土地利用方式的改变对土壤呼吸及土壤微生物生物量的影响

土壤呼吸释放的CO2与土壤微生物生物量碳是全球碳循环中最为活跃的部分.作者对南京林业大学下蜀实习林场内天然次生栎林、马尾松人工林、毛竹林、板栗经济林和农田5种土地利用类型的土壤呼吸速率及土壤微生物生物量进行了测定,并分析了土地利用方式和各种土壤理化性质对土壤呼吸速率及土壤微生物生物量的影响.研究结果表明:①在5种不同土地利用类型中,农田的土壤呼吸速率显著大于马尾松林、栎林和毛竹林;板栗经济林的土壤呼吸速率显著大于毛竹林和马尾松林;其他各土地利用类型之间的土壤呼吸速率均无显著性差异.②在5种不同土地利用类型中,马尾松林的土壤微生物生物量显著小于农田、板栗经济林和毛竹林;农田的土壤微生物生物量显著大于栎林;其他各土地利用类型之间的土壤微生物生物量均无显著差异.③土壤呼吸速率与土壤微生物生物量、土壤温度(尤其是5cm深土壤温度)、土壤全钙含量、土壤全磷含量以及土壤碳氮比有显著相关关系;而与土壤全碳、全氮、土壤pH值等因子相关性不大.④土壤微生物生物量与土壤全钙含量、土壤全磷含量有显著相关关系;而与土壤pH值、土壤湿度等因子无显著相关关系.研究结果还表明:森林变为农田可能潜在地增加土壤CO2的释放;该地区土壤中磷的含量和有效性可能是限制土壤微生物生物量的重要因子.     

氮添加对杨树人工林表层土壤微生物群落结构的影响1）

以江苏东台沿海地区杨树人工林地为研究对象,建立野外模拟氮沉降试验样地,试验设置5个氮处理水平,分别为对照（0 kg· hm－2· a－1）、低氮（50 kg· hm－2· a－1）、中氮（100 kg· hm－2· a－1）、高氮（150 kg· hm－2· a－1）和超高氮（300 kg · hm－2· a－1）。于2012年5月开始在生长季（5—10月）每月进行施氮处理,2013年8月和10月运用磷脂脂肪酸法分别分析了土壤微生物群落的变化特征。结果表明,施氮处理近2 a后,两个月份中的土壤微生物磷脂脂肪酸总量均显著下降,细菌、真菌中磷脂脂肪酸的量出现了不同程度的下降,真菌与细菌中磷脂脂肪酸的量之比没有显著变化。磷脂脂肪酸组成的主成分分析显示,除低氮处理样地外,其他水平施氮样地均使微生物群落结构显著变化,且超高氮处理样地变化格局具有季节差异性。     

外源氮输入下土壤有机碳与土壤微生物生物量碳分形特征

研究江苏北部沿海地区杨树Populus deltoides ‘Ⅰ-35’人工林不同量氮输入下土壤总有机碳（TOC）质量分数、土壤微生物生物量碳（SMBC）质量分数的时间动态特征以及土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的分形特征。试验设置5种施氮水平,分别为N₀（施氮0 g·m-2·a-1,对照）,N₁（施氮5 g·m-2·a-1）,N₂（施氮10 g·m-2·a-1）,N₃（施氮15 g·m-2·a-1）,N₄（施氮30 g·m-2·a-1）,于2015年4,6,8,10,12月各采集1次样品进行土壤性状理化分析,并引入分形理论对数据进行分析。结果表明:不同施氮水平处理下各个月份对土壤TOC质量分数影响极显著（P < 0.01）,土壤TOC质量分数随时间变化的分形维数（D）变化范围是1.805~1.949,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;在6月和10月,不同施氮水平处理对SMBC质量分数无显著影响（_P > 0.05）,在4月、8月、12月,施氮水平对SMBC质量分数影响极显著（P < 0.01）,SMBC质量分数随时间变化的D变化范围是1.728~1.963,D从大到小排序为N₂,N₃,N₁,N₄,N₀;不同施氮水平处理下土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是2.207~2.342,D从大到小排序为N₃,N₂,N₄,N₁,N₀;不同月份土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化的D变化范围是1.650~6.149,D从大到小排序为6月、10月、4月、8月、12月。综上,N₂,N₃中等施氮水平处理下,土壤TOC和SMBC随时间变化以及土壤TOC随SMBC变化的复杂程度更高。研究区6月和10月土壤微生物的作用比较强烈,土壤TOC质量分数随SMBC质量分数变化更具随机性和复杂性。     

女贞光合作用特性的研究

利用751分光光度计测定女贞树冠的阳面、阴面、上面和下面4个方位在不同生长季节叶绿素a,b和叶绿素总量.应用LI-6400红外气体分析仪测定女贞4个不同树冠部位,不同生长季节中净光合速率日进程和季节变化.采用多元统计分析,得出净光合速率与光强、温度和相对湿度等环境因子之间的相关关系,找出不同条件下影响净光合速率的主导因子,分析了不同方位及冠层对净光合速率的影响.     

基于CASA模型的瓦屋山林场植被净初级生产力估算

在地理信息系统和遥感技术支持下,利用改进的CASA模型,并结合Landsat TM遥感影像、气象数据和林班数据,估算出瓦屋山林场2008—2009年的植被净初级生产力(PNPP),并通过实测植被生物量和生产力的关系,验证CASA模型在研究地区估算结果。结果表明:CASA模型估测植被PNPP与实测结果有较好的一致性,能够适用于瓦屋山林场植被净生产力估算;CASA模型估算结果主要植被类型年均PNPP区别明显,从高到低依次是:中国山杨、麻栎、板栗、马尾松、湿地松、灌木、杉木和池杉;瓦屋山林场植被PNPP季节变化显著,夏季贡献率最大,其次是春季和秋季,冬季最少,主要由于不同季节环境因素不同,其中又以太阳辐射最为重要。     

云南膏桐人工幼龄林生物量和生产力的研究

采用样方收获法和回归分析法,对云南红河流域膏桐(Jatropha curcas)人工幼龄林的生物量和生产力进行了研究。结果表明,3 a生膏桐人工幼龄林生态系统的生物量为26.025 t.hm-2,年平均净初级生产力为10.827 t.hm-2.a-1;生物量的结构表现为:灌木、草本层>干枝>枯落物>果实>根>叶。对膏桐人工幼龄林各器官生物量进行了回归分析,以地径平方乘株高(D2H)因子与叶、干枝、根和全株生物量相关关系最显著。     

水岸生态：陆水交融的生命地带

自然生态系统可分为陆地生态系统、水生生态系统、水岸生态系统。其中水生生态系统是指长期有水淹没的低洼地段,具有较开阔的水域。水岸生态系统是指水陆界面被水间歇性淹没的地段,包括河岸、溪岸、海岸、湖岸以及沟渠塘岸等,通称为水岸带,其中的生物成分与非生物成分构成的有机总体称为水岸生态系统。     

1981～2000年中国陆地生态系统NPP时空变化特征分析

利用GLO-PEM模型估算了1981~2000年中国陆地生态系统植被净第一性生产力（NPP）。结果表明：1981~2000年中国总NPP呈现增加趋势,从1981年的2.82 PgC/a增加到2000年的3.13 PgC/a,年均增加0.0155PgC/a,20 a间NPP的平均值为2.98 PgC/a,约占全球NPP总量的4.7%~5.0%。NPP积累主要发生在4~10月,春季、夏季、秋季、冬季NPP量分别占全年总量的15.68%,54.54%,25.50%,4.2%。其中夏季NPP增长最快,占全年NPP增长的64.14%。全国NPP年均值从西北向东南方向呈逐步增加趋势,不同植被类型中,常绿阔叶林年均NPP最高,达745.68 gC/m2,除农业植被外各种植被类型的月均NPP最大值都出现在7月,最小值都出现在1月。经向剖线NPP变化规律不明显。纬向40°N线是南北分界线,往南随着纬度的降低,剖线平均NPP逐渐升高,往北随着纬度的增加,剖线平均NPP逐步变大。纬向剖线NPP均值最高的是20°N线,异质性最高的是30°N线。     

南京市不同环境树木年轮重金属元素含量对比分析

[目的]弄清南京市城市主干道重金属元素污染状况的动态变化,为南京市环境重金属元素污染防治提供科学依据。[方法]对南京市区主要城市干道行道树和作为对照组的南京林业大学校园内的雪松、法国梧桐和水杉3个对应树种树木年轮重金属元素Cd、Cr、Cu、Fe、Mn、Ni、Eb、Ti、Zn含量进行了测试和对比分析。[结果]分析发现,自20世纪60年代以来,南京市行道树年轮重金属元素含量均呈现出明显的上升趋势,且上升速度在近几个年轮段时期内明显加快。对比还发现,校园组树木年轮重金属元素含量明显低于行道树组,且上升速度大大低于行道树组,甚至校园组某些元素含量随时间无明显的上升趋势。这说明南京市交通主干道的重金属元素污染程度和污染的上升速度明显高于非交通干道区域,这一快速上升的特点与南京市机动车拥有量快速增长相一致。[结论]研究得出,机动车暴发式增长是造成南京市主干道重金属元素污染的主要原因。     

生物炭与沼液混施对杨树人工林土壤温室气体排放的长期影响

  目的  明确不同生物炭和沼液添加量对杨树人工林土壤温室气体排放的影响。  方法  依托长期生物炭和沼液混施野外观测样地,于2019年7月到2020年1月测定不同生物炭（B0, B1, B2）和沼液（C, L, M, H）添加处理的土壤温室气体排放通量,于2019年9月和2020年1月测定土壤理化性质。通过统计分析,揭示生物炭和沼液对土壤温室气体排放的影响。  结果  添加生物炭的土壤总碳（B1: 2.42 ± 0.14%, B2: 2.75 ± 0.14%）显著高于未添加生物炭的土壤（B0: 1.83 ± 0.04%）。同样,添加生物炭的土壤总氮（B1: 0.22 ± 0.01%, B2: 0.24 ± 0.01%）显著高于未添加生物炭的土壤（B0: 0.18 ± 0.01%）。沼液添加显著提高土壤总氮含量,但生物炭与沼液对土壤总碳和总氮不存在显著交互作用。在冬季,沼液和生物炭均显著影响土壤NH₄+-N含量,且两者存在显著性的交互作用;沼液显著增加土壤NO₃?-N含量。在野外监测时间内,沼液显著提高了土壤N₂O和CH₄的累积排放量,增强了总增温潜势。与未添加沼液（C）处理相比,低（L）、中（M）和高剂量（H）沼液添加处理的总增温潜势分别增加了30%、40%和44%;而生物炭对土壤温室气体累积排放量和总增温潜势的影响不显著。  结论  生物炭单次添加7年后对温室气体排放的抑制效应不明显,甚至可能增加土壤温室气体的排放。沼液每年3次添加显著促进土壤温室气体的排放。因此,建议进一步研究老化效应对生物炭抑制土壤温室气体排放能力的潜在机制以及生物炭与沼液（氮肥）配施的最佳比例,以改善土壤环境并减少温室气体排放。