2·a-1）3个施氮水平,进行短期氮沉降模拟试验,分析了短期氮沉降对华北落叶松针叶及林下0~10、10~20 cm两层土壤中土壤营养动态的影响,为华北落叶松林的群落结构优化调整、可持续经营管理提供理论依据。研究结果表明：为期一个生长季的短期施氮显著增加了华北落叶松林下0~20 cm土壤层中TOC、NH4＋-N、NO3–-N的含量,却未影响土壤pH值和TN含量,且对表层（0~10 cm）土壤的影响更明显,但整个生长季内月份间的变化较大。短期施氮也导致50 a生华北落叶松针叶的宽度（W）、长度（L）、氮含量（LN）、比叶面积（SLA）和投影面积（PA）显著增加,但未影响叶生物量（LM）和叶有机碳含量（LC）。同时,叶氮含量与0~20 cm层、10~20 cm层土壤中全氮含量以及10~20 cm层土壤中NH4＋-N含量显著正相关,叶有机碳含量则与0~20 cm层土壤有机碳含量和0~10 cm层土壤全氮含量亦呈正相关关系。以上结果说明,华北落叶松天然次生林处于氮限制状态,短期氮沉降可能会提高土壤肥力并促进树木的生长,有利于华北落叶松天然次生林生产力的提高。     

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.     

林窗大小对马尾松和樟凋落叶质量损失的影响

林窗在人工林林分结构优化和调整上具有重要价值.为了解林窗面积对凋落物分解是否有显著影响以及哪种面积林窗下凋落物分解更快,以采伐形成的42年生的马尾松(Pinus massoniana)人工林7种不同大小的林窗(G1,100m~2;G2,225 m~2;G3,400 m~2;G4,6 25 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,采用凋落袋分解实验,探讨不同林窗面积对马尾松(Pinus massoniana)和樟(Cinnamomum camphora)凋落叶分解的影响.结果表明:1)林窗面积对凋落叶的分解具有显著(P0.05)影响,即Olson经典分解模型拟合凋落叶质量损失的分解系数k值比较,马尾松为G4G1CKG2G3G5G6G7,樟为G2G4G1CKG5G6G7G3.可见中型(G4:625 m~2)林窗下马尾松和樟的质量损失率高于其它林窗和林下.2)马尾松和樟凋落叶(每30天)质量损失速率都表现出先升高(0-90 d)后降低的趋势.分解一年后,两种凋落叶在3个孔径凋落袋内的质量损失率比较,马尾松为0.04 mm(35%)0.5 mm(43%)3 mm(51%),樟为0.04 mm(42%)0.5 mm(49%)3 mm(60%),两者的分解95%的平均时间分别为马尾松4.35年和樟3.60年.可见樟凋落叶比马尾松凋落叶分解得更快.综上,林窗面积对凋落物分解有显著影响,在马尾松低效林改造过程中,可利用中型林窗这一显著作用,引入乡土阔叶树种樟,加速马尾松人工林的物质循环,维持林分地力.     

红树植物凋落叶分解对土壤可溶性有机质的影响

研究红树林湿地土壤可溶性有机质（DOM）的来源、性质及其归宿对于揭示 DOM 在红树林湿地生物地球化学循环中的作用具有重要意义。采集了木榄（Bruguiera gymnoihiza）、秋茄（Kandelia candel）和桐花树（Aegiceras corniculatum）3种红树植物的新近落叶进行室内48 d分解实验,探讨了凋落叶分解过程对土壤可溶性有机碳（DOC）和可溶性总氮（TDN）含量、C/N比（DOC/TDN）及紫外-可见（UV-Vis）光谱特征（A280、A240/A420和A250/A365比值）的影响。在48 d分解期间,3种红树植物凋落叶的输入均明显增加了土壤DOC的含量,其变化在分解第6 d最为显著,各凋落叶添加组比对照组平均增加了149%（秋茄）~196%（桐花树）,随后各凋落叶添加组土壤DOC含量呈下降趋势。与土壤DOC的变化不同,凋落叶输入后土壤TDN的变化与对照组的差异不明显,但木榄和桐花树添加组的C/N比在分解初期（第6天）显著高于对照组（P<0.05）。凋落叶的输入亦在不同程度上增大了土壤DOM的A280值,降低了DOM的A240/A420和A250/A365比值。与土壤DOC的变化相似,凋落叶输入使DOM的UV-Vis光谱特征在分解初期（第6天）的变化最明显,其中桐花树凋落叶的影响最大,秋茄凋落叶的影响最小。结果表明：凋落叶输入使培养初期土壤DOM的含量和性质发生明显改变,DOM中大分子及芳香类组分增多、团聚化程度增加,DOM 的生物可降解性变小。然而,随着分解的进行,不同凋落叶处理组之间土壤DOM的变化差异性逐渐缩小,并在分解后期与对照组趋近。     

磷添加对三江平原湿地小叶章立枯质量和分解的影响

立枯分解是湿地植物凋落物分解的重要组成部分,在湿地养分循环中起着重要作用。在人类活动的影响下,磷大量流入到自然湿地中,可能会引起草本植物凋落物质量及立枯期分解过程的变化。通过磷添加控制试验(对照,0 g·m~(-2)·a~(-1);磷添加,1.2 g·m~(-2)·a~(-1)),探讨三江平原草甸中土壤磷可用性增加对优势植物小叶章(Deyeuxia angustifolia)地上部分(杆和叶片)凋落物质量及其在立枯期的分解过程的影响,以揭示磷可用性变化对植物立枯期碳与养分循环的影响。结果表明,磷添加引起叶片凋落物氮和磷含量的升高,升幅分别为8.35%和28.33%,但对杆凋落物无显著影响(P0.05)。在一年的立枯期内,来自于不同磷添加处理的凋落物质量损失速率及微生物呼吸速率无显著差异(P0.05)。然而,磷添加使立枯期叶片凋落物养分残留量(以百分比计)显著减少(P0.05):分解一年后,来自于P添加处理的叶片凋落物氮和磷残留量分别为106.64%和49.34%,而对照处理分别为121.84%和63.58%。因此,在该地区的淡水湿地中,人类活动引起的磷富营养化将会通过提高植物组织的养分含量,改变其在立枯阶段的养分释放动态,从而对生态系统的养分循环产生重要影响。     

模拟氮沉降对温带森林凋落物分解的影响

森林凋落物的分解是生态系统养分循环的重要过程,以北京西山地带性植被栎树林（辽东栎：Quercus liaotungensis）为对象,主要研究温带森林植物凋落物分解对模拟氮沉降的响应,为更好地了解氮沉降对温带森林地区凋落物的分解过程提供参考.通过模拟氮沉降,研究不同形态氮（硝态氮、铵态氮和混合态氮）和不同水平氮沉降（对照0 kg·hm^-2·a^-1、低氮处理50 kg·hm^-2·a^-1 和高氮处理150 kg·hm^-2·a^-1）对凋落物分解的影响,在2 年的时间内调查分析了凋落物分解过程中质量损失动态和碳（C）、N 含量及w（C）/w（N）比值的变化.研究结果表明,氮沉降均使凋落物分解速率减缓,且随氮沉降剂量增加,凋落物分解速率相比对照分别减慢了9.88%（硝态氮低氮）、15.02%（硝态氮高氮）、11.46%（铵态氮低氮）、14.62%（铵态氮高氮）、13.04%（混合态氮低氮）和16.20%（混合态氮高氮）.且不同氮沉降类型、不同氮沉降水平间差异显著.不同形态、不同水平的氮沉降显著地增加了凋落物N 含量（P=0.061,P=0.087）,其中混合态氮沉降对凋落物中N 素含量增加最显著（P=0.044）.但在分解过程中,各处理均未对凋落物C 含量产生显著影响.不同水平的氮沉降显著降低了凋落物的w（C）/w（N）比值,而且不同类型不同水平氮沉降对凋落物w（C）/w（N）比值具有显著的交互作用（P=0.011）.综上所述,通过对模拟氮沉降后凋落物残留率等的变化分析,得出氮沉降对温带森林凋落物的分解产生了抑制作用.     

中国森林凋落叶氮、磷化学计量特征及控制因素

建立中国森林凋落叶养分浓度及其化学计量比数据库,分析养分浓度及其化学计量比与主要环境因素之间的关系,对预测中国森林生态系统生物地球化学循环具有重要意义.通过收集已报道的中国森林凋落叶氮(N)、磷(P)浓度及其相关变量,探讨地理因素(纬度,LAT)、气候因素(年平均气温,MAT和年平均降水量,MAP)和叶特性(常绿与落叶、阔叶与针叶)对中国森林凋落叶N、P和N/P的影响.结果显示,N浓度和N/P随LAT的升高而降低,P浓度随LAT的升高而升高;N浓度和N/P随MAT和MAP的升高而升高,而P浓度随MAT和MAP的升高而降低;常绿树种和落叶树种N浓度差异不显著,落叶树种P浓度比常绿树种高53%,而N/P比常绿树种低57%;相反,阔叶树种N浓度比针叶树种的高37%,而P浓度和N/P在两者之间没有显著差异.综上,中国森林凋落叶N、P及N/P受环境因素和叶特性综合影响,特别是气候因素对凋落叶P浓度和N/P的影响尤为显著,这为预测全球气候变暖背景下森林物质循环提供了理论依据.     

外源性碳氮添加对北方半干旱草原土壤有机质矿化的影响

除了全球气候变化的直接影响,由其引起的土壤外源性碳(C)、氮(N)输入可通过激发效应深刻影响半干旱草原土壤有机碳(SOC)动态。为探究外源性C、N输入对内蒙古半干旱草原生态系统原有土壤有机质(SOM)矿化过程的影响,采用13C标记技术,通过室内培养实验将浓度为3 mg·kg-1的葡萄糖(G)、0.3 mg·kg-1的铵态氮(AM)或硝态氮(NT),以单独或C、N组合的形式(G;AM;NT;G+AM;G+NT)添加到半干旱草原土壤中,探究外源添加物对土壤C矿化的影响。以21℃培养土壤18d并测量土壤C-CO_2释放量。结果表明,单独添加葡萄糖C源(G)显著促进了土壤累积C-CO_2释放量(P0.05),并在第4天达到最大,为未添加外源物土壤累积释放量的2.04倍。而单独添加AM或NT对SOM矿化具有抑制作用(P0.05),其累积C-CO_2释放量分别为未添加N源土壤的82%和77%。同时添加碳源和氮源(G+AM或G+NT),土壤累积C-CO_2释放量显著大于只添加G的土壤,且累积C-CO_2释放量表现为G+NTG+AM(P0.05);并且在培养的第4天添加G+NT达到最大的激发效应即未添加外源物土壤累积C-CO_2释放量的3.13倍;同时添加C源和N源不仅对土壤SOM矿化产生显著激发效应(P0.05),在培养过程中还表现出增强的激发效应(正叠加效应),即同时添加C、N的激发效应显著大于只添加C源的激发效应(P0.05)。因此,在半干旱草原土壤中,微生物的生长和代谢主要受可利用性碳C限制,外源性C、N输入激活了处于休眠状态的土壤微生物,从而加速了SOM的分解。     

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。     

炼山及遮阳网覆盖对马尾松人工林土壤微生物生物量碳和氮的影响

以炼山和不炼山的马尾松人工林为研究对象,采用遮阳网地表覆盖的方法,在炼山和覆盖后第60天(d 60)、d 150和d 300动态采集不同层次土壤样品,研究土壤微生物生物量碳和氮及其格局的动态过程.结果表明:炼山对覆盖后d 60、d 150和d 300土壤微生物生物量氮的影响显著(P0.05),分别降低了21%-63%、63%-108%、52%-97%.遮阳网覆盖可以明显增加炼山和不炼山环境下土壤微生物生物量碳和氮含量,但并不能完全改变炼山对土壤微生物生物量的负面效应.较之遮光率100%的遮阳网,遮光率85%的遮阳网覆盖更有效地促进了土壤微生物生物量的增加,可能更为有效地促进土壤微生物群落的恢复.同时,炼山和遮阳网覆盖均不能显著改变土壤微生物生物量碳氮比(P0.05).此外,炼山和覆盖后d 60时3个土壤层次土壤微生物生物量并无显著差异(P0.05),但d 150和d 300,15-30 cm土壤微生物生物量显著低于其他两个土层(P0.05),且以无遮阳网覆盖处理更为明显.     

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.