不同更新方式对亚热带常绿阔叶林土壤氮矿化的影响

【目的】探索亚热带米槠常绿阔叶林转换为人促更新林和人工林后的土壤氮矿化作用的变化,为评价和选择森林经营方式提供参考。【方法】以亚热带米槠常绿阔叶天然林、人促更新常绿阔叶林和米槠人工林为研究对象,比较不同森林类型表层(0～10和10～20 cm)土壤的铵态氮(NH_4~+-N)和硝态氮(NO_3~--N)含量,并采用室内氮矿化培养方法测定土壤氮矿化速率,研究不同经营方式对森林土壤氮矿化作用的影响。【结果】天然林转换为人促更新林和人工林后,0～10和10～20 cm土层土壤NH_4~+-N含量分别下降5%～13%和16%～25%,NO_3~--N含量分别增加1.4%～241%和68%～871%,且人促更新林NH_4~+-N含量比人工林高3%～27%,人促更新林NO_3~--N含量比人工林低40%～65%;天然林转换后,人促更新林和人工林土壤净氮矿化速率分别下降11%～12%和27%～50%,人促更新林土壤净氮矿化速率显著高于人工林,净硝化速率显著低于人工林。【结论】与人工林相比,人促更新营林方式的干扰活动程度低,林地凋落物养分归还量大,同时土壤净氮矿化速率高且硝化速率低,向土壤输入更多的有效性氮源。因此,人促更新方式有利于土壤氮保存和提高氮素有效性,在氮素养分循环方面比人工林经营方式更具有优越性。     

增温和氮添加对中亚热带杉木人工林土壤氮矿化和N2O排放的影响

[目的]研究增温和氮沉降对中亚热带森林土壤氮矿化和氧化亚氮(N₂O)排放的影响,以期深入认识全球变化背景下中亚热带森林土壤氮循环过程。[方法]选取经过野外增温和氮添加处理的中亚热带杉木人工林土壤,将野外非增温处理和增温处理的土壤置于不同温度(20、25℃)培养箱中,同时对野外氮添加处理的土壤继续添加不同梯度的氮素(0.1、0.2 g·kg^-1,以干土计),进行为期28 d的室内培养,研究增温和氮添加对土壤氮矿化和N₂O排放的影响。[结果]与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理增加了土壤铵态氮、硝态氮和矿质氮含量,且氮添加水平越高增加越明显,增温处理增加不显著。与对照相比,培养28 d后增温处理的土壤净铵化速率、净硝化速率和净氮矿化速率变化不显著,低氮、增温+低氮显著增加土壤净硝化速率,而高氮、增温+高氮显著降低土壤净氮矿化速率。与对照相比,增温和氮添加及二者交互处理总体降低土壤N₂O排放速率,土壤N₂O累积排放量也显著降低(P<0.05),其中,单独增温、低氮、高氮、增温...     

长白山森林生态系统土壤氮矿化时空动态特征

通过对土壤温度的定位观测(土壤深度5cm处)及分析,长白山北坡3种不同林型土壤氮矿化速率表现为季节动态变化,与土壤温度季节动态变化比较相似。在不同月份氮矿化速率存在较大差异。在7、8月份时,氮矿化速率最大且红松云冷杉林土壤氮矿化速率明显高于阔叶红松林和岳桦云冷杉林。而在11、12、1～3月份之间氮矿化速率比较低且变化比较平稳。主要是因为温度对氮矿化速率起限制作用。就不同林型而言,阔叶红松林土壤年氮矿化量是44.13kg/hm2.a为最高,其次是红松云冷杉林31.3kg/hm2.a和岳桦云冷杉林25.73kg/hm2.a。因此阔叶红松林土壤供氮潜力更大。     

热带四种按树人工林的土壤指标对氮肥反应的评价

较低氮利用性经常会导致桉树人工林的减产.为检验氮矿化的土壤指标的利用并预测桉树对添加氮肥的响应,研究四种桉树人工林(印度海岸低洼地2种细叶桉人工林和和喀拉拉邦高地的2种巨桉人工林)对添加氮肥和相关季节性氮矿化以及其他氮利用率指标的响应,测定几种生化指标对氮肥的响应,包括全氮,土壤C:N比和在厌氧、有氧孵化过程中释放的氮.结果表明,在4块实验地里,增加氮肥可以相应的提高生产率7%至70%;在有氧孵化过程中,释放的氮与氮肥间有最显著相关性(R2=0.92,p<0.01).与有氧孵化过程中释放的氮相比,季节性土壤氮矿化作用是一个较差的肥料响应的指标.虽然有的指标有很好的应用价值,但在广泛应用之前还需验证测试.     

滇中亚高山不同森林土壤酶活性对模拟N沉降的响应

[目的 ]研究不同森林类型中模拟N沉降对土壤酶活性的影响,旨在为N素对区域森林土壤酶活性及土壤活动相关研究提供理论依据。[方法 ]以滇中磨盘山典型森林云南松(Pinus yunnanensis Franch.)林、高山栎(Quercus semecarpifolia Smith)林、华山松(Pinus armandii Franch.)林和常绿阔叶(Evergreen broad-leaf)林为研究对象,于2018年1月—2018年12月设置:对照(CK,0 g N·m-2·a-1)、低N(LN,5 g N·m-2·a-1)、中N(MN,15 g N·m-2·a-1]和高N(HN,30 g N·m-2·a-1)4种N处理,测定不同施N水平4种林地0～5、5～10和10～20 cm土层蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶、多酚氧化酶活性。[结果 ]表明:土壤深度对4种森林类型中8种土壤酶活性的影响均表现为10～20 cm土层土壤酶活性低于5～10 cm土层,降幅最高达76.8%,常绿阔叶林与云南松林土壤过氧化氢酶和高山栎林与云南松林土壤多酚氧化酶活性则在0～5 cm土层受到抑制,活性最低时仅为5～10 cm土层活性的15.4%;施N水平对土壤酶活性影响较为显著,LN显著抑制了高山栎林土壤蔗糖酶与淀粉酶活性;各N处理对脲酶、蛋白酶无显著影响;除常绿阔叶林外,LN处理显著提高了0～10 cm土层天门冬酰胺酶和酸性磷酸酶活性,各N处理抑制了华山松林土壤过氧化氢酶活性和各林分土壤多酚氧化酶活性,促进了高山栎林、云南松林土壤过氧化氢酶活性;森林类型对土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶、过氧化氢酶和多酚氧化酶影响显著(P 0.01)。[结论 ]森林类型和土壤深度是影响N沉降下土壤蔗糖酶、淀粉酶、脲酶、天门冬酰胺酶、酸性磷酸酶、蛋白酶和过氧化氢酶活性变化差异的重要因素;土壤多酚氧化酶对施N水平反应敏感,对森林类型反应较不敏感;8种土壤酶中,天门冬酰胺酶对不同土壤深度、不同施N水平和不同森林类型三者交互作用的响应最为敏感。     

氮添加对黄河三角洲滨海湿地土壤有机碳矿化的影响

在山东黄河三角洲国家级自然保护区大气氮沉降模拟实验区样地采集表层(0-10 cm)和下层(10-20cm)两层土壤样本,设置NH_4NO_3、NH_4Cl、KNO_3三种氮肥类型以及5 gN·m~(-2)·yr~(-1)、10 g N·m~(-2)·yr~(-1)、20 gN·m~(-2)·yr~(-1)3种施氮浓度梯度,通过26 d室内恒温矿化培养试验,测定温室气体CO_2释放速率和累计释放量,研究模拟氮沉降对滨海湿地土壤有机碳矿化影响。不同处理下土壤有机碳的累积矿化量随培养时间逐渐增加,培养初始阶段的增长速率较快,前10 d土壤累积矿化量约占整个培养期内总矿化量的50%左右,而后逐渐减慢。外源氮添加促进了滨海湿地土壤有机碳的累积矿化量,上下层土壤实验处理较对照分别增加7.60%～68.60%、6.75%～67.24%,铵态氮(NH_4NO_3、NH_4Cl)均表现为中氮组(41.39%、68.60%)高氮组(27.02%、53.69%)低氮组(13.78%、7.60%),硝态氮(KNO_3)表现为高氮组(66.12%)低氮组(49.05%)中氮组(32.10%)。较高或较低氮浓度下,硝态氮对有机碳矿化的促进作用强于铵态氮,但在中氮组中NH_4Cl处理组有机碳平均矿化量最高,达1411.82μg/g soil。下层土壤中,NH4Cl实验组的促进作用在不同施氮量下均最高,有机碳平均矿化量分别为666.90μg/g soil、797.28μg/g soil、834.98μg/g soil。各处理土壤表层有机碳累积矿化量显著高于底层土壤(P0.05),即表明上层土壤有机碳含量较高。     

桢楠幼苗对模拟氮沉降的生长响应

为了解桢楠(Phoebe zhennan)幼苗的生长对模拟氮沉降的响应,以1年生桢楠幼苗为材料,设置5个氮水平CK(0)、N1(5.7 g·m-2·a-1)、N2(11.4 g·m-2·a-1)、N3(19.0 g·m-2·a-1)和N4(38.0 g·m-2·a-1),对不同施氮水平下幼苗的株高、地径、生物量和根系指标进行研究。结果表明,不同施氮处理均促进了株高、地径和叶面积的增长,株高增长率、地径增长率和叶面积均以N3处理最高,分别为CK的3.93、1.51和1.33倍;不同施氮处理均提高了幼苗的生物量,各施氮处理下整株鲜重分别较CK提高了22.15%、31.53%、96.45%和45.82%,以N3处理最高;随着施氮量的增加,幼苗的总根长、根直径、根表面积、根体积和根尖数均先升高后降低;隶属函数分析结果显示N3处理的桢楠幼苗质量最佳,说明适度氮沉降能促进幼苗生长,但更高水平的氮沉降可能会产生一定抑制作用。     

火后不同年限兴安落叶松林土壤氮的矿化速率及其影响因素

火干扰一直是我国大兴安岭森林生态系统的重要干扰因子之一。氮是北方森林生态系统最重要的养分元素,研究火干扰对土壤氮矿化的影响对于深入探讨火后森林生态系统的恢复机制具有重要意义。选择大兴安岭地区兴安落叶松林火后不同年限(3年、9年、28年)的重度火烧迹地,采用原位培养法,经过1个生长季的土壤氮素矿化采样和测定分析。结果表明:火后不同年限土壤的铵态氮(NH4+-N)平均值分别为82.99、93.27、108.38 mg·kg-1,随着火后时间的增加土壤NH4+-N含量呈递增趋势。土壤硝态氮(NO3--N)含量平均值分别为4.66、10.07、3.59 mg·kg-1,火后短期内NO3--N含量随着时间推移先增加再减小。火干扰后不同年限生长季土壤氮净矿化率(NMR)呈现出显著的季节动态变化,最高值出现在5月份为3.55 mg·kg-1,最低值出现在8月份为-1.96 mg·kg-1,不同年限NMR分别为1.20、-0.07、0.76 mg·kg-1,火后土壤NMR随着恢复年限呈现出先升高再降低的变化趋势。p H值与NMR呈极显著正相关,速效钾与NMR呈显著正相关,这说明p H值和速效钾是影响火后兴安落叶松林土壤NMR的主要因子。本研究将为深入揭示火后森林土壤氮库的变化以及火后森林生态系统的恢复提供基础数据。     

杨树人工林土壤微生物生物量碳对模拟氮沉降的响应

在杨树人工林生长季的6,8,10月,对3种不同龄(幼龄、中龄、成熟)林开展野外模拟氮沉降试验。每种龄林设置20个样方,设定4个梯度,即N1,N2,N3,N4[N沉降依次分别为5,10,15,30 g/(m²·a)]和对照N0(无N沉降),样地内采集3个深度(0—15,15—25,25—40 cm)的土样测定土壤微生物生物量碳含量,以研究苏北沿海杨树人工林土壤微生物生物量碳对氮沉降的响应。结果表明：幼龄杨树人工林的土壤微生物生物量碳含量随着施氮量的增加而增加,最大值为607.75 mg/kg;一定量的氮处理可以增加中龄林和成熟林土壤微生物生物量碳的含量,过高则会抑制土壤微生物生物量碳的含量;幼龄杨树人工林中土壤微生物生物量碳含量随土层的加深而降低;3个龄级杨树人工林中土壤微生物生物量碳含量都具有显著的时间动态,幼龄林土壤微生物生物量碳含量的最大值出现在10月(607.75 mg/kg),中龄林出现在8月(1 444.43 mg/kg),成熟林则出现在6月(974.33 mg/kg)。研究结果显示,氮沉降对表层土壤微生物的影响最大;高含量氮的沉降抑制杨树人工林的生长。     

应用PLFA技术分析氮沉降对三江平原小叶章湿地土壤微生物群落结构的影响

为了研究氮沉降对三江湿地土壤微生物群落结构的影响,利用磷脂脂肪酸技术(PLFA)对三江平原小叶章湿地土壤微生物多样性进行了分析。2010年5月,在黑龙江省科学院自然与生态研究所三江平原湿地生态定位研究站内的小叶章湿地中建立模拟氮沉降试验平台,设置3个氮沉降浓度梯度:N1(0 g N·m-2a-1)、N2(4 g N·m-2a-1)、N3(8 g N·m-2a-1),于2014年6月用土钻进行土壤样品采集。结果表明:本研究共检测到PLFAs 75种,其中特征脂肪酸29种。不同氮沉降处理下,真菌群落的生物量较高,土壤微生物生物量的总量介于30~33nmol·g-1。氮沉降增加对真菌群落数量的影响比较显著(P0.05),但是对细菌和放线菌影响并不显著。低氮时土壤微生物的数量最多,对照最低;高氮时土壤微生物群落的多样性值和丰度值最高。根据典型性相关分析,得出铵态氮和硝态氮对土壤中真菌含量影响较为显著。通过本研究可以得出,施氮增加了土壤微生物总量。铵态氮和硝态氮是影响土壤微生物数量的主要因子,低氮增加了土壤微生物多样性,高氮则产生抑制作用。     

不同施氮水平对库尔勒香梨园土壤无机氮分布的影响

为给香梨种植生产过程中氮肥的合理施用提供科学依据,以树龄为6 a的库尔勒香梨树为试材,在香梨年生长周期内的不同时间段,采用土钻分层取土法取样,研究了不同施氮水平下香梨园土壤无机氮的含量分布及累积特征。结果表明:施氮对库尔勒香梨园土壤中无机氮的含量和累积均有显著影响,同时土壤中无机氮的含量因土层深度和香梨生育时期的不同而发生变化。不同施氮处理下,土壤中无机氮的分布均具有表聚效应,硝态氮还具有明显的向下淋洗的作用,但铵态氮的淋洗作用较弱;土壤中无机氮的含量随着氮肥施入量的增加而增加,但随着香梨生育期的推进这种影响逐渐减弱;在库尔勒香梨年生育末期,施氮处理N1PK、N2PK和N3PK的0~120 cm土层土壤中无机氮的总累积量与不施氮处理N0PK的相比分别增加70.81、74.39和133.39 kg·hm~(-2);施肥处理中的N1PK和N2PK处理之间差异不显著,而其与N3PK处理间的差异均较为显著。文中因此建议,为了减少土壤中无机氮的累积,降低硝态氮向下淋洗污染地下水和环境的风险,库尔勒香梨园的施氮量应控制在300 kg·hm~(-2)以内。     

施用氮肥对黑果枸杞生长及产量的影响

研究不同氮肥施用量对黑果枸杞生长及品质的影响，为黑果枸杞人工栽培科学施肥提供理论依据和技术支撑。结果表明：施用氮肥对黑果枸杞生长有显著地促进作用，以施氮肥40 g/株时，株高、茎粗、冠幅和叶面积均较大，表现最优；黑果枸杞叶片叶绿素含量随施氮量的增加而增加，但当施氮量超过60 g/株时，叶绿素含量有下降趋势；黑果枸杞百粒重和单株产量随施氮量的增加呈增加后减趋势，当施氮量为40 g/株或60 g/株时，百粒重和单株产量最大，不同施氮量处理间差异显著。综上所述，适量施用氮肥可促进黑果枸杞植株生长和产量，施用量以40～60 g/株尿素为宜。     

不同林龄杉木人工林细根生物量及分布特征

为了研究杉木人工林地下细根的碳分配及其随年龄变化规律,于2014年4月用土壤钻法对湖南省会同县杉木人工林三个不同林龄(7年生、17年生和25年生)细根生物量变化、垂直分布进行了研究。结果表明:杉木人工林0~60 cm土层内杉木细根生物量随着年龄的增加表现出先增加后减少的趋势,7、17、25年生杉木林细根生物量分别为239.79 g·m-2、271.90 g·m-2和191.60 g·m-2,占杉木细根总生物量的68.45%、56.39%和68.64%。而林下植被层地下细根生物量随杉木林年龄的增大而减少,7年、17年和25年生杉木人工林林下植被层细根生物量为别为207.20 g·m-2,54.87 g·m-2和39.54 g·m-2。不同林龄杉木林细根生物量随土层深度的增加而减少,其中7年生杉木人工林细根分布主要在表层;利用渐进累积方程分析表明,25年生杉木人工林向土层深处生长比较明显。不同林龄活细根比根长和比表面积呈现随年龄增长而降低的趋势,组织密度则呈增大趋势。     

模拟氮沉降对辽东山区长白落叶松人工林树木生长的影响

为探讨长期氮沉降增加对温带森林的影响,以辽东山区长白落叶松人工林为研究对象,设置7个氮添加水平,进行为期5年的人工模拟氮沉降试验。结果表明:与对照相比,氮添加抑制了长白落叶松人工林的胸径生长,添加铵态氮肥和添加硝态氮肥对落叶松生长的影响并不相同,添加铵态氮肥加剧落叶松人工林胸径年生长速率的降低,添加硝态氮肥对年生长速率有一定促进作用。高铵态氮肥和高硝态氮肥均能够提高土壤表层和落叶松针叶中的全氮和有机碳含量。研究结果为揭示气候变化条件下的温带森林生长和碳氮循环建模提供基础数据和科学依据。     

樟树林生态系统中多环芳烃含量和分布特征

利用气相色谱仪 (GC)对樟树林生态系统中植物体各器官和林地土壤的多环芳烃 (PAHs)进行定性和定量测定。结果表明 :乔木层樟树各器官中树皮的PAHs含量最高 ,为 86 4 1μg·kg- 1 ;树干最低 ,为 2 84 3μg·kg- 1 ;其他依次为籽实 (75 2 0 μg·kg- 1 ) >树根 (7115 μg·kg- 1 ) >树枝 (5 35 2 μg·kg- 1 ) >树叶 (4 4 81μg·kg- 1 )。樟树林生态系统中PAHs含量空间分布为 :枯枝落叶层 (92 35 μg·kg- 1 ) >乔木层 (5 995 μg·kg- 1 ) >草本层 (36 31μg·kg- 1 ) >土壤层(14 6 6 μg·kg- 1 ) >灌木层 (2 4 5 μg·kg- 1 )。与无林地土壤的PAHs含量 (3470 μg·kg- 1 )相比 ,樟树林土壤的PAHs含量低 5 0 %以上。同时 ,随大气降水进入樟树林的PAHs,经过林木的吸附和降解后 ,林内降水和地表径流的PAHs种类和含量明显减少 ,说明樟树林生态系统对PAHs具有吸附和降解作用。     

不同林型土壤有机碳含量及垂直分布特征

基于样地调查和室内分析,比较研究长白山林区3种林分类型土壤有机碳、土壤碳密度及垂直分布特征。结果表明:3种林分类型土壤表层有机碳含量差异显著,变化范围为51.71~157.93·kg-1,红松天然林含量最高,达到157.93 g·kg-1。在土壤垂直剖面上,随着土层深度增加,土壤有机碳含量随之递减。对整个土层而言,3种林型土壤碳密度最大的是长白落叶松人工林,为23.04 kg·m-2,最小的是红松天然林,为16.82 kg·m-2。     

黄土高原主要人工林土壤养分与酶活性的研究

本文以荒地为对照,对黄土高原沙棘、刺槐和油松三种人工林0~80cm土壤养分与酶活性进行了研究。结果表明:沙棘、刺槐和油松人工林土壤有机质含量8.1~11.9g·kg-1,全氮含量0.53~0.82g·kg-1,全磷含量1.34~1.75g·kg-1,含速效钾85.5~175.5μg·g-1,碱解氮32.9~66.4μg·g-1,速效磷3.08~5.14μg·g-1。与荒地相比三种人工林林地有机质和土壤养分明显增加。土壤表层(0~20cm)与下层养分含量差异显著,表层以下差异不显著;人工林地表层土壤土壤养分含量相对较高,向下逐渐降低。土壤中过氧化氢酶、转换酶、脲酶和酶活性总体水平表现为刺槐林沙棘林荒地油松林;土壤酶活性与土壤肥力有较好的相关性。     

亚热带樟树人工林土壤呼吸对凋落物处理的响应

2011年9月到2012年8月,选取湖南省长沙市湖南省森林植物园樟树Cinnamomum camphora人工林作为试验样地,设置添加凋落物(DL)、去除凋落物(RL)和对照(CK)3种处理,对不同处理下土壤呼吸速率进行12月的连续观测。研究结果表明:樟树人工林不同处理下土壤呼吸呈显著的季节动态,均呈单峰曲线。添加凋落物处理下(DL),土壤呼吸的年均值为2.816,去除凋落物处理下,土壤呼吸的年均值为1.943,与对照的2.534相比分别高14.33%和低23.01%。樟树人工林凋落物处理下土壤呼吸速率与5 cm土壤温度呈极显著线性相关(P0.01),与5 cm土壤湿度相关性不显著(P0.05)。樟树人工林添加和去除凋落物处理下土壤呼吸Q10值分别为2.04、2.02,均高于对照的1.87。由此可见凋落物对森林CO2通量有重要影响。     

模拟N沉降对滇中亚高山典型森林凋落物分解及土壤微生物的影响

[目的]模拟N沉降下凋落物分解及土壤微生物特征,为研究森林生态系统碳、氮循环对氮沉降的响应机制提供依据。[方法]以滇中亚高山常绿阔叶林、华山松(Pinus armandii)林、高山栎(Quercus semicarpifolia)林和云南松(Pinus yunnanensis)林凋落物为研究对象,采用凋落物袋法,于2018年2月至2019年1月,通过模拟N沉降和原位分解实验,研究不同模拟N沉降下(CK, 0;LN, 5;MN, 15;HN, 30 g·m~(-2)·a~(-1))凋落物碳氮、土壤微生物量碳(MBC)、微生物量氮(MBN)及土壤微生物数量变化特征。[结果]分解1年后,不同N沉降处理下,常绿阔叶林和高山栎林凋落物C含量均显著增加(0.40%～8.16%),华山松林和云南松林凋落物C含量呈LN减少(2.67%),HN增加(4.09%);各林分凋落物N含量均显著增加(1.45%～69.01%),C/N则显著降低(0.34%～37.92%);相同N沉降下土壤微生物量随土层的加深而减小,N沉降对土层垂直分布格局影响不显著;N沉降对常绿阔叶林和高山栎林土壤MBC和MBN的影响表现为抑制,对华山松林和云南松林表现为低N促进,高N抑制;4种林分土壤MBC/MBN介于5.31～11.26之间,N沉降对不同林分不同土层的MBC/MBN影响存在差异,但均受到高N的抑制作用。[结论]滇中亚高山4种典型森林凋落物分解主要受森林类型影响,N沉降次之;土壤微生物量和数量主要受森林类型影响,土壤深度次之,N沉降最小。     

樟树与马尾松群落净土壤氮矿化速率的比较

2009年7月至8月,在湖南省植物园用树脂芯原位测定法,比较了樟树和马尾松群落土壤中无机氮含量及氮矿化速率。结果表明:培养前2种群落土壤中无机氮差异显著(P0.05),呈现马尾松樟树的规律,其中NH4+-N分别占群落土壤无机氮的98.2%和93.69%,是无机氮的主要存在形式;经过14、28和42 d的培养,樟树和马尾松群落土壤中NH4+-N和NO3--N含量均发生显著的变化(P0.01),NH4+-N的含量均呈现出先下降后上升的规律,NO3--N含量则表现出不同的规律,樟树群落为上升,马尾松群落为先下降后上升;樟树群落净氮矿化量为-(33.82±3.48)、-(16.81±5.90)和(29.14±4.41)mg.kg-1,马尾松群落为-(59.93±3.48)、-33.17和-13.11 mg.kg-1。