土壤生态酶化学计量特征的自然影响因素及其对氮沉降的响应

土壤酶是土壤生态系统物质和能量循环的重要影响因素,主要来自于微生物,微生物胞外酶活性通常可以用来表征土壤的肥力状况,土壤C-、N-、P-获取酶的活性比值（土壤生态酶化学计量比）是土壤微生物的养分获取和能量分配的指标。但有关生态酶化学计量学的相关论述还较少。本研究从氮沉降角度出发,综述了土壤生态酶对氮沉降的响应,充分探究了氮沉降背景下土壤生态酶(GLU、NAG、LAP、AP)以及氧化酶(PHO)的活性变化。同时,还讨论了温度、水分、pH、生态系统类型对C-、N-、P-获取酶活性的影响,以期为土壤生态酶的深入研究提供数据支持。     

增温和施氮对小兴安岭叶凋落物分解的影响

为研究小兴安岭叶凋落物对温度升高、氮沉降及其交互作用的响应。试验采用空间移位方法,进行施氮(LN)、增温(WT)、施氮增温(WLN)和对照(CK)4种处理。结果表明：（1）氮沉降对叶凋落物分解的作用表现为先抑制后逐渐促进,在第1年冻融期后抑制显著(P<0.05);（2）温度升高情况下,第1年生长季较对照相比显著减缓了凋落叶分解(13.8%),显著加快了第2年生长季凋落叶的分解(9.4%);（3）施氮增温共同驱动下凋落物分解情况与增温处理一致,均表现为先抑制后促进;（4）各处理凋落物质量损失率与元素释放率较对照相比皆表现为先抑制后促进,不同处理的叶凋落物质量损失率为LN(55.2%)>WT(54.4%)>WLN(53.4%)>CK(53.2%)。本研究表明：施氮、增温及交互作用对叶凋落物分解均表现为初期抑制、然后加速叶凋落物的分解,与长白山相比,小兴安岭叶凋落物分解对施氮处理的响应更加敏感。     

北方森林细根对大气N沉降增加和温度升高的响应

为了在全球大气N沉降增加和温度升高的背景下,细根生产和细根生理生态的潜在变化将如何影响森林土壤中的养分供应和陆地C循环。本研究基于34篇国内外已发表的北方森林N沉降、温度升高及其交互作用的170组细根数据,通过meta分析的方法,研究了细根对升温、增N以及二者交互作用的响应。结果表明:（1）增N显著抑制了北方森林细根生物量,明显增加了细根C、N含量,而P则显著减少,细根的呼吸速率显著增加,细根形态变得细长;（2）增温显著增加了土壤C素的有效性,细根的生物量、组织密度、N吸收速率、组织N浓度和呼吸显著增加,但是细根的C和N含量、比根长、直径和呼吸速率却随着温度的增加明显减少;（3）在升温增N的交互作用下,除组织N浓度受到抑制以外,细根生物量、呼吸速率、C、N含量均显著增加。研究表明:升温增N显著影响了北方森林细根的生物量、周转率、养分含量和形态特征,可为改进和完善C收支模型提供参考依据和数据支持。     

黑龙江省东部山区谷地红皮云杉生态学与生物学特性

系统研究了黑龙江省东部山区谷地红皮云杉的高生长量,径生长量,树高生长与积温、降水、日照时数的关系,土壤含水率对种子发芽的影响及红皮云杉的更新。结果表明:云杉5月中旬开始高生长,6月中旬达到高峰,7月中旬停止高生长;胸径生长一般在6月中旬,7月上旬进入速生期,8月初生长开始减慢,并于中旬停止生长。云杉的高生长与积温紧密相关;土壤含水率与苗木高生长相关密切。塔河、乌伊岭、汤旺河、红星的云杉为进展种群,而五营和带岭的云杉为衰退种群。     

氮沉降对植物生长的影响研究进展

为了探索全球氮沉降加剧背景下植物生长所受的影响,笔者归纳了森林植物不同生长指标对氮沉降响应的国内外文献数据。在既有研究成果的基础上,详细总结了氮沉降对植物地上部形态(株高、基径)、光合生理(光合色素含量、净光合速率)、可溶性糖含量、地上及地下生物量分配比例、根系形态结构(根长、根直径和根系生物量)以及叶片中氮:磷等指标的影响,并对上述变化做了合理的分析。笔者指出氮沉降加剧在一定程度上对植物的各生长指标都有明显的促进作用,但当氮沉降很严重时,植物的生长就会受到限制。笔者发现目前关于氮沉降对植物生长影响的试验中,很多都是短期模拟试验,而且大多数试验都是有关现象的研究而非原理的探索。笔者认为在今后的研究中应该将模拟时间进一步延长,并对造成响应变化的机理进行探索,以期更好的为进一步研究氮沉降增加对森林植物生长状况的影响提供参考依据。     

模拟氮沉降对云冷杉红松林土壤呼吸的影响

2011年5月至2011年10月在黑龙江省小兴安岭云冷杉红松林内进行模拟氮沉降试验,使用便携式土壤CO2通量观测仪LI-8100测定不同氮沉降浓度CK(0)、TL(50 kg.hm-2.a-1)、TM(100 kg.hm-2.a-1)和TH(150 kg.hm-2.a-1)对土壤呼吸的影响。结果表明,氮沉降未显著改变土壤呼吸的日变化和季节性变化规律;对比CK,TL、TM和TH处理,分别使土壤日呼吸速率提高了13.72%、23.22%和5.12%,年呼吸速率提高了13.98%、18.26%和1.12%;土壤呼吸与温度呈极显著的指数相关(P<0.001),与土壤湿度无显著相关;CK,TL、TM和TH处理下,土壤呼吸温度敏感系数Q10分别为4.77、5.71、6.62和5.49,氮沉降处理提高了小兴安岭云冷杉红松林的土壤呼吸速率和温度敏感性。     

基于土壤微生物的碳氮互作效应综述

土壤微生物在养分循环中起着至关重要的作用,可为陆地生态系统能量流动提供动力。碳(C)、氮(N)元素是构成生物基本骨架和能量代谢最基本的元素,其循环关系到生物生长和生态系统的稳定性。在陆地生态系统中,土壤微生物C、N元素有着明显的相互作用,环境中C、N浓度的变化会促使其发生变化,进而导致微生物群落结构和生物功能改变。笔者从CO2浓度升高、黑碳添加和N沉降加剧出发,总结了环境条件变化对微生物C、N的影响;分析了现实环境背景下土壤微生物C、N的相互作用,探讨微生物C、N的内在联系,为微生物C、N耦合及生态系统C、N耦合提供参考依据。并提出,今后在气候变化对土壤微生物影响的研究中,应当根据地域和时空的差异建立多个研究模型,深入研究微生物C、N与环境中C、N的关系,注重生态系统C、N耦合的同时,也要注重微生物与其他生物之间,特别是与植物之间的C、N耦合。     

森林动态演替模型的研究进展

森林动态演替模型是基于个体模拟与预测的模型,广泛应用于森林长期动态变化,是研究森林生态系统对气候变化响应的有效工具。本文简要阐述了森林动态理论,分析了在全球气候变化背景下应用模型研究森林与气候之间关系的可行性和必要性,进一步解析了森林动态演替模型的分类与发展演变过程,以及森林动态演替模型的研究价值。在既有研究成果的基础上,本文详细综述了近年来森林动态演替模型的国内外研究现状,对国际上相关的研究热点和前沿问题进行了探讨,指出国内演替模型预测研究未来发展方向,展望了森林动态演替模型的未来发展趋势。结果表明：森林动态演替模型在全球气候变化背景下,不断升级优化,对森林保护、林业管理等方面具有重要意义。近年来,全球气候变化一直是人们关注的焦点,本文可为进一步研究森林生态系统对气候变化的响应提供参考,同时,为森林生态系统保护与管理提出全球应对策略。     

环境因子对植物物种多样性的影响研究进展

植物物种多样性动态规律是现代生态学研究的热点之一,其空间分布格局受诸多环境因子的影响。由于不同环境因子之间的复杂关系及其与植物群落间的耦合作用,使其对环境因子改变的响应已成为全球变化科学领域的热点问题。对此,为深入了解环境因子对植物物种多样性的影响,笔者综述了国内外近年来的相关研究成果,从地形因子(海拔、坡度、坡向、坡位)、土壤因子(土层厚度、氮含量、磷含量、pH值)、气象因子(光照、温度、水分)等方面分析了环境因子对物种多样性的影响,可为科学评估物种多样性对环境因子的响应机制提供相应参考数据。     

水体的农药污染及降解途径研究进展

农药在农业中担任着无比重要的角色,但是农药通过喷施、地表径流及农药工厂的废水排放等方式进入水体,给水体带来了严重的污染和危害,同时造成的水环境问题也日益突出。为了维护水环境的生态平衡,研究农药在水体中的污染及降解情况意义重大。本研究归纳了农药在水体中的污染情况及农药在水体中的降解途径,提出了农药在水体中降解存在的问题和今后的研究方向。