氮沉降与生物炭对土壤可溶性有机质的影响

利用盆栽实验,探讨氮沉降与生物炭（BC）施用对杉木幼苗土壤可溶性有机碳（DOC）含量和可溶性有机质（DOM）光谱学特征的短期影响.氮沉降处理为0（对照）、40（低氮）和80kgN/（hm²·a）（高氮）,在不同氮沉降下BC施用水平分别为0（对照）、12（低量BC）和36t/hm²（高量BC）.结果表明：相比对照处理,单独低氮与单独高氮处理3个月后土壤pH值分别下降了0.06和0.09（P<0.05）,但单独施用BC和氮沉降背景下施用BC处理的土壤pH值均呈上升趋势,增加了0.32~0.94（P<0.05）.与对照处理相比,单独低氮处理的土壤DOC含量显著降低,单独高氮处理的则显著升高且DOM结构趋于简单;单独施用BC和氮沉降背景下施用BC处理中,低量BC处理的土壤DOC含量无明显变化,但高量BC处理的显著提高了30.1%~95.6%,并且DOM结构趋于复杂.冗余分析发现,土壤pH值是导致不同处理DOM存在差异的关键因素.因此,氮沉降背景下施用高量BC短期内可以减缓土壤酸化,提高土壤DOC含量并使DOM更加稳定.     

人工林与其紧邻农田中野生植物与土壤线虫群落特征对比

我国北方农耕区休耕地种植杨树现象较为普遍,但是人工林对农业生态系统中生物多样性的保护作用却鲜有关注.在山东省宁津县选取3块样地,均为休耕地种植杨树林且紧邻小麦玉米轮作田,对比人工林下、田埂及农田内的草本植物群落特征、土壤线虫群落特征及土壤化学性质,以探究人工林对农业生态系统中生物多样性的作用.结果表明:①植物样方总物种数和样方平均物种数均呈现农田 < 距田埂30 m人工林下 < 距田埂10 m人工林下 < 田埂 < 距田埂20 m人工林下 < 距田埂5 m人工林下的变化规律,其中,距田埂5 m人工林下植物样方总物种数为21种,农田内11种.人工林下草本植物群落多样性指数、丰富度指数均显著高于农田内杂草植物群落相应指数（P < 0.05）.②农田、田埂及距田埂5 m的人工林下的土壤线虫组成存在差异,农田和人工林下土壤线虫优势属为头叶属（Cephalobus）,而田埂中为真头叶属（Eucephalobus）.土壤线虫群落多样性指数、成熟指数、植物寄生线虫成熟指数及线虫通路比在人工林下、田埂和农田之间差异均不显著（P≥0.05）,土壤线虫均为耐环境压力类群.③人工林下与农田土壤中总氮（TN）、总碳（TC）含量差异不显著（P≥0.05）,而田埂和人工林下土壤碳氮比（C/N）显著高于农田内（P < 0.01）,表明林下和田埂土壤中有机物分解矿化速度低于农田内.土壤TN含量、TC含量、C/N和pH均与植物群落具有显著关联,而对土壤线虫群落均无显著影响.研究显示,在我国北方休耕地种植杨树林,对于农业生态系统中草本植物多样性保护具有积极作用,但是难以在几年内有效地改善土壤质量.      

抚育对粗枝云杉人工林生长和空间结构的影响

森林抚育是实现人工林科学、高效、可持续经营的基本要求。以甘肃省沙滩国家森林公园云杉（Picea asperata）人工林为研究对象,设置幼龄林和中龄林两个试验区,对5种抚育方式后的林分生长情况和空间结构特征进行6 a连续调查分析。结果表明,封禁（FJ）、卫生伐（WF）、机械疏伐 [隔一伐一（JF1）、隔二伐一（JF2）]、生态疏伐（SF）后,幼龄林林分的平均胸径、单株材积和蓄积6 a生长量均较对照显著增加,平均胸径分别比对照高-0.3、0.2、2.1、4.5、2.3 cm,单株材积6 a生长量分别是对照的1.2、1.1、4.0、7.8、10.2倍,蓄积6 a生长量分别是对照的1.5、1.4、1.8、8.1、10.4倍。中龄林阶段,FJ、WF、JF1、JF2、SF实施6 a后平均胸径分别比对照高0.2、0.3、2.8、2.6、1.6 cm;抚育明显地增加了林分的蓄积量生长量,除JF1为负增长-16.8 m³/hm²外,FJ、WF、JF2、SF分别是对照的2.1、2.6、11.7、18.2倍,且SF最有利于增加林分蓄积。抚育对林木隔离程度作用效果不显著,对林木大小分化程度影响较小,林分平均角尺度值显著减小,左侧频率之和大于右侧接近正态分布,林分空间格局调整为随机分布或均匀分布;抚育对中龄林林分大小比和角尺度的调节作用优于幼龄林。综合分析得出,云杉人工林高效抚育方式为：密度为4 500~4 800株/hm²幼龄林采用SF、JF2均可,经营密度宜为3 200~3 500 株/hm²;密度为1 630~ 2 151株/hm²的中龄林只能采用SF以加快胸径、蓄积生长,留存密度以1 500株/hm²左右为宜。     

我国棉花合理布局的定量分析

根据棉花布局的目标和发展规模的制约因素,设计了三个指标,对我国棉花合理布局,进行了定量分析。棉花布局指数是从全国种植业层次衡量各地单位棉田布局的增产效益指标,其分布特点是;全国北高南低,北方平原高于山区,南方山区高于平原。根据棉花纤维品质综合评价值可知,我国各地棉花品质的优劣依次为;新疆,江汉平原,长江下游,黄淮海平原,辽河流域和西南地区。     

中昆仑山形成时代与隆升幅度——基于夷平面与磷灰石裂变径迹研究

青藏高原北缘蚕眉山地区为主夷平面残留区(属高原腹地),有关火山岩年龄揭示夷平面于13 Ma前已基本形成,并于3.7Ma前解体。在中昆仑山前山和后山分别获得(4.2±0.8)Ma和(3.9±0.6)Ma的磷灰石裂变径迹年龄。夷平面解体年代和磷灰石裂变径迹年龄指示一次明显的构造抬升,并与青藏运动A幕相对应。进一步的地貌-沉积分析表明,昆仑山北面山前盆地上新世—早更新世沉积的厚度巨大的西域组砾岩主要来源于昆仑山的剥蚀作用,证明昆仑山4 Ma左右开始即相对南面高原腹地大幅隆起。根据磷灰石裂变径迹年龄,推算昆仑山区已剥蚀掉的古夷平面(虚拟面)对应现代海拔高度约为8 200 m,而现代高原腹地夷平面残留实体海拔为5 200 m左右,据此计算出昆仑山4 Ma以来较高原腹地(蚕眉山地区)相对抬升了约3 000 m。     

Effect of fertilizer and water content on N2O emission from three plantation soils in South China

Introduction Nitrousoxide(N2O)isoneofthemostimportantgreen housegases,whichcontributestoglobalwarmingand consumptionofO3inthestratosphere(Breuer,2000,Solomon,1999).N2Oconcentrationincreasesatarateof0.25%peryear,57%ofwhichisderivedfromthesoildue tonitrific…     

Effects of soil warming and nitrogen deposition on leaf and soil stoichiometric characteristics of Cunninghamia lanceolata saplings北大核心CSCD

Warming and nitrogen deposition directly or indirectly affect the plant-soil element cycle under global change. To examine the effects of warming and nitrogen deposition on leaf and soil carbon (C), nitrogen (N), phosphorus (P) contents, and their stoichiometric ratios in Cunninghamia lanceolata saplings, four types of treatments were assigned: control (CT), warming (W, + 4 ºC), nitrogen deposition (N, 40 kg ha-1 a-1), and warming + nitrogen deposition (WN) treatments. The results showed that: (1) compared with CT, W treatment significantly decreased leaf P content by 54.54% and increased leaf C/P and N/P by 85.26% and 83.39%, respectively; WN treatment significantly decreased leaf C content and P content by 1.99% and 51.03%, respectively, but increased the leaf C/P by 68.01% with no significant differences in leaf N content among treatments. The leaf N/P ratio of each treatment was less than 10, but that of the W and WN treatments were closer to 10 than that of the CT treatment. Meanwhile, W and WN treatments significantly increased tree height. (2) No significant differences were observed in soil total carbon (TC), total nitrogen (TN), and total phosphorus (TP) contents among treatments. Compared with CT, W treatment significantly decreased soil C/N by 4.09%, while neither W nor WN treatment affected soil C/P and N/P. W treatment increased the available soil content compared to CT treatment. (3) The correlation analysis showed that leaf N content was significantly negatively correlated with soil C/N in the CT treatment; in the W treatment leaf N content and N/P were significantly positively correlated with soil TN and TP content, respectively. Leaf N content was significantly negatively correlated with soil TC and TN in the N treatment, and leaf contents had no significant correlation with soil C, N, and P contents or their stoichiometric characteristics in the WN treatment. This study showed that N limitation still exists in C. lanceolata saplings. Warming and the interaction between warming and nitrogen deposition could alleviate N limitation and promote the growth of C. lanceolata. © 2022 Authors. All rights reserved.     

川西亚高山云杉叶凋落物质量损失过程及土壤生物的作用

采用分解袋法,研究了川西亚高山云杉纯林与混交林叶凋落物的质量损失过程及土壤动物与微生物的作用。结果如下:(1)云杉叶凋落物分解过程中,土壤动物数量总体呈下降趋势,即土壤动物主要在分解前期发挥作用,其中,大型土壤动物早期以植食性的蛴螬为主,中期以捕食性的石蜈蚣为主,后期以腐食性的马陆为主;中小型土壤动物始终以螨类、跳虫和线虫为优势类群;相关分析表明线虫数量与云杉叶凋落物分解速率相关性最大,大型土壤动物次之。(2)云杉叶凋落物分解过程中,微生物数量总体呈上升趋势,即土壤微生物主要在分解后期发挥作用,进一步相关分析表明真菌数量与云杉叶凋落物分解速率相关性大于细菌和放线菌。(3)云杉纯林叶凋落物分解速率低于混交林,其中分解3、15、21、24个月时,纯林小孔径分解袋失重率分别为混交林的65.51%、95.73%、98.91%、94.8%,大孔径分解袋失重率分别为混交林的89.83%、92.95%、98.13%、97.13%,即,两类林分小孔径分解袋及凋落物分解前期失重率差异更为明显,表明凋落物分解速率既受底物质量的影响,也和参与分解的土壤生物有关,其中与线虫、大型土壤动物及真菌的数量相关性最大。     

山西高原落叶松人工林土壤呼吸的空间异质性

基于对华北落叶松(Larix principis-rupprechtii)人工林样地3个取样尺度(4、2、1 m)土壤呼吸(Rs)及其影响因子的观测,运用传统和地统计学的方法分析了Rs的空间变异性及其与影响因子之间的内在联系.传统统计分析表明:Rs及其它相关因子的空间变异均属于中等变异;Rs与10 cm、15 cm深度的土壤温度(T10、T15)和全氮(N)呈极显著正相关(P0.01),与凋落物含水量(Lm)呈显著正相关(P0.05),与碳/氮比(C/N)呈显著负相关(P0.01),与5 cm深度的土壤温度(T5)、土壤水分(Ws)、凋落物量(Lw)和全碳(C)相关性不显著(P0.05);多元逐步回归分析表明:Lm、T10、N和Ws这4个因子能解释土壤呼吸空间变化的36%.地统计学分析表明:Rs具有中等程度的空间自相关性,随机部分引起的空间异质性占39.5%,结构因素占60.5%,气候、地形、土壤等结构因素起着主导作用;不同土壤指标的变程不相同,Rs和T10的变程差异不大,在25 m左右;土壤各指标的分维数大小依次为:Lw(1.95)=C/N比(1.95)N(1.91)C(1.89)Rs(1.78)Lm(1.77)Ws(1.69)T10(1.42).Rs的空间分布模式与T10、Lm、C和N的空间分布模式较为一致,而与Ws、C/N比的空间分布模式不同;在同一置信水平和估计精度下,不同土壤指标的必要采样数量不相同,取决于该指标的空间变异程度.     

岷江下游小型集水区3种人工林对降雨重金属含量的影响

为了解人工林对大气污染物质的过滤作用,分析研究了2011年11月10日到2012年3月4日期间7次降雨中,岷江下游 (五通桥段)一个小型集水区中水杉人工林、杉木人工林和巨桉人工林穿透水和树干茎流中的4种重金属 (Cd、Cu、Pb、Zn)含量特征.结果表明,3种人工林大气降雨、穿透水和树干茎流重金属含量呈现一致的规律,按平均值大小排列为:Zn>Pb> Cu >Cd.3种人工林穿透水重金属含量差异不显著,水杉人工林与杉木人工林树干茎流中重金属Cd、Cu和Pb含量存在显著差异.巨桉和水杉人工林对重金属Cd和Zn有较强的过滤作用,杉木林和巨桉林对重金属Cu和Pb的过滤作用较强.Pb在3种人工林中的含量均超过国家《生活饮用水卫生标准》.3种人工林穿透水和树干茎流Cd、Pb和Zn的淋溶系数小于1,为负淋溶,杉木树干茎流Cu的淋溶系数大于1,为正淋溶.大气降雨重金属含量与降雨量之间存在显著的负相关关系,水杉人工林穿透水Cu含量、杉木人工林穿透水Cd和Cu含量、巨桉人工林穿透水和树干茎流Cd和Cu含量与降雨量之间存在显著的负相关关系.