模拟雪被变化对红桦和四川红杉凋落叶碳氮磷释放动态的影响

凋落叶碳和养分的归还是森林生态系统物质循环的重要环节,且可能受到气候变暖所引发雪被格局变化的影响.通过野外雪被控制（雪被减少和雪被去除）和凋落物分解实验,探究亚高山森林落叶树种红桦（Betula albosinensis Burkill）和四川红杉（Larix mastersiana Rehder&E.H.Wilson）凋落叶分解过程中碳（C）、氮（N）、磷（P）释放动态在各关键时期（雪被形成期、覆盖期、融化期和生长季）对雪被变化的响应.结果表明：红桦和四川红杉凋落叶在分解第一年呈现C释放和N、P累积,其中,C含量减少了8.7%-11.5%,N、P含量分别增加了25.0%-36.4%和21.2%-43.4%.分解一年后,相较于自然雪被,凋落叶C在雪被减少和去除条件下释放更快,而N、P累积更少.不同物种凋落叶在分解过程中表现出不同趋势,红桦凋落叶N、P在冬季即开始呈现富集,而四川红杉N、P的富集延后发生在生长季.另外,混合线性模型和相关性分析结果表明雪被、分解时期、物种及三者之间的交互作用显著影响了凋落叶C、N、P的变化,其释放率与日均温显著相关,且N释放率与凋落叶初始质量显著相...     

温带亚高山针叶林土壤碳循环微生物群落的时空动态

选取参与碳固定的二磷酸羧化/加氧酶基因（cbbM）、有机碳降解的淀粉酶基因（amylase）和纤维素酶基因（cellulase）作为分子标记,用实时定量PCR方法对温带亚高山华北落叶松（Larix gmelinii var.principis-rupprechtii）林、白杄（Picea meyeri）林、青杄（P.wilsonii）林和油松（Pinus tabulaeformis）林土壤碳循环功能微生物类群丰度的时空动态开展研究.结果显示,总碳（TC）、总氮（TN）、总硫（TS）、有机质（OM）和有机碳（TOC）、pH值、铵态氮（NH₄⁺-N）、硝态氮（NO₃^--N）、过氧化氢酶、蔗糖酶和脲酶活性在4种森林土壤中都有不同程度的差异,且有显著的季节变化特征.高海拔华北落叶松林土壤TC、TN、TS、C/N、OM和TOC含量最高,而pH值最低.土壤TC、TN、亚硝态氮（NO₂^--N）含量、蔗糖酶和脲酶活性,与碳循环微生物类群的丰度呈极显著相关.土壤NO₃^--N含量与有机碳分解和固碳微生物类群的相对丰度显著相关;土壤C/N、NO₂^--N、pH值、OM、TOC、过氧化氢酶及脲酶活性,与降解易分解碳（labile C）和难分解碳（recalcitrant C）的微生物类群的相对丰度呈极显著相关.植被类型和季节变化共同影响土壤碳循环微生物类群的丰度,而季节变化是主导因素.植被和土壤环境因子通过调控微生物群落碳代谢功能类群的结构,影响森林土壤碳源-汇的平衡.     

川西亚高山针叶林次生演替对土壤持水量的影响

次生演替己成为川西亚高山针叶林迹地上的主要演替方式之一.选择川西米亚罗林区现有次生演替序列草地、灌丛、次生桦木林、原始针叶林为对象,研究川西亚高山森林采伐迹地次生演替过程中土壤物理性质以及持水性能的变化规律.结果显示,草地、灌丛和次生桦木林与原始针叶林相比,土壤容重差异性显著,分别增加了52.17％、44.93％、17...     

川西亚高山天然次生林生态功能恢复综合评价

川西亚高山原始针叶林遭受大规模采伐后自然恢复形成的次生林已成为该区域的主要森林类型之一,具有重要的生态功能.现有森林生态功能评价大多为水源涵养等单一生态功能,尚缺乏针对多种生态功能的综合评价.采用空间代替时间的方法,以岷江冷杉原始林为参照,基于植物群落学与生物量调查,以及植物和土壤样品采集与测定,分析次生林植物多样性、...     

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...     

人为干扰对川西亚高山针叶林土壤物理性质的影响

研究了川西亚高山针叶人工林在几种不同强度人为干扰下林地土壤物理性质。结果表明，随人为干扰强度的增加，土壤中细土（粉粒、粘粒）和大团聚体数量减少，小团聚体和原生土壤颗粒增加；土壤表层孔隙度减小，尤其是大孔隙明显减少；土壤有效水降低，持水供水能力减弱，渗透系数减小。川西亚高山人工针叶林土壤生态功能随人为干扰强度的增加而减弱，建议在最易受人为干扰的造林地区，最好是在造林初期封山育林。图1表5参13     

汶川大地震后川西亚高山针叶林土壤动物群落变迁

对川西亚高山针叶林土壤动物群落汶川大地震前后的结构特征进行对比研究,旨在通过土壤动物对地震的响应了解地震对川西亚高山针叶林生态系统功能及过程的影响.结果显示,地震后大型土壤动物类群数、个体密度、DG指数均有小幅增长,但无显著差异;中小型土壤动物类群中,湿生土壤动物线虫的个体密度有一定增加,而干生土壤动物蜱螨目、弹尾目的个体密度有一定减少,但均无显著差异;土壤原生动物由7 083个/g鲜土降至625个/g鲜土,有极显著差异(P0.01).研究表明,受地震影响的林地内,不同体型的土壤动物响应不同,其中,大型土壤动物多样性有所增加,主要与微域生境趋于复杂化有关,而小型和微型土壤动物多样性有所减少,则与地下水位的变化有关.图1表2参16     

五台山亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征

为了探究连续海拔梯度上亚高山-高山草甸群落多样性、碳氮磷化学计量特征及其环境适应策略,以五台山南坡自然分布的亚高山-高山草甸群落为研究对象,沿海拔梯度(2 201~3 011 m)设置9个样地,采用相关性分析、偏冗余分析(pRDA)的方法,分析亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征及其与环境因子的关系. 结果表明:在五台山南坡2 201~3 011 m海拔范围内,亚高山-高山草甸群落的Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数、Pielou指数平均值分别为11、2.15、0.87、0.93. 随着海拔的升高,Patrick指数、Shannon-Wiener指数、Simpson指数均呈显著下降趋势,而Pielou指数变化不显著. 群落TC、TN、TP含量平均值分别为461.19、23.32、1.96 mg/g,C∶N、C∶P和N∶P平均值分别为19.99、242.17、12.10. 与全球尺度和草地生态系统区域尺度的研究相比,该区域草甸群落具有相对稳定的TC含量,以及TN、TP含量高和N∶P低的特点,群落水平下相对较低的N∶P(<14)说明草甸群落植物生长更倾向于受氮元素的限制. 随着海拔升高,群落TC含量、C∶N、C∶P沿海拔梯度均呈显著上升趋势,而群落TN、TP含量均呈显著下降趋势,群落N∶P变化不显著. 在海拔梯度上,群落碳氮磷化学计量特征存在差异性,在一定程度上说明了草甸群落对海拔生境的不同适应策略. 偏冗余分析结果表明,环境因子(海拔和土壤因子)分别解释了亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量特征总变化的70.8%和67.8%,海拔因子的解释贡献率大于土壤因子. 研究显示,海拔和土壤因子对五台山亚高山-高山草甸群落多样性和碳氮磷化学计量变化特征存在显著影响,其中海拔因子的影响尤为突出.      

川西高山峡谷区暗针叶林粗木质残体金属元素贮量特征

普遍存在于森林地表的粗木质残体(Coarse woody debris,CWD)是森林生态系统的重要组成部分.金属元素不断在CWD中积累—释放—转移,是认识植物-土壤金属元素循环的关键纽带.因此以长江上游高山峡谷区暗针叶林不同类型不同腐烂等级CWD为研究对象,调查其金属元素含量及贮量特征.结果表明:CWD类型和腐烂等级显著影响金属元素含量.CWD中生物必需非重金属元素(K、Ca、Na和Mg)含量分别介于0.29-2.56、2.41-8.13、0.56-1.65和0.34-1.03 g/kg之间,生物必需重金属元素(Cu、Mn和Zn)含量分别介于1.71-6.00、0.03-1.01和0.06-0.73 g/kg之间,非生物必需重金属元素含量(Cr、Cd和Pb)分别介于3.74-34.54、0.07-3.60和0.73-36.10 mg/kg之间.高山峡谷区暗针叶林CWD生物必需非重金属(K、Ca、Na和Mg)总贮量分别为43.77、220.63、40.78和31.37 kg/hm~2,生物必需重金属元素(Cu、Mn和Zn)总贮量分别为0.12、16.11和9.91 kg/hm~2,非生物必需重金属元素(Cr、Cd和Pb)总贮量分别为0.10、0.16和0.72 kg/hm~2.不同类型CWD金属元素贮量表现为倒木根桩大枯枝枯立木,且不同金属元素在相同类型CWD不同腐烂等级之间基本具有相对一致的变化趋势.可见,CWD是高山峡谷区暗针叶林金属元素重要贮存场所之一,其降解过程中金属元素的释放可能是生态系统元素循环的重要途径.     

川西亚高山暗针叶林恢复初期土壤酶活性研究

研究以川西亚高山暗针叶林恢复过程中初级阶段的鲜类阔叶林（MBLF）、鲜类针阔混交林（MCBLF）和箭竹阔叶林（BBLF）土壤为研究对象,针对不同森林类型采用多点分层[0-10 cm（A层）、10-20 cm（B层）、20-30 cm（C层）和30-40 cm（D层）]采样、测定混合样的方式,研究了不同森林类型不同土层土壤的pH值、有机碳、全氮、全磷含量及脲酶、酸性磷酸酶、淀粉酶、过氧化氢酶、蛋白酶和蔗糖酶活性。研究结果表明,MBLF、MCBLF、BBLF不同土层土壤pH值均低于5.0,有机碳、全氮、全磷含量呈下降趋势,且有机碳、全氮与A层土壤差异显著（P〈0.05）。MBLF和BBLF随土层深度的增加脲酶活性较A层呈显著下降趋势（P〈0.05）,而MCBLF土壤脲酶活性以B、C层活性最高,分别为A层的1.22和1.08倍。蔗糖酶和酸性磷酸酶活性呈现先升后降的趋势,均以MCBLF活性最高;在林型MCBLF和BBLF中,随着土层深度的增加,蛋白酶和淀粉酶活性较A层显著降低（P〈0.05）,而MBLF、MCBLF、BBLF过氧化氢酶活性则一直呈显著下降趋势（P〈0.05）,D层过氧化氢酶活性分别为A层的60.21%、73.37%和46.84%。