黄土丘陵沟壑区刺槐混交林生态化学计量特征与碳储量

为了探讨混交林与纯林养分状况和固碳能力的差异,以黄土丘陵沟壑区刺槐(Robinia pseudoacacia)纯林、油松(Pinus tabuliformis)纯林以及刺槐+油松(Robinia pseudoacacia+Pinus tabuliformis)混交林、刺槐+山杨(Robinia pseudoacacia+Populus davidiana)混交林为对象,通过野外调查和室内分析相结合的方式,研究混交林与纯林生态系统的生态化学计量特征与碳储量。结果表明:(1)刺槐+油松混交林显著增加刺槐枝和根的C含量和叶、干的P含量及枝的C:P与N:P,并显著增加油松叶、枝和根的N含量和枝、干、根的N:P,但显著降低油松各器官的C:N,而刺槐+山杨混交林仅显著增加刺槐枝的P含量。(2)刺槐+油松混交林的土壤C含量显著高于刺槐纯林,土壤P含量显著低于油松纯林;刺槐+山杨混交林与刺槐纯林土壤P含量差异不显著。(3)总体纯林中乔木叶片与凋落物的C含量显著相关,C:N、C:P在乔叶-凋落物-土壤中均显著相关;但在总体混交林中仅有凋落物与土壤中的P含量与C:P显著相关。(4)刺槐+山杨混交林乔木层碳储量显著高于刺槐纯林,刺槐+油松混交林林下植被层与土壤层碳储量显著高于刺槐纯林。研究结果为深入了解黄土高原养分循环机制奠定基础,同时也为黄土高原人工林的经营管理提供理论依据。     

不同林龄樟子松人工林针叶-凋落叶-土壤生态化学计量特征

为明确科尔沁沙地引种樟子松人工林生态系统的C、N、P含量及化学计量特征,采用时空互代的方法,在章古台地区选取4种不同林龄(15,25,35,45年)、立地条件基本一致的樟子松人工林作为研究对象,比较针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及化学计量比的差异,探讨它们随林龄的变化及其相互间的关系。结果表明:(1)C、N、P含量表现为针叶凋落叶土壤,C/N、C/P、N/P表现为凋落叶针叶土壤,且在3个库之间都有显著差异;(2)林龄对针叶-凋落叶-土壤的C、N、P及C/N、C/P有显著影响,均在35年生樟子松林中针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量最高;(3)相较于其他地区,针叶和凋落叶均表现出高C、P和低N的特征,具有较高的C/N、C/P和较低的N/P;(4)各林龄针叶N/P均小于14,表明该地区樟子松林整个生长过程始终受N的限制,但不同林龄间差异不显著;(5)针叶-凋落叶-土壤的C、N、P含量及其C/N、N/P之间存在显著的相关性,说明该樟子松林生态系统的C、N、P元素在针叶、凋落叶和土壤3个库之间存在运输转换,但其内在维持机制需要进一步深入研究。     

氮添加对华北落叶松叶片化学计量与养分重吸收效率的影响

为了解华北落叶松林叶片化学计量特征和养分重吸收效率与N素供应的关系,以24年生华北落叶松人工林为研究对象,设置3个水平(0,8,15 g/(m~2·a))连续6年的野外氮添加控制试验,测定氮添加后华北落叶松成熟叶片、凋落叶片和林分土壤养分含量的变化。结果表明:成熟叶片C含量在年际间差异显著(P0.05),氮添加显著增加成熟叶2016—2018年的C、N含量,降低2018年的P含量,导致2018年N/P在轻度氮添加下比对照增加20.20%,重度氮添加下增加34.43%,2018年N/P在重度氮添加下出现峰值20.50,表明氮添加在一定程度上驱动该林分生长的P养分限制;凋落叶中的C、N、P含量及化学计量在年际间和氮添加处理下均呈显著差异(P0.05),氮添加显著增加凋落叶2016—2018年的C含量、C/P和N/P,显著降低2016—2018年的P含量;2016—2018年,轻度氮添加下NRE(氮重吸收效率)和NRE/PRE(氮重吸收效率/磷重吸收效率)显著降低,氮添加下PRE(磷重吸收效率)显著增加;相关分析表明,NRE与凋落叶N含量,PRE与凋落叶P含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.860和-0.772;氮添加显著增加土壤有效氮的含量,降低土壤pH(除2016年)和速效磷含量。氮添加导致华北山地针叶林树木生长受不同程度的P养分限制,推测氮添加驱动的林分受P限制可能与该区土壤养分初始状况有关,为全球气候变化下森林的养分管理提供参考依据。     

兰州市北山典型侧柏人工林分叶片与土壤生态化学计量特征

通过野外调查和室内分析相结合的方法,以兰州市北山仁寿山省人大官山林场选取人工灌溉下造林年限相同、立地条件相似的侧柏×榆树(S1)、侧柏×山毛桃(S2)、侧柏×山杏(S3)、侧柏×刺槐(S4)、侧柏纯林(S5)为研究对象,探讨土壤和叶片生态化学计量特征及相互关系。结果表明:(1)不同林分侧柏叶片C、N、P含量均表现为S4S3S2S1S5,各混交林的均大于纯林;侧柏叶片C∶N表现出与C、N、P的含量呈现相反的趋势;N∶P14,说明该区域植物生长总体上受N元素限制。(2)不同林分土壤C、N、P含量均表现为S4S3S2S1S5,各混交林的均大于纯林;随土层深度加深而降低,土壤养分"表聚"特征明显;C∶N略高于全国森林土壤的平均水平,C∶P和N∶P均低于全国平均水平,说明该区土壤对植物生长所需的N元素供应不足。(3)相关分析表明,该区域侧柏叶片的C、N、P含量变化和土壤C、N、P含量变化无显著相关性,表明土壤C、N、P供应量对侧柏叶片C、N、P含量影响不大。综上所述,兰州市北山侧柏混交林较侧柏纯林具有更好的固碳能力和养分稳定性,该区植被恢复中应合理营造混交林,以促进养分平衡。     

茂兰喀斯特森林自然保护区凋落叶分解动态

[目的]研究喀斯特森林生态系统凋落叶分解特征,为喀斯特森林区石漠化防治及水土保持提供科学依据。[方法]采用1 mm网孔孔径分解袋,对茂兰喀斯特森林自然保护区不同树种凋落叶(落叶和常绿叶)在不同坡位的分解状况进行为期18个月的观测研究。研究茂兰喀斯特森林自然保护区凋落叶失重率和干重残留率动态变化、分解速率及养分释放特征。[结果]凋落叶分解过程呈现"快—慢—快"的周期变化,春夏季分解速度快于秋冬季,落叶树种凋落叶分解速度快于常绿树种凋落叶,不同坡位凋落叶的分解速度表现为:下坡中坡上坡。利用Olson模型对凋落叶分解50%和95%所需时间进行估测,发现落叶树种凋落叶分解50%和95%所需时间分别为0.95～1.66 a和4.13～7.19 a,常绿树种凋落叶分解50%和95%所需时间分别为1.14～1.69 a和4.92～7.30 a,二者无显著性差异。凋落叶分解速率低于中亚热带东部常绿阔叶林和常绿落叶阔叶混交林,但比同区域喀斯特次生林与人工林高。落叶树种凋落叶和常绿树种凋落叶的N元素释放模式为富集—释放模式,C含量随分解时间的波动差异显著,总体在不断减少,而C/N比呈逐步下降的趋势。[结论]由于不同树种凋落叶初始养分含量和叶片理化结构的差异,落叶比常绿叶具有更快的分解速率和养分释放速率,对促进喀斯特森林生态系统物质循环起着积极作用。     

黄土丘陵区沙棘混交林叶片、凋落物、土壤碳氮磷化学计量特征

以黄土丘陵区沙棘(Hippophae rhamnoides)+油松(Pinus tabuliformis)、沙棘(H.rhamnoides)+刺槐(Robinia pseudoacacia)混交林(H_rP_t、H_rR_p)及油松(P_t)和刺槐(R_p)纯林为对象,测定叶片、凋落物和0—100 cm土壤C、N、P含量及其化学计量比,探究混交造林对不同组分间养分协同变化规律的影响。结果表明:(1)相比P_t,H_rP_t中油松叶片C、N、P含量(p0.05)及N∶P(p0.05)增加,C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t有助于缓解N限制,加快其生长速率;相比R_p,H_rR_p中刺槐叶片C、N含量及C∶P和N∶P降低,P含量及C∶N增加(p0.05),表明H_rR_p增强刺槐对P的吸收,但降低其对C和N的固存;(2)相比P_t,H_rP_t凋落物C、N、P含量及N∶P增加,C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t有助于加快凋落物分解,促进养分归还;相比R_p,H_rR_p凋落物C、N、P含量及其计量比均有所增加(p0.05),表明H_rR_p对凋落物分解无显著作用;(3)相比P_t和R_p,H_rP_t和H_rR_p土壤C、N、P含量增加,但C∶N和C∶P降低(p0.05),表明H_rP_t和H_rR_p均有助于提高N和P利用效率,改善土壤养分状况;(4)叶片、凋落物化学计量指标间具有较强协同效应,且N、P相比C在不同组分间的相关性更明显。综上,相比H_rR_p,H_rP_t更有助于改善养分限制因子供给,加快组分间养分转化。研究结果对于揭示黄土高原地区人工混交林生态系统养分供应潜力及合理制定营林规划具有重要意义。     

不同人工林凋落叶混合分解速率及其C,N释放动态

对岷江上游连香树、糙皮桦、云南松和云杉4种主要人工林凋落叶进行了凋落叶混合分解试验,探讨了凋落叶混合分解过程中的残留率以及分解过程中C,N含量和C,N释放率的动态变化,为试验区最佳混交树种的选择提供理论指导.结果表明,不同凋落叶分解速率存在显著差异.糙皮桦与云杉,糙皮桦与云南松,连香树与云南松凋落叶混合后对分解过程具有明显的促进作用,连香树与云杉凋落叶的混合对分解的促进作用不明显.放置于阔叶林地的针阔混合凋落叶分解速率较之放置于针叶林地快,且针阔混交有益于凋落叶的分解.在分解过程中凋落叶C含量呈减小趋势,但其释放率反之;N含量在分解过程中,连香树、云杉、云南松凋落叶表现为增加(富集)减小(释放)趋势,糙皮桦表现为减小—增大—减小的变化趋势.针阔林地凋落叶混合后促进了针叶林地凋落叶C和N的释放.     

氮添加对滇中高原森林凋落物养分残留及其持水性的影响

为揭示森林生态系统养分循环和水分循环对氮沉降的响应机制,以滇中高原华山松(Pinus armandii)和云南松(Pinus yunnanensis)为研究对象,开展野外氮添加下凋落叶、枝原位分解研究试验,设置对照、低氮、中氮和高氮共4个处理,利用尼龙网袋法和室内浸泡法,探究凋落叶、枝养分元素残留率、持水量和持水率及吸水速率对氮添加的响应。结果表明:(1)随着分解时间的持续,2种林分凋落叶、枝碳(C)、氮(N)、磷(P)分别呈释放、富集—释放、富集过程,凋落叶C、N、P残留率显著小于凋落枝(p＜0.05);(2)凋落叶最大持水量和最大吸水速率显著大于凋落枝(p＜0.05),分解24个月时,与CK相比,LN处理下2种林分凋落叶、枝C,华山松凋落叶N残留率降低1.98%~7.27%,10.79%,HN处理下2种林分凋落叶、枝C,华山松凋落叶、枝和云南松凋落枝N,华山松凋落枝P残留率则增加4.26%~9.08%,11.94%~44.51%,42.42%;(3)分解24个月时,与CK相比,LN、MN和HN处理华山松凋落叶、枝和云南松凋落叶最大持水量和最大吸水速率分别降低11.44%~25.24%,5.81%~32.23%,云南松凋落枝则增加15.48%~24.26%,17.97%~23.74%。 (4)2种林分凋落叶、枝持水量随浸泡时间延长而增加,而吸水速率则为降低,持水量与浸泡时间的关系均呈对数函数关系(m=a+bln t),吸水速率与浸泡时间的关系呈幂函数关系(v=at^-b)。(5)C与云南松凋落枝持水性呈正相关关系(p＜0.05),N与华山松凋落枝、P与华山松和云南松凋落叶持水性呈负相关关系(p＜0.05)。综上,氮添加通过改变凋落物分解过程中C、N、P养分元素残留特征进而影响其持水性。     

太白山不同海拔土壤碳、氮、磷含量及生态化学计量特征

为探究太白山土壤碳(C)、氮(N)、磷(P)含量垂直分布特征,阐明土壤C、N、P生态化学计量学特征对海拔梯度的响应规律,在秦岭太白山1 700~3 500 m区域以100 m海拔间隔进行研究。结果表明:(1)不同海拔高度下土壤有机碳、全氮、全磷变化范围分别是23.56~83.59g kg-1、2.00~5.77 g kg-1、0.32~0.47 g kg-1。土壤有机碳与全氮含量随海拔梯度升高先增后降,土壤全磷含量空间变异较小;(2)土壤C∶N、C∶P、N∶P范围分别为7.17~18.41、60.61~190.4、5.81~12.26。随海拔增加,土壤C∶N在阔叶林带呈降低趋势,针叶林带时转变为增加趋势。土壤C∶P随海拔梯度的变化趋势与土壤C∶N类似,N∶P随海拔梯度增加先升后降,至3 200 m有所升高;(3)两个阔叶林带(辽东栎林带和桦木林带)与高山草甸的土壤C、N含量及生态化学计量比高。冷杉林带C、N含量及其生态化学计量比最小;(4)温度、含水量、海拔和植被对土壤C、N、P化学计量特征具有重要影响,通过冗余分析揭示每个因素分别可解释系统变异信息的25.0%、24.3%、11.1%和6.9%,合计为67.3%。可见这些环境因素直接决定了土壤养分及生态化学计量特征。结果可为探明森林土壤养分供应状况和限制因素及太白山生态系统的保护、森林土壤质量评价等提供基础。     

绿洲化对土壤养分及化学计量特征的影响

为了阐明绿洲化过程中土壤养分含量及土壤碳氮磷生态化学计量值的动态变化特征,以乌兰布和沙漠东北部绿洲为研究对象,通过24 a的定位监测,分析了土壤有机碳（SOC）、全氮（TN）、全磷（TP）、碱解氮（AN）、速效磷（AP）及土壤C,N,P生态化学计量的动态变化特征。结果表明:（1）研究区土壤总体贫瘠,养分含量整体水平不高。但是随着绿洲建设时间的延长,土壤养分含量呈显著的线性增加趋势。（2）绿洲化过程中,土壤C:N,C:P,N:P,AN:AP的变化趋势总体上呈现先增大后减小的趋势,但是达到最大值的时间各不相同。（3）土壤C,N,P元素化学计量值与C,N,P元素之间的最优拟合关系显示C:N,C:P主要受SOC影响,N:P主要受N影响,表明SOC和N含量决定了研究区土壤中C,N,P化学计量特征的变化过程。     

葡萄糖添加对不同演替阶段森林土壤微生物及酶化学计量特征的影响

糖类作为一种重要的根系分泌物,如何影响土壤微生物及酶化学计量特征目前尚不清楚,制约着人们对上述过程的认识。为探究糖类对森林生态系统中土壤微生态环境和酶活性的影响,以黄土高原子午岭地区森林演替先锋(山杨林)、中期(油松林)和气候顶级群落(辽东栎林)为研究对象,通过野外土壤采样、添加3种不同浓度的葡萄糖(0.1,0.5,1 g/kg干土),和室内培养的方法,研究了葡萄糖添加对土壤微生物量和酶活性及化学计量的影响。结果表明:(1)随着森林演替,土壤中速效磷(SAP)、硝态氮(NO^-₃-N)等速效养分显著降低。在葡萄糖影响下,3种林地土壤全氮(TN)降低,山杨林土壤C/N值显著大于油松林和辽东栎林。(2)随着森林演替,山杨林和辽东栎林微生物碳(MBC)和微生物氮(MBN)的值显著大于油松林,均为先减小后增加。随葡萄糖浓度增加,3种林地MBC和MBN均增加,微生物(MBP)呈波动趋势。(3)山杨林和辽东栎林土壤酶活性均显著大于油松林。随葡萄糖浓度增加,油松林和辽东栎林4种酶活性均为先增加后减小。BG/(LAP+NAG)、BG/AP和(LAP+NAG)/AP辽东栎林的值最大,山杨林和辽东栎林的值显著大于油松林。(4)RDA分析表明,土壤酶、微生物量及其酶活性分别与有机质(SOC),MBC有着显著性正相关关系,土壤酶活性(除NAG)与pH值均呈显著负相关。本研究说明碳输入增加了3种林分土壤的激发效应,土壤微生物量增加,降低了土壤TN含量,改变了土壤养分化学计量,进而加剧了油松林地微生物N限制和辽东栎林地微生物P限制,影响根际土壤有机质分解和养分代谢等过程,从而影响了森林演替过程。     

Successional changes in microbial biomass,respiration and nutrient status during litter decomposition in an aspen and pine forest

Microbial biomass, microbial respiration, metabolic quotient (qCO₂), C_mic/C_org ratio and nutrient status of the microflora was investigated in different layers of an aspen (Populus tremuloides Michx.) and pine forest (Pinus contorta Loud.) in southwest Alberta, Canada. Changes in these parameters with soil depth were assumed to reflect successional changes in aging litter materials. The microbial nutrient status was investigated by analysing the respiratory response of glucose and nutrient (N and P) supplemented microorganisms. A strong decline in qCO₂ with soil depth indicated a more efficient C use by microorganisms in later stages of decay in both forests. C_mic/C_org ratio also declined in the aspen forest with soil depth but in the pine forest it was at a maximum in the mineral soil layer. Microbial nutrient status in aspen leaf litter and pine needle litter indicated N limitation or high N demand, but changes in microbial nutrient status with soil depth differed strongly between both forests. In the aspen forest N deficiency appeared to decline in later stages of decay whereas P deficiency increased. In contrast, in the pine forest microbial growth was restricted mainly by N availability in each of the layers. Analysis of the respiratory response of CNP-supplemented microorganisms indicated that growth ability of microorganisms is related to the fungal-bacterial ratio.     

黄土高原不同林型对土壤腐殖质组成及胡敏酸性质影响的研究

不同林型下土壤腐殖质研究表明:(1)当年枯枝落叶及表层土壤C/N值均以油松林地最大,沙棘林地最低;表层土壤C/N值与林龄、枯枝落叶C/N呈正相关,与枯枝落叶灰分含量呈负相关。(2)剖面中腐殖酸、胡敏酸、富里酸各平均值为白桦林地>辽东栎林地>辽东栎×山杨林地>山杨林地>沙棘林地>油松林地,即阔叶乔木林地>灌木林地>针叶林地;胡敏素平均值大小顺序与此完全相反。(3)表层土壤胡敏酸芳构化程度在子午岭的为:白桦林地>辽东栎林地>辽东栎×山杨林地>山杨林地>油松林地>沙棘林地;六盘山为:山杨林地>辽东栎林地。剖面芳构化程度为:三层>二层>一层。     

岩溶区不同恢复阶段檵木根际土壤生态化学计量学特征

[目的]探讨不同植被恢复阶段中檵木(Loropetalum chinense)根际土壤生态化学计量学特征,揭示岩溶石漠化区不同恢复阶段下檵木养分利用规律及限制因子,为岩溶区植被恢复与重建提供科学依据。[方法]利用生态化学计量学方法,分析桂西北岩溶区不同植被恢复阶段(灌木林、原生林)檵木根际土壤生态化学计量学特征。[结果]檵木根际土壤C、N、P含量表现为灌木林阶段高于原生林阶段,而C∶N,C∶P,N∶P比值则刚好相反;同一植被恢复阶段,不同坡位间檵木根际土壤C∶P与N∶P比值存在显著差异;相关性分析表明,土壤C含量与土壤N∶P含量存在显著正相关关系,土壤N,P均与C∶N,C∶P,N∶P存在显著正相关关系,土壤C∶P与C∶N,N∶P存在显著正相关关系。[结论]檵木根际养分供应状况与其生境密切相关,在植被恢复前期(灌木林)檵木生长容易受N素限制,到植被恢复后期檵木生长易受P素限制。     

松花江干流四种珍贵树种阔叶林的土壤水文特性

通过实地调查与试验分析,研究了松花江干流四种珍贵树种阔叶林的土壤水文特性。结果表明:(1)四种阔叶林枯落物储量为25.88～48.81thm-2,大小顺序为糠椴次生林、蒙古栎次生林、水曲柳山杨林与胡桃楸混交林。枯落物持水量为83.1～120.1thm-2,大小顺序为糠椴次生林、水曲柳山杨林、蒙古栎次生林与胡桃楸混交林。(2)0～10cm土层有机质含量最高为水曲柳山杨林,其次为糠椴次生林,然后为胡桃楸混交林,最低为蒙古栎次生林;10～20cm土层有机质含量最高为水曲柳山杨林,其次为糠椴次生林,然后为胡桃楸混交林,最低为蒙古栎次生林;平均土壤有机质含量为55.54～90.59gkg-1,最高为水曲柳山杨林,其次为糠椴次生林,然后为胡桃楸混交林,最低为蒙古栎次生林。(3)土壤最大蓄水量高低顺序为水曲柳山杨林(3184.31thm-)2、糠椴次生林(3049.71thm-)2、胡桃楸混交林(2981.30thm-)2与蒙古栎次生林(2693.50thm-2)。(4)四种阔叶林的土壤平均渗透系数皆小于9mmmin-1,土壤渗透性能以糠椴次生林为最好。(5)综合枯落物持水能力、土壤持水能力和渗透性能评出松花江干流四种珍贵树种阔叶林的土壤水文特性优劣顺序为:水曲柳山杨林、糠椴次生林、胡桃楸混交林与蒙古栎次生林。     

冀北山地6种天然纯林枯落物及土壤水文效应

以冀北山区6种典型纯林为对象,对枯落物层和土壤层水文效应进行初步研究,结果表明:①枯落物总储量变化范围在3.44～23.97t/hm2之间,顺序为白桦纯林>油松纯林>山杨纯林>五角枫纯林>蒙古栎纯林>黑榆纯林,最大持水量的变化范围为5.16～45.11t/hm2,顺序为五角枫纯林>山杨纯林>蒙古栎纯林>白桦纯林>油松纯林>黑榆纯林,山杨纯林有效拦蓄能力最强,为35.45t/hm2,黑榆纯林的拦蓄能力最弱,为2.66t/hm2;②未分解层枯落物8h基本达到饱和,半分解层在6h已经达到饱和,持水量与浸泡时间呈明显对数关系;枯落物在浸水的0.5h内吸水速率最大,4h左右时下降速度明显减缓,枯落物吸水速率与浸泡时间呈明显幂函数关系;③土壤容重均值变化范围为0.82～1.14g/cm3,总孔隙度的变动范围为44.43%～56.97%;④土壤层有效持水能力以五角枫纯林最强,为116.00t/hm2,白桦纯林持水能力最弱,为40.50t/hm2,土壤入渗速率与入渗时间呈明显幂函数关系。     

贵州月亮山5个优势树种叶片与土壤生态化学计量特征

生态化学计量学是研究生态过程和生态作用中化学元素平衡的科学,对于揭示植物对营养元素的需要和土壤的养分供给能力具有十分重要的意义。以贵州省月亮山优势树种麻栎、枫香、木荷、马尾松、杉木为研究对象,对上层、中层及下层叶片以及群落土壤进行取样,测定C,N,P含量并分析生态化学计量学特征。结果表明:(1)贵州月亮山优势树种叶片C,N,P平均含量分别为(530.06±34.12)mg/g,(14.80±2.35)mg/g,(0.98±0.14)mg/g,叶片C∶N,C∶P,N∶P平均含量分别为(37.95±2.74),(572.9±34.5),(15.93±2.11)。0—30cm土壤C,N,P平均含量分别为(33.53±3.22)mg/g,(10.92±1.52)mg/g,(0.44±0.08)mg/g。(2)贵州月亮山5个优势树种上层、中层及下层叶片的碳、氮、磷及化学计量均不存在显著差异,表明叶位对叶片C,N,P含量未产生影响。(3)贵州月亮山落叶树种C,C∶N,C∶P显著小于常绿树种,N,P含量则显著大于常绿树种。(4)贵州月亮山非喀斯特森林群落0—20cm土层C含量远低于同一纬度带的喀斯特森林,N含量远高于同一纬度带的喀斯特森林,而叶片C,N含量则相反。(5)本研究土壤C,N,P之间均表现出极显著正相关(p0.01),叶片C与土壤P表现出显著负相关(p0.05),其余均无相关关系。研究结果可为同纬度带喀斯特森林与非喀斯特森林对比研究提供科学基础。     

不同林龄湿地松叶、枝、根与土壤的生态化学计量及稳态性特征

为明确江西省湿地松(Pinus elliottii)人工林生态系统中器官与土壤养分的分配规律和稳定机制,在江西省泰和县石溪林场选择幼龄林、中龄林和成熟林阶段的湿地松人工林为研究对象,探讨其叶-枝-根-土壤的碳(C)、氮(N)、磷(P)含量及生态化学计量特征,分析湿地松不同器官与土壤养分的耦合关系和稳态性特征。结果表明,湿地松不同器官C、N、P含量均值随林龄的增加呈“V”型变化,均在中龄林阶段最低,分别为518.10、3.22和0.71 g·kg^-1;而各器官C∶N值与C∶P值随林龄的增加先上升后下降,在中龄林达到峰值,说明中龄林为湿地松的速生期,对N、P元素的消耗大。土壤N含量和N∶P值随林龄的增加不断上升,而土壤C∶N值则持续下降,说明土壤N矿化能力随林龄的增加逐渐增强;成熟林阶段土壤C∶P值和N∶P值均高于其他林龄,表明成熟林阶段土壤P较匮乏。针叶N、C∶N、N∶P,枝C、C∶N、N∶P和根C、P、C∶P稳态性模型回归结果不显著,具有绝对的稳定性。针叶P、枝P的稳态性等级分别为弱敏感态和敏感态。不同器官N∶P的内稳性指数(H_N∶P)大小关...     

养分化学计量比对稻田土壤葡萄糖矿化及其激发效应的影响

选择13C-葡萄糖作为稻田土壤典型易利用态外源有机碳,通过室内培养试验,研究不同C/N/P/S计量比条件下,葡萄糖分解矿化的动态规律及其激发效应。结果表明,稻田土壤中葡萄糖-碳(C)快速矿化,60 d培养实验后,有65.5%~74.6%的葡萄糖-C矿化。养分元素的添加使土壤中葡萄糖-C快速转化碳库的比例逐渐由58%增加至65%,从而使葡萄糖-C矿化率提高了3.9%~12.5%,养分元素的添加量与葡萄糖-C快速转化碳库的比例和矿化率均表现出显著的正相关关系(R2=0.63,p0.05;R2=0.83,p0.05)。葡萄糖-C矿化过程中,导致稻田土壤碳的累积负激发效应为-370~-570 mg kg-1,养分元素添加比例越大,其负激发效应越强,二者呈显著的负相关性(R2=0.66,p0.05)。研究表明,稻田土壤中易利用态碳的矿化受C/N/P/S元素计量比的影响,高比例养分元素的添加,促进土壤中易利用态碳的矿化,抑制土壤原有有机质的分解,增强负激发效应。本研究可为深入了解稻田生态系统碳循环、实现农田土壤肥力提升和温室气体减排提供理论依据。