氮添加对3个油松种源幼苗生物量及其分配的影响

为了解氮沉降对我国特有种油松3个种源幼苗的生长及其生物量分配的影响，本研究以北京(BJ)、山西(SX)、内蒙古(NMG)3个不同种源的油松幼苗为研究材料，设计5个人工氮添加水平:对照(N0, 0kg/(hm2·a)，以N计，下同)，低氮水平(N1, 15kg/(hm2·a))，中氮水平(N2, 25kg/(hm2·a))，高氮水平(N3, 50kg/(hm2·a))以及过饱和氮水平(N4, 150kg/(hm2·a))。测定不同氮添加水平下3个种源油松幼苗的基径、株高、月生长量、生物量及各部分生物量分配比例的差异，探讨不同种源油松幼苗对氮沉降的响应机制。结果表明:1)氮添加对BJ种源油松幼苗的平均株高有显著影响(P < 0.05), 但是对其平均基径没有显著影响；氮添加使SX和NMG种源油松幼苗株高和基径均产生了影响，但这些影响均不显著。2)氮添加使得BJ种源油松幼苗的株高月生长量增加，而基径月生长量有所降低，但变化均不显著；NMG种源油松幼苗的基径月生长量在N4水平下均显著降低(P < 0.05)。3)在N1的氮水平下，BJ种源油松幼苗的全株生物量、地上部分生物量和茎生物量均表现为显著增加(P < 0.05)；氮添加使SX种源油松幼苗叶生物量在不同氮添加下发生了显著降低；而氮添加对NMG种源油松幼苗生物量的变化影响不显著。4) SX种源油松幼苗的叶质量比在N3条件下发生了显著增加(P < 0.05)；随着氮添加浓度的升高，NMG种源油松的根质量比在N2、N3、N4水平下均表现为显著降低，茎质量比在N1、N2、N3水平下显著增加。5)分析油松幼苗的变异来源发现，基径与氮添加处理和种源这2个因素的交互作用存在密切关联，对基径、株高的极显著性差异均来源于种源的不同，对基径月生长量、叶质量比以及根叶比的显著性差异亦均由于种源的不同。同时，在处理和种源的交互作用下，油松幼苗的基径及其月生长量、茎叶比和根叶比没有显著的相关性。综上得出，持续的氮添加已经影响了油松种群的内部稳定性。      

模拟氮沉降对油松林土壤有机碳和全氮的影响

本文通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林土壤有机碳和全氮对外源氮添加的响应过程与机制。从2009至2011年,氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2·a),N0),低氮(50 kg/(hm2·a),N1),中氮(100 kg/(hm2·a),N2)和高氮(150 kg/(hm2·a),N3)。利用土钻法研究油松人工林和天然林不同土壤深度土壤有机碳和全氮对模拟氮沉降的响应。结果表明,氮沉降降低了人工林和天然林不同土层深度有机碳含量,有机碳含量下降幅度随氮沉降量的增加而增大,且表层土壤(0~20 cm)下降幅度大于深层土壤(20~40 cm,40~60 cm)。天然林表层土壤有机碳下降幅度大于人工林。氮沉降显著增加了人工林表层土壤全氮含量(P0.05),但对天然林表层土壤全氮含量无显著影响(P0.05)。      

若尔盖湿地土壤温室气体排放对模拟氮沉降增加的初期响应

为研究若尔盖高寒泥炭湿地温室气体(CO2、CH4、N2O)对氮沉降初期的响应,本研究以若尔盖高寒泥炭湿地为研究对象,设置了对照(0 kg/(hm2a),CK)、低氮(10 kg/(hm2a),LN)、中氮(20 kg/(hm2a),MN)及高氮(80 kg/(hm2a),HN)4个施氮水平,在生长季(59月)每月原位施加NH4NO3进行氮沉降模拟,利用静态箱-气相色谱法观测了温室气体(CO2、CH4、N2O)的排放通量。结果表明:CO2、CH4和N2O在高氮处理下的平均排放通量为(224.96113.875)、(0.1140.002)和(0.0590.003) mg/(m2h),在中氮处理中的平均排放通量分别为(303.80111.397)、(0.1110.002)和(0.0470.004) mg/(m2h),低氮处理中的排放通量均值分别为(212.7315.847)、(0.0830.004)和(0.0320.002) mg/(m2h),均显著高出对照处理相应气体的平均排放通量(P0.05)。不同施氮水平下的CO2、CH4和N2O的生长季累积排放均显著高出对照处理(P0.05)。不同水平氮添加下的温室气体排放增量与土壤NO-3-N含量增量呈显著正相关(P0.05),CO2、CH4排放增量与生物量增量呈显著正相关(P0.05),但温室气体排放增量与土壤温湿度的增量均无显著相关性。此外,氮添加显著增加了湿地温室气体全球增温潜势(P0.05)。研究表明,短期氮添加通过影响土壤有效氮含量和生物量,促进了泥炭湿地土壤的温室气体排放。该研究结果为预测泥炭湿地区域氮沉降可能带来的温室效应和合理保护高寒湿地生态系统提供了重要科学依据。      

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。      

土贡优良种源马尾松生物量及生产力研究

对55年生广西苍梧县天洪岭林场土贡站土贡种源马尾松人工林的生物量及生产力进行研究。结果表明,土贡种源马尾松不同径阶间单株各器官生物量的分配规律均为地上部分:树干大枝小枝叶;地下部分:根蔸粗根中根细根;生物量在树干上的累积增加量最明显;土贡种源马尾松人工林乔木层的总生物量为468.64 kg/株,其中,树干生物量最大,为343.14 kg/株,其次是根87.08 kg/株,叶的生物量最小,为6.10 kg/株。乔木层年净生产力为8.52 t/(hm2·a),其中,树干净生产力为6.24 t/(hm2·a),占比为73.22%;根系净生产力为1.58 t/(hm2·a),占比为18.58%;各器官净生产力从大到小排序为树干根系大枝小枝叶。     

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。      

施肥对降香黄檀幼苗生长和光合的影响

以2年生降香黄檀(Dalbergia odorifera T.Chen)幼苗为研究对象,通过盆栽试验研究不同氮(N)、磷(P)、钾(K)配比下的施肥处理对苗木生长和光合的影响。结果表明:(1)施肥显著促进了降香黄檀幼苗的生长,苗高、地径、生物量均存在显著的差异(P0.01),随着施肥量的增加,地径、苗高、总生物量、茎生物量、叶生物量和根生物量的增大幅度均表现出增大的趋势,并在N3P3K1(氮、磷、钾质量分别为1.8、0.6、0.3g)配比下出现最大值(根和叶生物量除外),然后增幅均呈递减趋势;施肥后茎生物量在总生物量中所占比例显著增大,而叶生物量和根生物量在总生物量中所占比例均显著减小(P0.01);(2)施肥显著提高了降香黄檀幼苗的光合能力,随着肥量的增加,最大净光合速率(Pmax)增幅逐步增大,并在N3P3K1配比下达到最大值172.38 nmol·g-1·s-1,随后增幅呈递减趋势;Pmax、叶生物量和总生物量间均为正相关关系,光合能力的提高和叶生物量的增大是总生物量增大的原因。     

模拟氮沉降条件下木荷幼苗光合特性、生物量与C、N、P分配格局

设置模拟氮沉降的控制试验,以NH4NO3作为外加氮源,设计CK(0kg N hm-2·a-1)、LN(50 kg N hm-2·a-1)、MN(100 kg N hm-2·a-1)、HN(150 kg N hm-2· a-1)4个处理,历时9个月,测定木荷(Schima superba)幼苗的光合特性、生物量和C、N、P含量及其分配格局对氮沉降的响应.结果表明:(1)木荷幼苗的最大净光合速率和光饱和点随着氮处理水平增加呈先增加后减小的特点,在中氮处理下极显著增加(P＜0.01).氮处理降低了幼苗的光补偿点和暗呼吸速率,光补偿点在低氮处理下显著降低(P＜0.05),暗呼吸速率在低中氮处理下极显著降低(P＜0.01),高氮处理下显著降低(P＜0.05).未见氮处理对表观量子效率产生显著影响.(2)氮处理促进了木荷的全株生物量以及各部分生物量的增长.随着氮处理水平的增加,叶重比呈升高的趋势,而根重比和根冠比呈降低的趋势,在高氮处理下叶重比的增加和根重比、根冠比的降低都达到了显著水平(P＜0.05).(3)氮沉降促进各器官N含量的增加,在高氮处理下根和茎中N含量极显著增加(P＜0.01),叶中N含量显著增加(P＜0.05).而各器官C含量随着氮沉降程度的增加呈先增加后降低的趋势,在中氮处理下根和茎中C含量极显著增加(P＜0.01),叶中C含量显著增加(P＜0.05).但各器官P含量变化趋势各不相同,随着氮的增加,根中P含量是呈先增加后降低的趋势,而茎和叶中P含量是呈降低的趋势.氮沉降一定程度上降低了木荷各器官的C/N比值而增加了N/P比值.     

干旱胁迫对不同种源云南松幼苗生物量与根系形态的影响

通过盆栽控水，采用双因素随机区组设计研究了9个不同地理种源云南松幼苗生物量分配和根系形态对干旱胁迫的响应，比较了干旱胁迫下幼苗生物量及其分配以及根系形态在种源间的差异，并通过隶属函数法对不同种源幼苗干旱适应性进行了初步评价。结果表明:1）干旱胁迫下，各种源云南松幼苗地径下降明显，苗高未发生显著变化，各器官生物量和总生物量多呈下降趋势，干旱胁迫并没有导致幼苗根生物量分配比和根冠比的增加，但根系长、比根长、根表面积和比根面积在干旱胁迫下增加显著。2）不同种源云南松幼苗地径、苗高、生物量及其分配比和根系形态在干旱处理下均存在显著差异，其中地径和苗高分别以西昌和双柏种源最大，各器官生物量和总生物量以双柏、西昌和册亨种源较高，察隅种源各器官和总生物量较低，但该种源具有最大的根生物量分配比和根冠比；会泽种源根长、根表面积、比根长和比根面积均最大。研究发现，在土壤水分限制条件下，云南松幼苗以根系形态变化代替根系生物量增加的策略来适应干旱，各种源云南松幼苗生长对干旱胁迫响应的差异可能是由种源地理气候因子长期影响所形成的不同适应性策略所导致。经平均隶属函数值法初步评价了不同种源云南松幼苗对干旱适应性的强弱，结果显示，西藏察隅、云南会泽和四川西昌种源对土壤干旱的适应性较强，云南双柏、贵州册亨、云南云龙种源居中，而云南新平、永仁和禄丰种源适应性较弱。     

氮沉降对杉木林土壤有效氮和磷含量的影响

为探究长期氮沉降对土壤有效氮和磷含量的影响，以亚热带杉木人工林为研究对象，研究10 a 氮沉降对杉木人工林土壤有效氮、磷含量的影响，并探讨干、湿季土壤有效氮、磷含量对氮沉降的响应动态。试验分为对照(0 kg?hm－2?a－1)、低氮(60 kg?hm－2?a－1)、中氮(120 kg?hm－2?a－1)、高氮(240 kg?hm－2?a－1)4种处理模拟氮沉降试验，结果表明，随着施氮量的增加，土壤铵态氮、硝态氮和有效氮含量呈上升趋势，并且铵态氮和硝态氮表现出明显的季节动态。土壤pH值和NH＋4－N/NO－3－N值随着施氮量增加而降低，有效磷的含量在中氮处理中最高， N/P值均在一个较高的水平范围。     

2021年4期目录

  目的  探究1年生樟子松苗木根系构型和养分吸收对氮添加及接种外生菌根真菌的响应机制。  方法  以1年生樟子松菌根苗（8种外生菌根真菌混合接种,HJ）和非菌根苗（未接种,WJ）为研究材料,设置4个氮添加处理试验,分别为:不施氮（CK,0 kg/（hm2·a））、低氮（LN,15 kg/（hm2·a））、中氮（MN,30 kg/（hm2·a））和高氮（HN,60 kg/（hm2·a））,对比分析氮添加和接种处理对苗木根系形态（总根长、总表面积、总体积、分叉数、根尖数、平均直径等）和养分含量的影响。  结果  （1）在CK、MN、HN处理下,接种处理间苗木生物量存在显著差异;CK处理下,菌根苗生物量较非菌根苗提高了54.3%;而MN和HN处理下,菌根苗生物量较非菌根苗分别下降17.8%、23.7%。（2）氮添加和接种处理显著影响1年生樟子松苗木直径0 ~ 0.5 mm根系的总根长、总表面积、根尖数;在WJ处理下,随着氮添加量递增,樟子松苗木根系形态指标均呈先上升后下降的趋势;而在HJ处理下,随着氮添加量递增,其根系形态指标均呈下降的趋势。（3）与CK相比,氮添加显著增加非菌根苗氮、磷养分含量;而对菌根苗氮、磷养分含量的影响表现为LN处理促进,HN处理抑制。  结论  低氮添加和接种处理对苗木根系形态和养分含量表现为协同效应,而高氮添加处理削弱接种处理对苗木根系形态和养分含量的影响。      

模拟氮沉降对水稻生长、产量及光合特性的影响

田间试验研究4种水平的模拟氮沉降(即N0、N1、N2、N3、N4,施氮量分别为0、3、6、12、24 g/(m2.a)对早稻品种"岳优463"不同生长发育阶段的影响。结果表明,氮沉降对水稻的生长、产量及光合作用有一定的促进作用。经高氮沉降(N4)处理,水稻株高、光合速率在分蘖期分别比对照(N0)增加了45.6%和49.5%,在乳熟期比对照增加了6.4%和28.9%。氮沉降对水稻叶绿素a、叶绿素b和叶绿素(a+b)含量均表现为促进作用。乳熟期N1、N2、N3、N4的叶绿素(a+b)比N0增加了34.9%、51.5%、111.3%和143.6%。中高氮处理(N3,N4)对水稻产量的促进作用较为显著,N1、N2、N3、N4的产量分别比N0增加了1.3%、6.2%、13.0%和42.6%。随施氮水平的增加,秕谷率也增加,而产量指数和籽粒大小呈下降趋势。     

氮、水交互对长白山阔叶红松林细根形态及生产量的影响

土壤养分和水分的变化深刻影响着森林生态系统的碳分配,进而影响树木细根形态结构和生产量。本文以我国长白山阔叶红松林为研究对象,研究氮沉降增加(50 kg/(hm·a))和降雨量减少(30%穿透雨,约210 mm/a)情形下,细根形态结构和生产量的时空响应特征。结果表明,细根形态结构和生产量受多种因素(处理、取样时间、取样层次)的共同影响。施氮样地(N)显著降低了0~10 cm土壤层细根直径,从而增加了比根长, 减少降雨样地(D)细根根长密度增加了1.55~3.24倍,细根生产量增加了104 g/(m·a), 减少降雨同时施氮样地(DN)10~20 cm土壤层细根直径和生产量显著增加。因此,长白山阔叶红松林不同土壤层细根在氮和水分吸收功能上可能存在分化,氮沉降增加、降雨格局变化及其交互作用在不同程度上驱动着细根形态和生产量的时空变化。      

N沉降下土壤动物群落的响应:1年研究结果总述2681258920

2003年7月至2004年8月,选择了苗圃、针叶林、混交林和季风林4个生态系统,采用模拟的方法,人为构建N沉降增加梯度系列,即对照、低N处理（50 kg/(hm2·a)）、中N处理（100 kg/(hm2·a)）、高N处理（150 kg/(hm2·a)）和倍高N处理（300 kg/(hm2·a)）,在14个月的时间内,对土壤动物群落在N沉降下的响应进行了持续观测研究.研究结果表明,土壤动物群落无论在时间尺度和空间尺度（垂直分布）都发生了明显的变化.生态系统类型的影响很显著,季风林和针叶林增长模式的不同,最终导致3个森林土壤动物分布格局的根本改变.苗圃样地N处理具有明显的阈值效应.虽然整体上森林样地N处理梯度未产生显著影响,但它在与不同植被、不同取样期的交互作用中可以清楚表现出来.N沉降存在明显的累积效应.在持续大量N沉降的作用下,动物向土壤深层趋避,显示N处理的负效应.N沉降的阈值效应和累积效应也都符合中度干扰理论.最后,该文还对N沉降对土壤动物群落的影响机制进行了初步探讨,认为N沉降可能通过对土壤无机环境的改变间接影响较高营养阶——土壤动物群落,而N沉降处理的阈值效应、生态系统成熟度及处理时间累积对试验效果的影响,本质上可能均反映了生态系统N饱和状态对N沉降的响应.      

水分胁迫对希蒙得木幼苗生物量的影响

采用完全随机试验设计，应用温室盆栽试验方法，研究16个月生希蒙得木实生苗在不同土壤水分条件下的生物量分配。7个希蒙得木种源参加试验，用控制浇水的方法设7个水分梯度。结果表明：在水分胁迫下，与对照相比，7个种源的希蒙得木总生物量分别下降了26．40％，37．22％，30．26％，20．11％，27．22％，30．41％，34．17％；地上部分生物量占总生物量的比例逐渐降低，地下部分生物量占总生物量的比例逐渐增加，变幅为1．64％，2．00％，2．31％，2．15％，1．85％，2．67％，2．14％；根冠比分别是对照的110．68％，147．54％，171．96％，152．36％，152．29％，226．11％，152．76％。     

2022 年 4 期目录

  目的  三倍体毛白杨作为华北平原重要的速生丰产树种之一,是我国木材战略储备的重要资源。滴灌水氮耦合技术已被广泛应用于人工林培育,掌握该栽培技术下毛白杨幼林细根生长、分布及形态特征,明确影响细根生长的重要环境因子,对精准水氮耦合策略的制定具有重要意义。  方法  以砂壤土立地条件下2年生毛白杨为研究对象,设置由?20 kPa（W20）、?33 kPa（W33）、?45 kPa（W45）3个灌溉水平和0（N0）、80 kg/（hm2·a）（N80）、150 kg/（hm2·a）（N150）、220 kg/（hm2·a）（N220）4个施氮水平组成的12个水氮耦合处理,并设置无灌溉施肥的对照处理,监测特定水氮耦合处理下（W20N220、W20N80、W20N0、W45N220、W45N0）幼林细根生长、分布及形态指标的变化规律,并分析对应土层土壤有机质、全氮、铵态氮、硝态氮及土壤含水率与细根生长的关系。  结果  （1）滴灌水氮耦合及土层深度对细根生长及形态指标有显著影响（P < 0.05）。其中,W20处理能显著促进0 ~ 20 cm土层细根生长（P < 0.05）,细根趋于浅土层分布,而在W45N0处理下,0 ~ 30 cm土层比根长显著提高（P < 0.05）。（2）垂直剖面内,W20处理细根呈“由表层至深层降低”的分布规律,W45处理细根在不同土层内分布较均匀;水平方向上,细根分布呈“靠近树体,随径向距离增加而降低”的分布规律,但W20N220和W45N0处理细根生物量在同一径向位点无显著差异。（3）有机质、铵态氮和硝态氮均与细根生长呈显著的正相关关系（P < 0.05）,且相关性强弱的顺序为有机质 > 硝态氮 > 铵态氮。  结论  W20滴灌施肥处理能显著促进表土层细根生长,不同施氮量对细根性状无明显影响;三倍体毛白杨优先改变细根生物量在不同土层的分配及部分形态特征,而非改变细根总生物量以适应水氮资源的异质性;滴灌水氮耦合措施实施的过程中,应采取少量多次的灌溉施肥方式对0 ~ 30 cm细根集中分布土层及时补充水氮资源,提高资源的吸收利用效率。