添加硫和锰对长白山森林土壤与腐殖质顽固性有机碳矿化的影响

【目的】探究硫和锰添加对长白山森林土壤和腐殖质顽固性有机碳的矿化速率及其温度敏感性(Q_(10))的影响,为评估长白山森林碳元素的生物地球化学循环对大气硫输入的响应提供科学依据。【方法】采集长白山阔叶红松林、杨桦林和高山苔原土壤以及阔叶红松林和杨桦林腐殖质样品,进行室内培养试验。首先将样品置于25℃预培养90天,以移除易分解的活性碳组分,之后分别加入2 mL MnCl_2、NaCl、MnSO_4和Na_2SO_4溶液(Mn添加量为3 mg·g~(-1)有机碳),对照处理加入等体积的双蒸水,分别置于25和35℃下培养30天,于第1、3、6、10、15、21和30天测定释放的CO_2量,并计算顽固性有机碳矿化速率、累积矿化量和有机碳矿化的温度敏感性(Q_(10))。在培养结束时(第30天),采用磷脂脂肪酸生物标记(PLFA)法测定土壤和腐殖质样品的磷脂脂肪酸总量。【结果】在MnCl_2和NaCl处理间及在MnSO_4和Na_2SO_4处理间,土壤和腐殖质的顽固性有机碳矿化速率、累积矿化量和Q_(10)无显著差异(P0.05);腐殖质的顽固性有机碳矿化速率在4种处理之间无显著差异;土壤顽固性有机碳矿化速率在MnSO_4处理下得到提高(P0.05),而MnCl_2处理对其无显著影响;添加可MnSO_4和Na_2SO_4显著提高3种土壤和杨桦林腐殖质顽固性有机碳累积矿化量(P0.05),而添加MnCl_2和NaCl处理则无显著影响,表明供试土壤和腐殖质有机碳矿化受到硫添加的影响,而不是锰添加;添加硫和锰可显著降低阔叶红松林土壤顽固性有机碳矿化速率Q_(10)(P0.05),而对杨桦林和高山苔原土壤无显著影响;阔叶红松林和杨桦林腐殖质的微生物总量在MnSO_4处理下显著提高(P0.05),而MnCl_2处理对其无显著影响;MnSO_4添加可提高土壤的微生物总量,特别是高山苔原土壤显著高于对照(P0.05)。【结论】硫添加可显著提高长白山森林土壤的顽固性有机碳矿化速率和累积矿化量,而锰添加则无显著影响。考虑到硫对土壤有机碳矿化的重要性,今后建立土壤有机碳矿化模型时应将硫输入作为一个重要参数。     

四个生长季高浓度CO_2处理长白松的气孔响应(英文)

在长白山站以开顶箱方式对4 年生长白松连续4 个生长季进行CO2 处理,包括700 和500 μmolmol-1 高浓度CO2,以及接受空气CO2的对照箱和不扣箱的裸露地条件(约350 μmolmol-1 CO2),通过测定气孔导度(gs),ci/ca比及气孔数量等指标评价气孔对高浓度CO2的响应。气孔导度及ci/ca比的转换实验表明,在各自生长CO2下和在相同测定CO2 下进行比较时,生长在高浓度CO2 下植株的气孔导度要高于空气CO2 下对照组植株的气孔导度(除700 μmol mol-1 CO2 下的植株在生长CO2 浓度下及在350 μmol mol-1 CO2 下测定时的气孔导度低于裸地植株外)。在各自生长CO2浓度下测定时,高浓度CO2下植株的ci/ca比低于对照组植株,但在相同测定CO2浓度下比较时,却是高浓度CO2下植株的ci/ca高于对照组植株的ci/ca比。高浓度CO2下植株与对照组植株在每单位长度气孔数量上无明显差异,但高浓度CO2通过降低气孔线数使长白松当年生针叶的总气孔数量降低,并且改变了气孔在针叶上、下表面的分配模式。表4 参18。     

天然红松种群遗传多样性和遗传分化的研究

ISSR是一种特异性较强、稳定性较高的分子标记方法。本研究采用ISSR-PCR技术,检测了红松(PinuskoraiensisSieb.etZucc)在伊春市汤旺河高峰林场、长白山二道白河、黑河胜山林场和俄罗斯海参崴市郊的四个种群的遗传多样性和遗传分化。15个引物的扩增结果表明:红松群体的多态位点比率是60.70%,平均每个引物3.6个多态位点,多样性水平在松科植物中是较高的;红松分布中心区的遗传多样性要高于边界区;和大多数木本植物一致,红松群体的基因多样性主要来自种群内部,占总基因多样性的73%;红松四个种群的遗传距离和地理距离之间无正相关性。根据研究结果推测,天然红松分布区逐渐缩小的原因不是由于遗传多样性水平过低引起的,而是由于人类的破坏作用,再加上火灾和风倒等因素造成的。     

长白山阔叶红松林林冠大气界面湍流主导时间尺度特征

使用多尺度分析方法分析了长白山阔叶红松林林冠大气界面湍流交换的主导时间尺度特征及相应的作用系数特征及大气层结和林冠结构的影响。发现:水平风速的DTS大于垂直风速的相应值,垂直风速的DCR大于水平风速的DCR。大气层结影响是非线性的。不稳定层结条件下的DTS和DCR大于稳定层结下。在强稳定层结和强不稳定层结条件下,DTS和DCR主要取决于来流特征。生长季节各高度DTS的变化规律较为复杂且不一致,非生长季节各高度具有一致的变化。不稳定层结条件下的生长季节水平风速DTS大于非生长季节;林冠结构可以显著影响主导时间尺度和主导过程贡献率。图2表1参15。     

高浓度CO2下红松幼苗根系呼吸对土壤呼吸的贡献

本文于2003年5月至10月在长白山森林生态系统定位站内研究了高浓度CO2(500和700靘olmol-1)对红松幼苗土壤呼吸以及根系呼吸对土壤呼吸的贡献。经过4个生长季高浓度CO2的处理,利用LI-6400-09土壤呼吸室对红松幼苗土壤总呼吸和根系呼吸进行了测定。为了区分根系呼吸对土壤总呼吸的贡献,本文采用了PVC管断根法,即每种处理下将三根PVC管插入土壤中30cm以切断根系,从而终止了植物冠层对根系碳水化合物的供应。分别于6月16日、8月20日和10月8日对管内外土壤呼吸进行了测定。结果表明大气和土壤5cm温度都存在明显的日变化,但不同处理之间没有显著差别(P>0.05)。土壤总呼吸和断根土壤呼吸也有明显的日变化和季节变化。不同处理之间土壤总呼吸和断根土壤呼吸差异显著(P<0.01)。6月16日、8月20日和10月8日不同处理下土壤总呼吸和根系呼吸的贡献的平均值分别为3.26、4.78和1.47靘olm-2s-1以及11.5%、43.1%和27.9%。图5表1参38。     

不同N源对兴安落叶松苗木生长,养分吸收及离子平衡的影响(英文)

本文研究了不同N源对落叶松苗木干物重、养分吸收及离子平衡的影响。结果表明:施铵态N的苗木干物重小于对照处理;施硝铵态N的苗木生长与对照和施硝态N的苗木差别不大,但较施铵态N的苗木生长要好。铵态N与硝铵态N处理苗木地上部的阳离子总浓度受N水平的影响很小,而硝态N处理时则阳离子浓度增加;各处理对地上部阴离子浓度的影响均不大。在根部除硫酸根与钙离子外,阳离子与阴离子浓度均变化不大。硝态N处理的苗木具有较高的C-A值;△(C-A)/△Norg值在硝态N处理的苗木中随N供应量的增加而略有变化,但铵态N处理则明显下降;硝铵态N处理苗木的△(C-A)/△Norg值界于铵态N处理与硝态N处理之间。     

长白山阔叶红松林CO2廓线和CO2贮存的动态

从1999年8至10月,2000年的4至6月,2002年8月至2003年9月,在平均树高为26米的长白山阔叶红松林内,用红外气体分析仪(2250D,LI-CORInc.和LI-COR,820)测定了不同高度的二氧化碳浓度。根据测定的数据,分析了阔叶红松林二氧化碳廓线的日变化和季节变化动态。结果表明:CO2浓度的垂直分布在白天和夜间是不同的,在接近地面处CO2浓度始终最大。从季节CO2廓线看出,在植物生长季节林冠处CO2浓度有明显的成层现象,不同高度(60~2.5m)的CO2浓度3月份变化较小差值为10mmol穖ol-1,而在7月份变化较大,差值为60mmol穖ol-1。7月份林冠处(22,26,32m)CO2浓度梯度较大,浓度差为8mmol穖ol-1。计算位于涡度相关仪器之下的40米高空气柱中CO2贮存状况表明,年际贮存是负值,但对NEE的贡献很小。图4参11。     

Response of seedlings growth of Pinus sylvestriformis to atmospheric CO_2 enrichment in Changbai Mountain

IntroductionGIobaIchangehasbeenoneoftheimpoFtantis-suesandscientistspaycIoseattentiontoit.ThegreatimportanceofforestecosystemisreflectednotonlybytheirhUgebiomass,butaIsobytheirsignifi-cantroIeintheglobaIcarbonbaIance.Howtreesrespondtoclimaticchangesmightbeofgreatsig-nificance.ManystudiesindicatethattherisingatmosphericCo,leveIscanmakeasubstantialeffectonplantgroWthanddevelopment.SomeonethinkcommonlythattherisingCo,levelscanstimuIatepIantgroWthandbiomassproduction,sincephotosynthesisofC…     

氮沉降对细根动态和形态特征的影响研究进展

旨在总结前人研究经验以及过去研究的不足,指出未来N沉降对于细根影响研究的发展方向。基于前人研究的成果,总结了N沉降是如何影响细根动态和形态特征,进而又如何影响生态系统C循环。详细分析了全球N沉降现状,表明N沉降呈逐年加重的趋势;分析了细根动态（细根周转和呼吸）和形态特征（根长、直径、生物量、化学组分）对N沉降的响应。既有研究提供了很多N沉降影响细根动态和形态特征的证据,这些证据对于未来开展细根综合研究具有重要借鉴意义。     

小兴安岭典型温带森林土壤呼吸对强降雨的响应

森林土壤呼吸是全球碳循环的重要组成部分,其对降雨格局的变化如何响应,是当前全球变化研究中的热点问题。本研究以小兴安岭地区原始温带森林(云冷杉红松林)为研究对象,使用SF-3000土壤气体通量自动测量系统,对雨季不同时期4次强降雨前后的土壤呼吸速率、土壤呼吸的组分和相关环境因子进行了连续观测。结果表明:1)土壤温度和含水量协同影响土壤呼吸强度。降雨是影响甚至改变控制土壤呼吸(Rs)的关键环境因子,强降雨使土壤含水量激增,并对土壤温度也有不同程度的影响。雨季初期强降雨对Rs的扰动作用相对较小,雨季中期强降雨可抑制Rs,在雨季结束后强降雨可促进Rs。2)在雨季不同时期的强降雨均不同程度的影响了土壤异养呼吸(Rh)与土壤呼吸的比例(Rh/Rs),相对于土壤自养呼吸(Ra),短时极强降雨对Rh的抑制作用更强。3)加入水分修正系数c的Rs与T5、W5指数关系模型可更好的表征土壤含水量和土壤温度对土壤呼吸的影响,不同雨季时期的强降雨均对土壤的温度敏感系数(Q10)有着显著的影响。强降雨使得土壤对水分的敏感性降低,处于雨季不同时期的土壤水分敏感性表现为:在雨季的开始和结束后,土壤呼吸的水分敏感性较高,而雨季中期的水分敏感性较低。