氮添加对典型阔叶红松林凋落叶分解及养分释放的影响

为探索氮添加对原始阔叶红松林凋落叶分解及养分动态的影响,以红松、枫桦、水曲柳及3个树种混合凋落叶为研究对象,采用凋落物袋法,进行了2年的分解试验。施N水平分别为N0(0 kg/(hm2·a))、N1(30 kg/(hm2·a))、N2(60 kg/(hm2·a))和N3(120 kg/(hm2·a))。结果表明:施N对混合凋落叶分解影响显著(P0.05)。凋落叶质量残留率与其基质N含量呈显著负相关,与碳含量及C/N比均为显著正相关。施N促进凋落叶N含量升高,凋落叶P含量受时间和N处理交互作用影响显著。施N促进水曲柳凋落叶N、P释放,抑制红松、枫桦和混合凋落叶N、P释放。N3处理抑制红松凋落叶C释放,促进水曲柳凋落叶C释放,N1处理促进水曲柳与混合凋落叶C释放。说明N处理能够调节养分释放模式,并对森林生态系统C及养分循环有显著调控作用。      

长期施氮和降水减少对长白山阔叶红松林凋落物量的影响

为了解持续氮沉降和降水减少条件下森林群落凋落物的量变化及其时间动态,以长白山阔叶红松林为研究对象,利用收集器法于2015年生长季(6—10月)对长期氮添加和降水控制实验平台3种不同处理样地(对照、施氮和减水施氮)内的凋落物进行了研究。主要分为红松叶、蒙古栎叶、其他树种叶、花果皮屑、枝5部分。本研究将凋落系数作为衡量林分生产凋落物能力的大小,比较各处理间凋落物的“净”差异。结果显示:各处理样地生长季内叶凋落量所占比重较大,可达到79%~81%,而枝和花果皮屑所占比重为19%~21%;凋落节律呈单峰型,凋落量峰值主要集中在9—10月份,降水减少会使其他树种凋落物的凋落期提前;不同组分凋落物对氮水控制响应不同,氮添加显著降低红松叶凋落物产量,降雨减少显著提高了总叶凋落物产量,减水施氮显著提高了其他树种叶凋落产量,而氮水控制对蒙古栎、枝和花果皮凋落物产量影响不显著;氮添加会抑制针叶树种的凋落物量,促进阔叶树种的凋落量,降水减少会促进各组分凋落物量。      

模拟氮沉降对华西雨屏区苦竹林凋落物基质质量的影响

凋凋落物基质质量是影响凋落物分解速率的决定性因子之一,本研究旨在探究模拟氮沉降对苦竹林凋落物基质质量的影响。2007年11月至2010年12月每月一次连续对华西雨屏区苦竹人工林进行了模拟氮沉降试验,施氮水平分别为：低氮（5 g N?m–2?a–1）,中氮（15 g N?m–2?a–1）和高氮（30 g N?m–2?a–1）。在施氮2 a后,于2010年1月开始收集各样方的凋落物样品,连续收集12个月,分析测定凋落物基质质量。结果表明：施氮显著增加了凋落叶中N、P元素含量,中氮处理显著增加了凋落枝中N元素含量,中氮和高氮处理均显著增加了凋落枝中P元素含量;施氮对凋落物中C元素含量影响很微弱,显著降低了凋落叶中的C/N,中氮处理显著降低了凋落枝中的C/N,对木质素和纤维素含量均未造成显著影响。由于模拟氮沉降增加了苦竹凋落物的N、P含量,降低了其C/N,因此氮沉降可能会促进苦竹凋落物的初期分解速率。     

水、氮耦合对阔叶红松林叶凋落物分解的影响

以长白山阔叶红松林优势树种红松、蒙古栎、色木槭、水曲柳、紫椴的叶凋落物为研究对象,定量模拟加水、加氮、凋落物量对凋落物分解和土壤碳氮过程的影响。结果表明:加氮处理对凋落物分解没有显著影响, 凋落物量增多使分解率下降, 加水处理显著促进水曲柳凋落物的分解。培养结束后,凋落物的氮质量分数增加、碳质量分数和C/N降低,凋落物残体的δN值因凋落物种类、水氮处理的不同而不同,δC值下降, 土壤的碳、氮质量分数增加,δN值无显著变化,δC值和C/N下降。      

杉木人工林凋落物分解对氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落叶分解对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理:N0（0 kg/(hm2·a),对照）、N1（60 kg/(hm2·a)）、N2（120 kg/(hm2·a)）、N3（240 kg/(hm2·a)）,每种处理重复3次。经660 d分解后,N0、N1、N2、N3处理凋落物残留率分别为24.58%、21.99%、15.46%和25.17%,分解系数分别为0.776 4、0.807 6、1.018 8和0.760 8,95%的凋落物分解所需时间分别为3.99、3.95、3.06和4.11年,表明N1、N2 促进了凋落物的分解,而N3则表现出一定的抑制作用。模拟氮沉降在一定程度增加了凋落叶中的氮含量,从而降低了碳氮比。除N3处理外,凋落物分解系数与凋落物中的氮含量呈显著的正线性关系,而与碳氮比呈负相关。      

氮沉降对长白山两种主要针叶树种凋落物分解的影响

以长白山2种针叶树种红松和红皮云杉的凋落物作为实验材料,以NH4NO3作为外加氮源,研究不同外源氮输入对凋落物早期分解的影响。在60d实验室培养过程中,对凋落物样品的呼吸速率、样品分解量和样品分解前后基本性质的测定结果进行了分析。结果表明:外源氮输入极大地促进了凋落物CO2和N2O的呼吸;凋落物分解量、残留物中的木质素和N的质量分数随着外源氮梯度增加均显著增加,但残留物C的质量分数并没有发生显著变化;通过对凋落物呼吸和施氮前后凋落物性质的对照分析,得出氮沉降加速了2种凋落物早期的分解过程。     

模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响

通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2a),N0),低氮(50 kg/(hm2a),N1),中氮(100 kg/(hm2a),N2)和高氮(150 kg/(hm2a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03 年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松--辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松--辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。      

红松、蒙古栎和色木槭凋落物混合分解研究

以位于中国东北吉林蛟河的天然红松阔叶林森林生态系统为研究对象,针对其中主要树种的凋落物分解速 率和分解过程研究中的几个关键问题进行了探讨。研究内容包括该生态系统中常见的红松、蒙古栎和色木槭的凋 落物的分解速率,在分解过程中的养分动态和凋落物的混合效应及其机制等。本研究使用的具体方法为凋落物降 解袋法。结果表明:1)凋落物中各种营养元素的初始含量差异显著,其中初始氮、磷含量与凋落物的分解速率呈正 相关。2)不同树种凋落物的失重率之间差异显著,且均随时间进程增大,但是和时间不成线性关系。3)在整个分 解进程中,凋落物的分解速率开始时明显升高,中后期以后逐渐平稳。4)单一凋落物分解中,阔叶凋落物的分解速 率高于针叶的分解速率。5)395 d 的分解进程中,有机碳(C)、全氮(N)、全磷(P)、全钾(K)含量呈动态变化, N 和 P 均表现出富集现象,N 在短期富集后强烈释放;C 和K 表现为净释放;C/ N 持续下降。6)红松 蒙古栎和红松 色 木槭混合凋落物对分解速率产生显著的混合效应; 混合凋落物对分解过程中的养分动态, 尤其是P 和N 元素具有 显著的混合效应, 而混合效应的方向(正或负)和强度是十分复杂的;混合效应是否能发生及其发生的方向主要是 由组分凋落物的特点来决定的。      

模拟外源性氮磷对尾叶桉和马占相思混合凋落叶分解的影响

以广东省云勇林场尾叶桉(Eucalyptus urophylla)和马占相思(Acacia mangium)的混合凋落叶为材料,采用尼龙网袋分解法,设置对照(CK)、施N(N 10g·m~(-2))、施P(P 5g·m~(-2))、施N+P(N 10g·m~(-2)+P 5g·m~(-2))4种处理,研究了外源性氮、磷对凋落叶分解和凋落叶分解残留物中N、P、K含量动态的影响。结果表明,施N处理对尾叶桉和马占相思林下混合凋落叶分解多为抑制作用,施P和N+P处理能起到加快凋落叶分解的作用。尾叶桉和马占相思林下各处理的凋落叶分解残留物的N含量、施P和N+P处理的凋落叶分解残留物的P含量在分解过程中总体呈现波动上升的趋势,而各处理的凋落叶分解残留物的K含量变化规律不明显。建议该地区适当施用P肥,促进凋落物的分解和养分释放,以达到增加土壤肥力,促进林分生长的目的。     

外源氮输入对长白山红松凋落物早期分解的影响

该文研究了外源氮对长白山红松凋落物早期分解的影响，并对不同海拔红松凋落物分解过程对外源氮输入的响应进行了比较.实验共包括3个外源氮梯度（0、30和50 kg/(hm2·a)，NH4NO3）.13周的培养实验后，研究结果表明，在红松凋落物分解的初期阶段，外源氮输入促进了其分解过程（P0.05），接受高外源氮输入样品的分解量和呼吸速率显著高于低外源氮和对照样品；内源氮并不是影响不同海拔红松凋落物分解的主要因素, 木质素含量才是控制其分解的主要因子；外源氮对凋落物可溶性有机碳(DOC)的淋失都没有显著影响，而对可溶性有机氮(DON)淋失量的影响存在很大的不确定性.研究发现，尽管有部分外源氮淋失，但凋落物仍可以通过固持作用截留40%～55%外源氮，随着外源氮输入的增加其截留量也随之增加.      

外源性氮和磷对尾叶桉凋落叶分解的影响

通过研究外源性氮和磷对尾叶桉(Eucalyptus urophylla)凋落叶分解速率、分解过程中N、P含量变化的影响,为森林养分管理提供科学依据。采用尼龙网袋分解法,在广东的尾叶桉林内建立4块5 m×5 m的小样地,放置凋落叶样品,测定其分解速率和N、P含量变化。结果表明,外源性N在试验前期分解速率有促进作用,后期阻碍了凋落叶分解。24个月时对照、施N、P和N+P的凋落叶残留量分别为初始重量的0.23%、1.59%、0.19%和0.49%。凋落叶分解24个月时尾叶桉林地各处理的凋落叶N、P含量均大于初始值,对照、施N、P和N+P的凋落叶N的残留量分别为初始N重量的0.54%、2.41%、0.35%和0.81%,凋落叶P的残留量分别为初始P重量的0.48%、1.74%、0.56%和1.52%,表明4种处理的凋落叶N和P均为释放模式。施N抑制尾叶桉凋落叶的分解,而施P及N+P促进其凋落物的分解,表明施用P肥可以促进尾叶桉凋落叶的分解和养分循环。     

油松叶凋落物分解速率、养分归还及组分对间伐强度的响应

研究密度对叶凋落物基质物质及分解速率的影响具有重要意义。2002年在北京市延庆县营盘村附近中山,对造林密度为3 130株/hm2的18年生油松人工林设置0、35.7%、49.2%、64.2% 4个间伐强度的处理,3年后,应用分解网袋法比较叶凋落物分解速率、养分归还及初始物质的变化。结果表明:①样地Ⅰ～Ⅳ油松叶凋落物年分解速率分别为25.81%、26.25%、27.68%和25.96%,周转期为10.04、9.84、9.24和9.97年,用分解速率来评价间伐效果可行。②在分解的前2个月,N、P、K、Mg等迅速释放;在观测的14个月内,叶片N、Mg归还呈释放 固定交替规律,P、K呈释放-固定-稳定趋势,4个样地油松Ca的归还规律均不相同。③样地Ⅰ～Ⅳ油松叶凋落物归还的养分分别为10.806、31.016、31.798和39.365 g/kg。样地Ⅰ的叶凋落物质量较差,N、Ca在分解的14个月内分别固定了2.567和0.767 g/kg。④间伐能降低叶凋落物木质素/N、C/N,加速凋落物的分解速率。⑤间伐增加叶凋落物中粗灰分含量,从而有效克服了因分解速率加快而伴生的向土壤中返还大量单宁、树脂等酸性物质的矛盾。⑥叶片中木质素/N、C/N和粗灰分是评价间伐效果的较好指标。      

间伐对华北落叶松林凋落物分解的影响

  目的  凋落物是森林生态系统中养分循环的重要组成部分,凋落物的分解及其伴随的养分释放和土壤有机物结构的变化是森林生态系统运作的一个重要方面。采取措施加快凋落物分解,对于加快养分归还、促进林木生长具有十分重要的理论及现实意义。  方法  以河北省塞罕坝机械林场中4种间伐强度的华北落叶松人工林为研究对象,采用凋落物分解袋法布设凋落物,分别测定0（CK）、15%、20%、30% 4种间伐强度下（以下分别简称为CK、15%、20%、30%）凋落物、有机质、全碳（C）、全氮（N）、全磷（P）、全钾（K）的残留率等8项物理和化学养分指标,采用双因素方差分析及Duncan多重比较等方法研究华北落叶松凋落物的分解速率及养分动态变化。  结果  （1）间伐显著降低了华北落叶松凋落物的残留率,到2015年9月,残留率大小分别为:CK > 30% > 20% > 15%;（2）不同间伐强度下,华北落叶松凋落物分解速率大小依次为:15% > 30% > 20% > CK,其中,30% 和20%间伐强度下分解速率差异不大。（3）间伐强度和时间发生对有机质、C、N、P残留率有交互作用,且影响极显著,而K残留率几乎不受间伐强度影响。华北落叶松凋落物中的N、P残留率与分解速率呈显著正相关（P < 0.01）。凋落物中的N残留随时间增加发生淋溶?富集或富集的过程,P残留随时间增加发生淋溶?富集?释放或富集?释放的过程,而K残留随时间增加发生释放?富集的过程。（4）华北落叶松凋落物中C/N和C/P值与分解速率具有极显著相关性。其中,分解速率与C/N值呈中强度负相关、与C/P值呈显著负相关。到试验结束时,相较于CK和30%的间伐强度,15%和20%间伐强度下的C/N和C/P下降值更大,更有利于凋落物分解。  结论  间伐对塞罕坝华北落叶松凋落物的分解产生显著影响,其中,15%的间伐强度能最大限度地促进华北落叶松凋落物的分解。      

氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制

氮沉降持续增加背景下土壤C∶N∶P化学计量比和pH环境等的改变及其可能的土壤微生物学机制已经成为陆地生态系统与全球变化研究的新生长点和科学研究前沿.以生态化学计量学和土壤微生物生态学为理论基础,综述了氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响及其微生物学机制的基本理论、最新进展、研究热点与难点,旨在促进全球变化背景下陆地生态系统地下生态学的研究.氮沉降持续增加会导致森林生态系统磷循环加速,导致磷限制.氮沉降不但改变森林土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比和降低土壤pH值,而且改变土壤微生物生物量碳氮磷、细菌、真菌和放线菌的组成以及影响碳氮磷分解的关键酶活性.氮沉降对森林土壤有机质和凋落物分解的影响表现为促进、抑制和无影响,其影响的差异可能来源于微生物效应的不同.叶片在凋落前有显著的氮磷养分回收,但是根无明显的养分回收,造成土壤有机质和凋落物的C∶N∶P化学计量比存在明显差异.基于DNA/RNA等分子生物学方法为土壤微生物生态学研究提供了强有力的手段,将促进氮沉降对森林土壤有机质和凋落物化学计量比改变的微生物学机制研究.     

降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响

  目的  凋落物分解是森林生态系统物质循环和能量流动的重要环节。探究降雨减少对油松人工林凋落叶分解的影响,有助于理解油松人工林碳（C）氮（N）循环对降雨减少的响应,可为气候变化情景下人工林生态系统功能预测与评估提供科学支撑。  方法  以北京八达岭林场油松人工林为研究对象,采用野外控制实验,通过设置3个减雨水平（100%减雨、50%减雨和对照）,对比分析不同处理下油松人工林凋落叶分解过程中的质量损失和C、N动态。  结果  布设分解袋5个月后（2018年5—10月）,100%减雨处理下的油松凋落叶未见质量损失,甚至出现微弱的物质积累;50%减雨处理下的凋落叶质量残留率、C残留率和N残留率分别为75.75%、49.31%和71.00%;对照下分别为73.18%、51.92%和75.50%。凋落叶质量和C、N残留率在50%减雨处理和对照间差异不显著。50%减雨处理和对照下的年分解速率k分别为0.64和0.92。油松凋落叶月分解速率与土壤含水量之间呈显著正相关。50%减雨处理和对照下的油松凋落叶N元素呈现出先富集（6月）后释放（7—10月）的动态。  结论  在北京油松人工林中,降雨减少对油松凋落叶分解的影响依赖于降雨减少的程度,在轻度和中度干旱下其分解速率仅略微下降,且C、N动态基本维持不变;而严重干旱下其分解速率和C、N周转均受到强烈制约。