模拟氮沉降对滇中高山栎林凋落物碳氮磷释放和生态化学计量特征的影响

【目的】研究氮（N）沉降下森林凋落物分解过程中碳氮磷释放和化学计量特征响应情况,为揭示亚热带高海拔区域森林生态系统在未来大气N沉降的影响下养分循环的变化趋势提供参考。【方法】以滇中亚高山高山栎林（Quercus aquifolioides）为研究对象,利用尼龙网袋法于2018年2月至2019年1月开展模拟N沉降下高山栎林凋落叶、凋落枝原位分解试验,设置4个N沉降处理水平,分别为对照（CK,N 0 g/(m²·a)）、低氮（LN,N 5 g/(m²·a)）、中氮（MN,N 15 g/(m²·a)）和高氮（HN,N 30 g/(m²·a)）。测定不同处理凋落叶、凋落枝C、N、P残留率的变化,并分析N沉降1年后凋落叶、凋落枝及土壤中C、N、P含量以及C/N、C/P、N/P的变化,最后采用相关性分析和冗余分析对凋落叶、凋落枝和土壤C、N、P及其化学计量比的相关性进行分析。【结果】N沉降下,凋落叶、凋落枝的C、N、P释放模式分别为直接释放、富集 释放、缓慢释放,凋落叶C、N、P释放速率较凋落枝快。N沉降抑制了凋落物（叶、枝）中C、N、P的释放,与CK相比,N沉降1年后,凋落物C、N、P残留率分别增加了1.70%~10.15%,8.45%~23.96%,3.11%~15.78%。N沉降1年后,与CK相比,N沉降处理均增加了凋落物（叶、枝）和土壤中C、N、P含量,且对凋落物（叶、枝）C、N影响达显著水平;N沉降均降低了凋落物和土壤中C/N、C/P值,且对凋落物C/N影响达显著水平。相关性分析和冗余分析结果表明,N沉降下,凋落叶和凋落枝C、N、P含量均与土壤中N、P含量相关性达显著或极显著水平;土壤P对凋落物化学计量的影响较大,土壤N次之,土壤C则影响最小。【结论】在大气N沉降的背景下,滇中区域高山栎林凋落物分解过程中C、N、P养分释放受到了抑制,土壤中的N、P含量对凋落物分解过程中的化学计量变化特征及养分释放具有重要作用。     

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。     

西双版纳橡胶林、澳洲坚果林凋落物动态

在中龄(定植10 a左右)橡胶林、老龄(定植30 a以上)橡胶树林和本区域种植面积较大、处于盛产期(定植15 a左右)的澳洲坚果林,连续3年调查研究了各林型的凋落物量月动态、不同季节凋落物组分的变化,分析了影响凋落物量动态和组分变化的多种因素。结果表明,在凋落物量上,中龄橡胶林(4.76±0.80)t·hm~(-2)·a~(-1)显著低于老龄橡胶林(7.80±1.12)t·hm~(-2)·a~(-1)(t=5.608,P0.05),而澳洲坚果林(7.00±2.45)t·hm~(-2)·a~(-1)与老龄橡胶林相当(t=0.603,P=0.608);在凋落节律上,"双凋落峰"为3个林型的共有特征,但高峰期出现的时间有所不同;不同林型的凋落物组成比例也有所差异,橡胶林的凋落物总量格局主要由叶和枝凋落动态决定,而澳洲坚果林的凋落总量格局还会受到花果凋落情况的显著影响。除了树种、年龄和品种等植物本身特性会直接影响凋落物动态,日照、温度及湿度等气象条件也是影响凋落物量和凋落物各成分比例的重要因素。为进一步探讨橡胶林凋落物分解和养分循环研究提供了基础数据,有助于深入了解橡胶林生态系统的结构和功能。     

疏伐施肥对白兰林凋落物层养分和土壤生化性质的影响

为抚育白兰生态景观林提供科学依据,对阔叶树种白兰(Michelia alba)进行疏伐施肥,2017年疏伐白兰林至750株.hm-2,并对保留木施有机肥和钙镁磷肥.2017年疏伐前和2019年用小样方法在白兰林采集凋落物层样品,用五点取样法采集0～40 cm 土层的土壤样品.用常规方法测定凋落物的氮、磷、钾含量及土壤的pH、有机质、全氮、全磷、全钾、碱解氮、有效磷和速效钾含量;分别用比色法、磷酸苯二钠比色法和高锰酸钾滴定法测定脲酶、磷酸酶及过氧化氢酶活性.研究结果表明,疏伐施肥2年后,2019年的凋落物储量减少了 39％,凋落物氮、磷和钾储量分别下降了 45％、35％和23％.土壤pH上升了 3％,土壤有机质、全氮、全磷、有效磷和速效钾含量分别增加了 34％、3％、21％、79％和5％,全钾和土壤碱解氮含量分别减少了 11％和2％.土壤的脲酶和酸性磷酸酶活性分别减少了 14％和32％,而土壤中的过氧化氢酶活性增加了 12％.与2017年相比,2019年白兰林的凋落物C/N显著上升,而C/P和N/P显著下降;土壤C/N和C/P显著上升,而N/P显著下降.研究结果显示疏伐施肥能明显提高森林的土壤肥力,可推广和运用于生态景观林抚育中.     

不同密度巨桉人工林凋落物分解过程中基质质量的变化

【目的】研究林分密度对巨桉(Eucalyptus grandis)人工林凋落物木质素和纤维素降解及基质质量组成的影响。【方法】收集巨桉人工林凋落物(叶和直径3~5mm的枝),部分凋落物在65℃烘干至恒质量并测定含水量、纤维素、木质素、C、N、P;部分自然风干后装入尼龙分解袋中,将分解袋置于稀疏(833株/hm2,株距×行距=1.5m×8m)、中密(1 333株/hm2,株距×行距=1.5m×5m)和高密(2 222株/hm2,株距×行距=1.5m×3m)巨桉林中自然分解,凋落叶于分解第60,120,180,210,240,300,360天取样,凋落枝于第90,180,270,360天取样,测定凋落物中养分、纤维素、木质素含量,计算碳/氮、木质素/氮、纤维素/氮、碳/磷、木质素/磷、纤维素/磷值,并采用Olson负指数衰减模型对木质素和纤维素残留率进行拟合。【结果】经过360d的分解,同一密度巨桉人工林凋落物中木质素的降解率小于纤维素的降解率。其中稀疏林凋落叶中木质素、纤维素的降解率分别为82.41%和93.77%,而凋落枝中木质素、纤维素的降解率分别为39.12%和65.65%。木质素、纤维素残留率拟合结果表明,分解系数k随着林分密度的增大而减小,稀疏林凋落物中木质素和纤维素质量损失50%和95%所需时间均短于高密林和中密林。随着巨桉林密度的减小,凋落物木质素和纤维素降解率增大,凋落物C/N减小,其中稀疏林的凋落叶、枝中C/N较初始值分别下降了12.73%和47.24%。凋落叶中木质素/N、C/P、木质素/P和凋落枝中纤维素/N、纤维素/P随着林分密度的减小而减小。【结论】四川华西雨屏区巨桉人工林凋落物分解过程中,不同林分密度对巨桉林凋落物基质质量有明显影响。     

退耕还林杉木林土壤有机碳含量 与理化性质敏感性分析

为揭示退耕还林地土壤有机碳的变化机制,把握主要驱动因子,以贵州省兴义市三江口镇退耕还林杉木林为研究对象,采取野外调查采样与实验室分析测试相结合的方法,利用通径分析和敏感性分析进行研究。结果表明:土壤理化性质以不同方式和强度影响着土壤有机碳含量,土壤pH值和碱解氮量主要通过直接作用产生影响,土壤容重、林龄和林下凋落物主要通过间接作用产生影响;土壤含水率直接和间接作用都相对较强;细根量、有效磷量、速效钾量和总孔隙度的影响力较低;各因子对土壤有机碳含量的敏感度依次为:碱解氮量土壤pH值林龄林下凋落物量土壤含水率速效钾量细根量有效磷量土壤容重总孔隙度。     

海南岛滨海木麻黄林凋落物分解及土壤养分动态

通过对海口市桂林洋海岸木麻黄(Casuarina equisetifolia)防护林地表的凋落物进行持续清除处理,与保留凋落物层的对照样地进行比较试验,研究防护林凋落物层的存在与否对土壤养分、木麻黄凋落物的分解速率、凋落物中不同养分元素在分解过程中的释放量的影响,为提高木麻黄林的土壤肥力与持续经营提供科学依据.结果表明:(1)在两种样地中,凋落物的分解速率处理样地[0.402g/(g·a)]低于对照样地[0.548g/(g·a)].经过18个月的分解,N、P、K3种元素的释放率均为处理样地小于对照样地,说明样地中凋落物层的清除对凋落物的分解与元素的释放有一定的减缓作用.(2)处理样地土壤N、P含量的变化较对照样地更平缓,说明在无新鲜凋落物输入的情况下,土壤腐殖层仍然进行着矿质化过程,进行着养分的分解和积累,但不如有凋落物输入时明显.     

木荷叶凋落物的分解及养分动态分析

采用网袋法研究木荷Schima superba叶凋落物分解及其养分动态。结果表明：木荷叶凋落物分解1 a后质量损失率为41.5%,分解率为0.001 6 d^-1,完成50%分解以及完成95%分解所需的时间分别为1.36和5.47 a。分解过程中,氮存在一定的富集现象,磷处于波动的富集状态,钾呈现单调下降的变化趋势,而碳氮比和碳质量分数都是前期少量上升而后期下降。各营养元素的年释放率大小顺序依次为钾（81.3%）〉碳（54.8%）〉氮（35.7%）〉磷（28.6%）。     

海口市海防林不同类型森林土壤肥力差异分析

以海口市沿海3种不同森林类型植被为研究对象,釆用典型样地法,分析研究3种人工林(木麻黄林、加勒比松林、大叶相思林)土壤养分状况。结果表明,3种不同森林类型植被土壤属于弱酸性,低氮肥力土壤,全磷、全钾含量都很低;木麻黄林和加勒比松林土壤有效磷含量丰富,大叶相思土壤有效磷含量低;木麻黄林和大叶相思林土壤速效钾含量低,加勒比松林土壤速效钾含量中等;木麻黄林和加勒比松林土壤硝态氮和土壤铵态氮含量低,相思林土壤铵态氮和硝态氮较高。     

滨海沙地主要造林树种的热值和营养元素及其相关性

对滨海沙地3种造林树种的热值、灰分质量分数和营养元素质量分数及三者之间的相关关系进行了研究。结果表明：3种造林树种的平均干质量热值和平均去灰分热值,湿地松Pinuselliottii（20．96kJ·g-1,21．41kJ·g-1）与厚荚相思Acaciacrassicarpa（20．97kJ·g-1,21．35kJ·g-1）接近,但均高于木麻黄Casuarinaequisetifolia（20．18kJ·g-1,20．69kJ·g-1）。具体数值因树种和器官不同而异。植物碳质量分数在器官间分布没有规律性,总体上,湿地松的平均碳质量分数（491．548g·kg-1）高于厚荚相思（471．773g,kg-1）和木麻黄（460．042g·kg-1）。氮、磷、钾、钙和镁等在3树种不同器官中的分布规律为叶最高,枝、皮和根次之,干最低。干质量热值与镁质量分数呈显著正相关关系（P〈O．05）,与氮、磷、钾质量分数呈极显著正相关关系（P〈O．01）。灰分质量分数与磷质量分数呈极显著正相关（P〈O．01）,与钾、钙、镁等质量分数显著正相关（P〈O．05）。氮、磷、钾、镁等质量分数两两之间均呈极显著正相关关系（P〈O．05）。袁4参】5     

木麻黄浸提液对青皮苗光合特性的影响

对木麻黄凋落物浸提液、土壤浸提液、根浸提液处理青皮及不同生境下的青皮苗叶片光合作用特征和叶绿素荧光参数进行了测定。结果表明:1)生境的改变及浸提液处理降低了青皮幼苗的光合速率。浸提液处理及生境的改变使青皮幼苗光饱和点提高,光补偿点下降,表明其提高了植株对光的利用能力。2)随有效光合辐射与CO2浓度的增加,木麻黄各浸提液处理和迁入地的青皮苗的气孔导度(Gs)、蒸腾速率(Tr)都有所下降。其中根浸提液处理与迁入地的青皮苗表现出一致的变化趋势。3)木麻黄浸提液处理组和不同生境下的青皮苗的叶绿素荧光参数Fo、Fv/Fm、Fv/Fo、Y和ETR存在显著差异。     

木麻黄林下青皮苗光合作用特性对光照度的响应

为了比较木麻黄林下不同光照处理的青皮苗叶片的光合作用特性,采用Li-6400便携式全自动光合测定仪对不同光照处理的青皮苗叶片光合作用参数及相关环境因子进行了日变化测定.结果表明,随着遮阴程度的增加,青皮苗叶片光合作用参数净光合速率、气孔导度、蒸腾速率逐渐降低;不加遮阳网的2特光照处理的净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、水分利用效率比加遮阳网处理的大,而胞间CO2浓度低于加遮阳网处理的.3种光照处理下的青皮苗叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率与环境中光合有效辐射的日变化趋势相符,并且影响净光合速率的主要环境因子相似.建议在木麻黄林阴环境下无需进行青皮苗的人工遮阳处理,可选择光照适度的地方种植.     

海南岛不同森林类型凋落物产量及其影响因素

利用凋落物收集器法,对海南岛不同森林类型凋落物的产量及其组成、季节动态、影响因素进行了比较研究。结果表明:1)不同森林类型的凋落物的年凋落量及其组成不同。其中,年凋落量大小依次为山麓灌木林(6.227 t·hm-2)季雨矮林(5.636 t·hm-2)南亚松林(5.403 t·hm-2)高山云雾林(5.305 t·hm-2)山地雨林(3.753 t·hm-2),总体表现为沿海森林比中部山区森林的凋落物量大,这可能是受台风影响的结果;叶凋落量以南亚松林所占比例最高(72.26%),枝凋落量以高山云雾林所占比例最大(30.42%),繁殖器官凋落量以山麓灌木林所占比例最大(17.18%);2)不同森林类型凋落物量的季节动态不同。山麓灌木林和季雨矮林年凋落量季节动态呈双峰型,春季和秋季为凋落高峰期;山麓灌木林的叶凋落量季节动态呈双峰型,季雨矮林则仅在秋季落叶多,为单峰型;枝凋落量季节动态除山地雨林有两个高峰外,其他均呈单峰型;繁殖器官凋落量季节动态除山麓灌木林呈双峰型外,其他均呈单峰型。3)山麓灌木林凋落物年凋落量及其组分与林分特征之间无显著相关性;季雨矮林叶凋落量与林分密度显著正相关(P0.05),年凋落量与林分密度显著正相关(P0.05)。在铜鼓岭同一森林类型中,凋落物的年凋落量及其组分与微地形没有明显关系。     

沿海沙地厚荚相思和木麻黄凋落叶分解及养分释放

采用野外分解网袋法对沿海沙地9年生厚荚相思（Acacia crassicarpa）和木麻黄（Casuarina equisetifolia）林分凋落叶的分解速率和养分释放进行了研究。结果表明:厚荚相思和木麻黄凋落叶6-8月分解速率最快,但残留率差异不显著（p>0.05）。用Olson衰减指数模型推算分解50%和95%所需时间,厚荚相思为1.10 a和4.73 a,木麻黄为1.14 a和4.93 a。2种凋落叶N、P和Ca元素在分解末期的质量分数均高于初始质量分数,C、K和Mg均低于初始质量分数。凋落叶分解速率与C、Mg初始质量分数、C/N和C/P比呈极显著负相关（p<0.01）,与N、P初始质量分数呈极显著正相关,与K质量分数呈显著负相关（p<0.05）,与Ca初始质量分数呈显著正相关。在滨海沙地2种凋落叶各营养元素在分解末期均表现出释放特征,厚荚相思凋落叶养分总释放率K>Mg>C>Ca>N>P,木麻黄则为Mg>K>C>Ca>N>P。厚荚相思凋落叶N、P质量分数高,养分净释放相对较多,可以作为改造沿海沙地木麻黄纯林的混交树种。     

木麻黄水浸液对其幼苗生长的影响

木麻黄防护林存在更新困难,连栽引起生产力下降的问题。采用木麻黄根、新鲜小枝、枯落枝和表层土壤的水浸液处理其幼苗,研究木麻黄他感作用。结果表明,木麻黄各种水浸液对其幼苗生长均起抑制作用,并且随水浸液浓度增大,抑制作用加强。木麻黄不同器官相同浓度的水浸液对幼苗生长的抑制程度表现为根 >新鲜小枝>枯落枝>表层土壤。说明木麻黄更新困难的一个重要原因是木麻黄分泌他感物质抑制自身生长。     

不同恢复模式下干热河谷幼龄印楝和大叶相思生物量及其分配

为了解干热河谷地区造林树种在不同恢复模式下生物量及其分配的差异,进而评价该地区树种的混交效益.以元谋干热河谷9年生印楝Azadirachta indica和大叶相思Acacia auriculiformis为研究对象,对印楝纯林、大叶相思纯林及印楝与大叶相思混交林林木生物量及其分配特征进行了研究.结果表明:①混交林内印楝单株生物量(5.713 kg·株-1)比纯林印楝(4.898 kg·株-1)高16.6％;大叶相思(14.943 kg·株-1)比纯林大叶相思(17.377 kg· 株-1)低14.0％,但差异均未达到95％显著水平(P＞0.05).混交林林分生物量(16.525 t·hm-2)介于印楝纯林(7.837 t·hm-2)和大叶相思纯林(27.802 t·hm-2)之间.②在纯林和混交林恢复模式下,印楝各器官生物量大小顺序分别为干＞根＞枝＞皮＞叶和干＞枝＞根＞叶＞皮;大叶相思分别为枝＞干＞根＞叶＞皮和干＞枝＞根＞叶＞皮.混交林印楝根冠比(0.280)较纯林(0.400)小(P＜0.05),而混交林大叶相思(0.163)较纯林(0.132)大(P＞0.05).(③印楝和大叶相思各器官之间及其与测树因子(D或D2H)均呈异速生长关系,不同恢复模式下印楝和大叶相思各器官之间异速生长速率差异较小,印楝表现现为枝＞叶/干＞根,地上部分＞地下部分;而大叶相思为枝＞干/根＞叶,地上部分＞地下部分.干热河谷印楝和大叶相思混交种植9a后,提高了印楝生物量,而大叶相思生物量有所下降,不同恢复模式下同一树种器官生物量分配大小也发生了变化.     

2020年总目录

以山西关帝山孝文山林场和庞泉沟自然保护区11、25、35 a的华北落叶松人工林为研究对象，对针叶、林下凋落叶及土壤C、N、P元素含量及化学计量特征进行研究。结果表明，关帝山林区华北落叶松人工林针叶-凋落叶-土壤C、N、P含量表现为针叶>凋落叶>土壤，针叶与凋落叶C、N、P含量与黄土高原油松（Pinus tabuliformis）人工林相比，都呈现低C、高N和高P的格局。土壤C、N含量在土层间分异显著，且随林龄增加而加大，在林龄间的分异显著，且随土层加深而减小，土壤C、N含量的表聚作用显著；土壤P含量的土层分异不显著，土层分异小于C和N，表聚作用相对较弱，且在35 a内林龄影响不显著。土壤N/P在土层间的分异随林龄先增后减，且25 a华北落叶松人工林土壤N/P在各土层间变化程度最大。关帝山林区华北落叶松人工林土壤N含量随林龄增大而增大，但由于本研究区土壤C/N高于我国土壤C/N均值11.9，有机态N分解速率低，土壤有效N的供应不足。关帝山林区华北落叶松人工林在幼龄林时需适当添加N肥，中龄林时需适当添加P肥，以此改善土壤肥力，提升林分质量。     

苏南丘陵区3种林分凋落叶客置分解特征

于2010年1月至2011年5月,利用野外分解袋法在苏南丘陵区麻栎Quercus acutissima,杉木Cunninghamia lanceolata,马尾松Pinus massoniana 等3种林分内进行凋落叶客置后分解速率及养分动态变化的研究。结果表明:阔叶树种分解速率大于针叶树种;分解系数k麻栎叶最高（k=0.391 4）,马尾松叶居中（k=0.238 8）,杉木叶（k=0.209 1）较低;分解系数k与初始氮含量显著正相关（P＜0.01）,与初始碳氮比（C/N）显著负相关（P＜0.05）,失重率分别与氮释放率（P＜0.05）、磷释放率、有机碳释放率显著正相关（P＜0.01）,与C/N显著负相关（P＜0.05）;分解过程中,氮和钾总体为净释放,磷为释放或固持状态,有机碳释放率逐步上升,C/N比基本呈下降趋势。客置后分解地特征效应较显著,针叶树种凋落叶客置到阔叶林后分解速率加快,反之则减慢;养分释放速率大体表现为促进作用,而分解16个月后,不同分解地的同种凋落叶养分释放率有趋于一致的趋势;经Olson指数衰减模型模拟,客置后麻栎叶分解系数k变小,杉木叶和马尾松叶分解系数k变大,预测麻栎叶t0.50,t0.95分别延长0.09～0.20 a和0.10～0.29 a,杉木叶分别缩短0.11～0.60 a和2.91～2.97 a,马尾松叶在麻栎林分解地t0.50,t0.95分别缩短0.06 a和0.09 a,在杉木林分解地分别延长0.19 a和0.36 a。有机碳t0.50麻栎叶缩短0.09～0.11 a,杉木叶延长0.01～0.09 a,马尾松叶缩短0.07～0.08 a;有机碳t0.95麻栎叶延长0.10～0.23 a,马尾松叶缩短0.30 a,杉木叶在麻栎林分解地缩短0.01 a,在马尾松林分解地延长0.32 a。图3表6参30