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。     

有机肥中不同形态氮及可溶性有机碳在土壤中淋溶特性研究

通过室内土柱模拟淋溶试验比较了两种供试土壤加入等量氮素后,化肥处理(硫酸铵溶液)和有机肥提取液处理淋溶过程中不同形态氮及可溶性有机碳(DOC)在土壤中的淋溶迁移特性.结果表明,加入硫酸铵溶液后两个土壤氮素累积淋火量较未施肥清水对照无明显变化,肥料氮的淋失量占氮总淋失量的比例在2.31%～8.68%之间;而加入有机肥提取液后淋出的氮量显著增加,肥料氮占氮总淋失量的比例达65.7%～76.4%.有机肥处理淋失的氮素形态以可溶性有机氮(DON)为主,其次为硝态氮和铵态氮;而化肥处理氮素淋失形态以硝态氮为主(85.2%～88.8%),其次为可溶性有机氮DON(7.9%～10.2%),铵态氮所占比例最低(3.3%～4.6%).有机肥处理DOC和铵态氮的淋失量也显著高于化肥处理.因此,有机肥中可溶性养分特别是可溶性有机碳、氮在土壤中的淋失值得关注.     

氮沉降和干旱对阔叶红松林凋落物分解的影响

氮沉降和降水减少耦合作用对我国北温带森林凋落物分解的影响还知之甚少,通过常规的凋落物分解袋法进行了对照(CK)、施氮(N, 50 kg/(hm·a))、降雨减少(RP,-30%)和降雨减少加施氮(RP+N)4个处理对长白山阔叶红松林主要树种叶凋落物分解和碳、氮元素动态影响的研究。结果表明:凋落物分解95%需要6.025～15.167年,椴树的分解速率最快,其次是蒙古栎,红松最慢,三者混合后分解率介于期间。分解系数结果显示:施氮能在一定程度上促进紫椴叶凋落物的分解, 施氮对红松凋落物和混合凋落物分解则表现出抑制作用, 降雨减少对分解表现为明显的抑制作用,干旱情况下施氮后4种凋落物的分解系数介乎氮沉降和降雨减少两者之间,说明氮沉降和降雨减少存在交互作用。总体看来,氮沉降对凋落物分解和氮元素含量有一定的影响,并且与分解阶段和凋落物种类有关,降水减少对凋落物分解和碳氮元素比值具有显著的抑制作用。      

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。      

人工施氮对杜仲凋落叶异地分解过程的影响

影响凋落叶分解的环境因素有很多,其中氮素的施加是影响凋落物分解最为明显的因素之一。本研究通过测定杜仲凋落叶失重率、菌呼吸量、生物量及木质素纤维素降解酶活性,采用外源施氮的方法对杜仲凋落叶在异地分解的过程进行分析,以期为杜仲叶中杜仲胶的提取提供一定的数据支持。结果表明:1外源硝态氮(Na NO3)的输入抑制了杜仲叶的异源分解,降低了分解速率;2输入适量的铵态氮(NH4Cl)将提高杜仲叶的分解速率。本实验中,当铵态氮浓度为6 g/m2·year时,杜仲叶经分解,木质素剩余率最少,酶活性及菌呼吸量都较大,显示促进了分解过程。     

四川龙溪-虹口常绿阔叶林凋落物与土壤碳、氮、磷化学计量特征分析

以龙溪虹口海拔873～2 211 m的常绿阔叶林为研究对象,通过野外采集和室内分析,探讨了常绿阔叶林土壤与凋落物有机碳(C)、氮(N)、磷(P)生态化学计量特征对海拔、土层和森林类型的响应特征。结果表明:①随着海拔的上升,不同土层的土壤和凋落物有机碳、氮、磷含量均呈现出增加的趋势;土壤和凋落物有机碳、氮、磷含量与海拔呈极显著正相关关系。②土层厚度与土壤N/P和C/P显著负相关,海拔和森林类型与凋落物C/P显著负相关,森林类型仅与凋落物N/P显著负相关。③研究区内土壤和凋落物C/N高于中国森林系统土壤和凋落物C/N,表明凋落物分解速度较慢,矿化和腐殖化程度较低,土壤硝酸盐淋溶风险较低,养分贮藏能力较好。土壤氮、磷含量与凋落物C/N和C/P显著负相关,说明该地区凋落物分解受土壤氮、磷元素共同的限制。研究结果可为探讨森林土壤养分供应和限制因素以及研究区域内土壤质量评价和森林管护提供科学依据。     

模拟氮沉降对季风常绿阔叶林凋落物碳氮组分的影响

【目的】探究季风常绿阔叶林凋落物对氮沉降增加的响应规律。【方法】设置4个氮添加水平:对照、低氮、中氮和高氮,其年添加氮量分别为0、35、70和105 kg·hm~(–2),分干、湿季收集凋落物样品,并进行碳、氮组分含量分析。【结果】随氮添加量的上升,凋落物总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量显著增加,且WSOC/TOC质量比具有上升趋势。氮添加未显著改变酸不溶组分碳(AIFC)含量以及AIFC/TOC质量比,但与对照比较均具有下降趋势。不同的氮添加处理均未显著改变凋落物总氮(TN)、水溶性氮(WSN)和酸不溶组分氮(AIFN)含量,以及WSN和AIFN占TN的比例。短期氮添加对凋落物C/N质量比和AIFC/AIFN质量比无显著影响,但显著增加干季的WSOC/WSN质量比。【结论】氮沉降促进了季风常绿阔叶林凋落物中可溶性有机碳的积累,这可能有利于可溶性有机物转入土壤中,从而影响生态系统中的养分循环。     

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。      

小兴安岭红松混交林凋落物现存量月动态

[目的]研究小兴安岭地区原始红松混交林（红松针叶混交林和红松阔叶混交林）凋落物现存量的动态变化。[方法1采用直接收获森林凋落物和烘干称重法进行分析研究。[结果]红松针叶林和红松阔叶混交林凋落物现存总量分别为19．4324～27．2488t／hm2,21．2450—24．2791t／hm2。红松针叶混交林凋落物现存总量及各层量均在9月最高,7月最低,腐殖质层显著高于未分解层和半分解层。红松阔叶混交林凋落物现存总量、未分解层和半分解层凋落物现存量均在10月份最高,7月最低,腐殖质层现存量在各月之间差异不显著;除10月份外,各月凋落物现存量均表现出未分解层显著高于半分解层和腐殖质层。红松针叶混交林未分解层、半分解层和腐殖质层现存量之间呈极显著相关;红松阔叶混交林未分解层与半分解层凋落物现存量极显著相关,与腐殖质显著相关。[结论]凋落物总现存量和各层凋落物量月动态变化与树种群落有关。     

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。      

应用15N示踪研究毛白杨苗木对不同形态氮素的吸收及分配

为探讨毛白杨苗木对不同形态氮素的吸收、分配及利用特性,以毛白杨新无性系83号插条苗为试材,于2007年3—9月在北京林业大学苗圃,应用15N示踪技术测定在相同施氮量下毛白杨苗木对硝态氮（NO3 15N）和铵态氮（NH4 15N）的吸收率、利用率及分配率等指标。结果表明:①施肥后28 d,苗木对两种氮肥的吸收利用达到最大值,其中,标记NO 3 15N肥吸收率为036 g/株,利用率达35.98% ;标记NH4 15N肥吸收率为0.15 g/株,利用率为14.53%。②苗木NO3 15N肥平均利用率（ 19.75%）约为NH4 15N肥（7.95%）的2.5倍 。③施肥后各个时期,全株的NO3 15N肥Ndff 值均显著大于NH4 15N肥。各器官对NO3 15N肥的征调能力明显高于NH4 15N肥,茎对肥料征调的竞争能力最强,其次为叶和根。④氮素分配率在各器官中差异显著（P0.05 ）,总体趋势为叶根茎。叶中NO3 15N的分配率均高于NH4 15N,根中储存的氮素主要供地上部分生长所需,总体呈逐渐下降的趋势,茎是氮素贮藏的“临时库”,苗木主要通过茎将吸收的氮素输送到叶等生长旺盛的部位。      

适度高温下高氮和低光对演替树种光合和能量转换的复合影响

利用CO2交换系统和叶绿素荧光法,研究适度高温（38℃）、高氮（HN）和低光（LL）对早、中和后期演替树种木荷、红椎和黄果厚壳桂幼树光合过程影响的初始靶的,及其对群落演替的潜在影响。结果表明:适度高温提升木荷和红椎高氮高光（HNHL）植株的光合速率（Pn）,但高光强（500 μmol/(m2·s)）限制木荷、红椎及黄果厚壳桂低氮高光（LNHL）和高氮低光（HNLL）植株Pn对适度高温的响应。当光强500 μmol/(m2·s),适度高温提高木荷LNHL植株的光下PSⅡ最大量子效率(Fv′/Fm′)、开启PSⅡ中心(Fq′/Fm′)和开启PSⅡ反应中心的比例(qL),以及非循环光启电子传递效率(ETR)和吸收光能利用于PSⅡ光反应(ΦPSII),但黄果厚壳桂不呈现类似响应。黄果厚壳桂HNLL植株多以非光辐射耗散吸收能和表现低的光化反应效率。气候变暖,华南珠江三角洲过量氮沉降和频繁的灰霾天气可能延缓当地森林植物群落的正向演替。      

鼎湖山主要林下层植物光合生理特性对模拟氮沉降的响应

通过模拟氮沉降试验,研究了南亚热带季风常绿阔叶林林下层3种优势树种光叶山黄皮、黄果厚壳桂和厚壳桂叶片的光合生理特性对氮沉降增加的响应.试验21个月后,氮沉降显著增加了林下层3种植物叶片的全氮含量,但对磷含量没有明显的影响.总体而言,中等强度水平的氮处理（100 kg/(hm2·a)）对光叶山黄皮和厚壳桂的最大净光合速率、光饱和点以及比叶重具有明显的促进作用,表现出一定的同步性.黄果厚壳桂最大净光合速率和光饱和点则在低氮处理下（50 kg/(hm 2·a)）达到最大值,而比叶重在中氮处理下达到最大值.这说明比叶重对氮沉降的敏感性远滞后于最大净光合速率.然而这些生理指标在高氮处理下普遍表现出了明显的抑制作用.氮沉降对黄果厚壳桂的光合色素有影响,其余两种植物色素随氮处理水平的变化不明显.氮处理对表观最大量子效率、光补偿点没有产生明显的影响.但光叶山黄皮和厚壳桂的表观最大量子效率表现出了低氮处理有利于植物利用光能而高氮处理不利于利用光能的变化趋势.研究结果表明,尽管季风常绿阔叶林已达到氮饱和状态,但是3种植物有一定的自我调节和适应能力.黄果厚壳桂的光合指标对氮沉降的响应比光叶山黄皮和厚壳桂敏感,在低氮条件下（50 kg/(hm2·a)）更能维持其生理优势;而其他两种植物则在中氮条件下（100 kg/(hm2·a)）生长最好.适量氮沉降在短期内还是有利于这3种植物的生长,但高氮处理（150 kg/(hm2·a)）可能已超出了植物可承受的程度,打乱了植物体内的生理进程,不利于植物的正常生长.      

三株丝孢虫生真菌对松墨天牛幼虫的感染效应

 生物测定了球孢白僵菌（Beauveria bassiana）Bb050715,Bb060721菌株和粉拟青霉（Paecilomyces farinasus）Pf0607菌株对松墨天牛（Monochamus alternatus Hope）的感染效应。结果表明,球孢白僵菌及粉拟青霉对松墨天牛幼虫的毒力有一定的差异,3株丝孢真菌侵染三龄幼虫后,均造成虫体血淋巴中蛋白质含量降低,且球孢白僵菌侵染后血淋巴中总蛋白含量明显低于经粉拟青霉接种处理感染后的虫体。供试3菌株中,球孢白僵菌菌株处理后天牛累积死亡率明显高于粉拟青霉菌株,对天牛幼虫感染的剂量效应参数分别为0.45,0.45和0.39,对松墨天牛三龄幼虫的毒力回归方程分别为Y=13.537X-4.603²(R²=0.97),Y=15.361X+0.444 4(R²=0.97)和Y=9.138X-3.100 1(R²=0.99)。在1.36×10⁴～1.36×10⁹孢子/mL下处理后第4d才出现死亡,Bb050715,Bb060721和粉拟青霉3菌株接种处理后第4～8d的累积死亡率分别为13.3%～80.0%,13.3%～86.7%,6.7%～53.3%,LT₅₀依次为5.1,5.1和7.7d,第5 d的LC₅₀分别为7.23×10⁸孢子/mL,1.53×10⁸孢子/mL,7.27×10⁹孢子/mL。     

川中丘陵区桤柏混交林地土壤CO2释放与Forest-DNDC模型模拟

采用静态箱-气相色谱法对长江上游桤柏混交林地土壤呼吸进行测定。结果表明:保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率季节变化趋势均呈单峰曲线,土壤呼吸速率最大值出现在6月下旬到8月上旬之间;最小值出现在12月底至翌年1月初间。试验期间,保留枯枝落叶和去除枯枝落叶处理的土壤呼吸速率变化范围分别是66.23～520.42 mg/(m2·h)、34.25～395.47 mg/(m2·h),年平均土壤呼吸速率分别为273.18和221.82 mg/(m2·h),枯枝落叶分解释放的CO2量对林地土壤总呼吸的贡献为18.80%。土壤温度和土壤湿度是影响该地区土壤呼吸的主要因子。双因素关系模型较好地拟合了土壤(5 cm)温度和土壤(0～10 cm)湿度对土壤呼吸的影响,土壤温度和湿度共同解释了保留枯枝落叶处理土壤呼吸变化的73%、去除枯枝落叶处理的86%。Forest-DNDC模型较好地模拟了两种试验处理的土壤CO2的释放。模型敏感性试验结果表明,该区影响林地土壤CO2释放的主要因子是土壤表层有机质含量,其次是气温和降水量。      

长白山地区红松和紫椴倒木呼吸研究

该文采用静态箱-气相色谱技术,对红松和紫椴倒木呼吸及其与腐烂等级、温度、含水量等因子间关系进行了研究,并对长白山阔叶红松林内倒木总呼吸进行了估算。结果显示,倒木呼吸存在较大的季节变化(0.7～13.6 mg/(m2·h)),呼吸速率与倒木含水量、腐烂等级和温度显著相关(P0.05)。其中,基于倒木温度变化的指数拟合方程解释了超过67%的呼吸变化。不同腐烂等级倒木Q10值变幅为2.41～2.95,Q10计算值与选用的温度区间有关。林内倒木呼吸总量为(26.9±5.1) g/(m2·a),约占林地CO2排放总量的3%、年净交换量的15%。      

氮素形态及其组合对滇重楼产量及有效成分的影响

采用混料试验设计、盆栽试验与室内分析相结合的方法,研究不同氮形态(NO3--N,NH4+-N,尿素-N)单施及其配合施用对滇重楼产量及有效成分的影响。结果表明,在等氮量条件下,不同形态氮单施对滇重楼生物量增重百分数、根茎增重百分数、新根茎皂甙含量、新根茎皂甙产量的影响基本一致,其顺序为NH4+-NCO(NH2)2-NNO3--N。但单施对生长和光合速率的促进作用显著小于不同形态氮配施。所有单施和配合施用处理中,新根茎皂甙含量以NH4+-N单施最高,生物量增重百分数、根茎增重百分数、新根茎皂甙产量,均以CO(NH2)2-N为主,NO3--N为辅效果较好。综合考虑不同形态氮及其组合对滇重楼生长、根茎增重、总皂甙产量的影响,建议滇重楼施氮以CO(NH2)2-N∶NO3--N=6∶4较为适宜。     

马缨丹入侵对草坪土壤养分特征的影响

 研究了外来入侵物种马缨丹对草坪不同入侵程度条件下土壤理化性质和土壤蛋白酶、脲酶及磷酸酶活性的变化,分析了马缨丹入侵对土壤养分影响在其入侵过程中的意义。结果表明：马缨丹的入侵显著提高了根际土壤有机质、全氮、全钾、NH₄⁺-N、NO₃^--N、和速效钾的含量,导致土壤碱化,但显著降低了土壤全磷和速效磷的含量;马缨丹种群根际土壤蛋白酶、脲酶和磷酸酶活性均显著高于裸露地和非入侵草坪草多花黑麦草与白花三叶草植物群落。土壤酶活性与土壤有机质、全氮、全钾、NH₄⁺-N、NO₃^--N、速效钾的含量和土壤pH极显著正相关,而与土壤全磷和速效磷的含量极显著负相关,土壤酶活性与土壤理化性质存在显著相关关系。马缨丹入侵改变了根际土壤酶活性和土壤养分的供求平衡,这种改变可能有利于马缨丹的生长竞争并对草坪草的生长产生抑制作用。为马缨丹入侵的生态影响和其成功入侵的原因提供了试验依据,为阐明马缨丹入侵机制奠定理论基础。     

用地统计学方法估算长白落叶松人工林凋落物现存量

长白落叶松是我国东北地区主要造林树种之一,为了估计出其林下凋落物的现存量,该文采用地统计学的变异函数分析方法定量研究了18～40年生长白落叶松人工林凋落物的空间异质性特征,在此基础上利用地统计学的克里格内插法结合定积分,对落叶松人工林凋落物的现存量进行了估测。结果表明:①不同分解程度凋落物层质量的变异函数模型均为球状模型,且随着凋落物分解程度的加深,其水平方向上的异质性程度呈增强趋势。②非参数统计的成对样本符号检验结果表明,变异函数分析结果基础上的克里格内插法适用于落叶松人工林不同分解程度的凋落物层质量估计。利用此估计值,拟合其与位置坐标值之间的多元回归关系式均为二元十次余弦级数多项式。在此多项式的基础上,通过定积分的方法（积分区间为整块样地的大小）,估计出18～40年生落叶松人工林凋落物的未分解层、轻度分解层、中度分解层和重度分解层的质量分别为5.35～8.46、5.60～10.62、0.60～7.99、3.41～17.76 t/hm2。③采用地统计学的克里格空间插值,结合多元回归和定积分的方法,可以实现落叶松人工林凋落物现存量的估计。      

沙棘木蠹蛾AFLP引物筛选及反应体系的建立

该文以沙棘木蠹蛾幼虫为材料,用改进的SDS-蛋白酶K法获得了高质量的符合AFLP分析要求的基因组DNA。通过对AFLP试验过程中的酶切 连接、预扩增、选择性扩增等各关键因素的比较研究,建立了一套优化的沙棘木蠹蛾AFLP分子标记体系,获得了清晰的指纹图谱。研究结果表明:利用EcoRⅠ/MseⅠ双酶切系统以酶切 连接2～4 h, 预扩增产物稀释20倍、Mg 2+浓度为1.5 mol/mL的选择性扩增效果最好。进一步利用该反应体系从80对E+3 /M+3选择性引物中筛选出10对多态性丰富、分辨率高、谱带清晰的引物组合。该研究结果为利用AFLP标记技术开展沙棘木蠹蛾的种群遗传结构、遗传分化等方面的研究奠定了基础。