中国森林生态系统细根分解格局及调控因子研究进展

细根分解是森林生态系统地下生态过程的关键环节,在C和养分循环发挥着重要作用。细根分解过程及其调控因素的研究对揭示全球碳循环和森林生态系统功能具有重要意义。细根分解受底物质量、环境因素和土壤微生物等许多因素的影响,在区域尺度上表现出不同的变化格局。我们选取了国内近年来具代表性的细根分解文献,分析了中国不同森林生态系统细根分解的空间格局,对调控细根分解的主要因子进行了综述。同时,针对目前细根研究的现状,展望了细根分解的研究方向和研究难点。     

林窗效应研究综述

森林群落常发生一些小规模的内源干扰,从而形成林窗。林窗的形成对推动森林群落的演替更新和生态系统发展至关重要。林窗面积的大小与树木的倒伏方式和林冠冠幅及大小有关。林窗面积及林窗内位置的不同,导致其小气候和土壤理化性质等环境因子发生改变,进而影响到林窗内树种更新和物种组成、林窗植被的物种多样性及其微生物和土壤动物的种类、数量等方面。未来林窗研究重点应该放在次生林和人工林的林窗效应,林窗对森林生态系统碳储量影响机制,林窗凋落物分解因子间的相互关系、作用机理和养分循环,不同树种的林窗与最适更新面积的关系,林窗的边缘效应,林窗的土壤动物和微生物动态及过程。     

森林土壤微生物分布及其功能特征研究进展

土壤微生物是森林生态系统中促进养分循环、能量流动的重要推动力。根据目前对森林土壤微生物的研究现状,文中对森林土壤微生物的分布特征（地理区域、季节变化和垂直分布）、功能（促进碳氮循环）以及环境影响因素（植被类型、气候条件、土壤性质）和人为影响因素进行归纳和总结,对将来研究方向提出研究展望,以期为今后的土壤微生物生态学研究和森林经营实践提供参考。     

森林土壤碳氮过程研究现状和展望

土壤是碳和氮的重要贮存库，土壤碳氮转化是陆地上最为重要的生态系统过程之一。森林土壤中碳、氮过程是森林生态系统中物质循环与能量交换的关键。森林凋落物的分解、森林土壤碳氮的矿化是森林土壤最主要的碳氮过程。在微生物作用下，土壤与大气交换含碳氮物质，则是土壤碳氮过程的直接反应，也是影响尹土壤碳氮过程和土壤碳氮库动态的主要方面。然而。从大尺度上探讨森林植被恢复过程中土壤碳氮过程的分异机理，研究典型植物群落土壤碳氮过程特征及探索森林土壤碳氮过程与植被的互动机制及关键植物种君l对土壤碳氮过程的影响，研究土壤碳氮过程有关的土壤微生物和土壤酶及其与全球变化的关系等内容还未见报道，认为这些内容将是未来的研究重点。同时，随着科学技术的发展，各种新的技术如3S技术和电子午专感器技术等将会很快应用于森林土壤碳氮过程的研究。     

影响森林细根分解的机理研究进展

细根是森林地下生态系统的重要组成部分,其生产、周转和分解构成土壤与生物间的物质循环,是陆地生态系统C和养分循环的重要环节。细根分解的影响因素总体来讲包括植物本身和环境因素,每个影响因子各自独立成体系,又彼此紧密联系。以往的研究基本上都是各因素相互独立的研究。本文根据国内外近几十年来树木细根分解的研究现状,对细根分解所受的影响因子进行了综述,旨在进行纵向比较,得出细根分解目前的研究进展和动态,探讨影响细根分解因素的作用机理;总结当前存在的问题,并对细根分解研究方向进行了展望,为我国细根分解研究的深入开展提供良好借鉴。     

森林细根生产和周转的影响因素

细根在森林生态系统碳平衡和养分循环中具有重要作用。随着全球碳循环研究的开展, 作为森林生态系统中土壤碳的主要来源, 对细根的研究受到了广泛关注。在系统分析国内外大量研究报道的基础上, 文中对影响细根生产和周转的非生物因素(土壤养分、温度、土壤水分及CO₂浓度)和生物因素(土壤生物、细根形态及林分特征)进行总结和评述, 分析根系研究中存在的问题, 对今后的研究方向提出展望。     

森林土壤微生物生态学研究进展

土壤微生物是森林生态系统中不可或缺的一部分,在物质循环和能量流动等生态过程中发挥着重要作用。文中总结评述了目前森林土壤微生物生态学的研究进展,主要包括森林土壤微生物群落特征（群落结构组成、时空变化格局以及影响因素）和森林土壤微生物生物量（季节动态变化及影响因素）2个方面,同时对森林土壤微生物生态学今后研究提出展望。     

人造林窗对粗枝云杉人工林土壤微生物量的影响

通过对川西亚高山云杉低效林不同大小林窗(面积50 m2、100 m2、150 m2)改造,以未处理作为对照,采用氯仿熏蒸浸提法研究了林窗改造对土壤微生物生物量碳、氮含量及其垂直分布特征的影响。结果表明:通过林窗改造,林下土壤微生物量碳、氮具有显著提升,其中,林窗面积越大,提升效果越显著。各土层土壤微生物量碳、氮含量均表现为:150 m2(L3)100 m2(L2)50 m2(L1)对照(CK);3种大小面积林窗和对照土壤微生物量碳、氮含量随着土层深度的增加而降低,均表现为上层(0~5 cm)中层(5 cm~10 cm)下层(10 cm~15 cm);且林窗改造降低了土壤微生物量碳、氮的表层富集特性,林窗面积越大,上层土壤微生物量碳、氮所占比例越低。     

马尾松细根研究进展

根系是植物长期适应陆地条件而形成的一个重要的地下器官,在整个生态系统中扮演者重要的角色。细根作为根系系统中最重要部分,对森林生态系统碳平衡和养分循环具有重要作用。马尾松是我国速生特有种,集经济价值和生态价值为一体。文中综述了马尾松细根生物量、周转和寿命的研究进展,并对今后的研究提出展望,以期为我国树木根系生态学研究提供参考。     

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。     

林木细根动态及其在矿质养分循环中的作用研究进展

林木细根在森林生态系统能量流动和物质循环中起着重要作用。近年来,随着人们对细根功能的深入认识和研究方法的发展,细根研究成为当今森林生态学的研究热点之一。本文简要介绍了细根研究普遍采用的研究方法及其优缺点、适用性;并综合前人的研究成果,对林分细根生物量、分布、分解和周转以及细根在养分循环中的作用等研究结果进行综述。     

影响森林细根分解的腐生真菌功能特性研究综述

森林细根分解是陆地生态系统养分循环的关键环节和重要过程,腐生真菌通过其特性广泛参与有机质分解、养分循环,连接植物与土壤2大碳库。环境和生物因素共同影响着腐生真菌生态功能的实现。文中综述了森林细根分解的腐生真菌功能特性、胞外酶特性、腐生真菌群落多样性变化、演替过程及影响因素,指出在后期研究中可利用高通量测序技术,深入开展腐生真菌胞外酶功能特性、营养策略、功能多样性组间协作研究,探索真菌主导的凋落物分解机制,并应用网络关系分析生境和底物异质性对腐生真菌群落结构和多样性、生态位划分、竞争或合作频率关系的影响,揭示细根分解的腐生真菌群落演替、聚集和驱动机制。     

森林生态系统固碳过程对氮沉降增加的响应机制研究进展

氮沉降增加对森林生态系统固碳过程具有重要影响。文中介绍了森林生态系统固碳过程对氮沉降增加响应机制的研究进展,概述了氮沉降增加对植被固碳过程的影响以及土壤碳输入和碳排放对氮沉降增加的响应机理,探讨未来该领域的研究重点,指出在全球氮沉降增加背景下森林植被和土壤固碳分配、森林生态系统固碳过程植被和土壤界面碳、氮循环过程的耦合机理将是未来森林碳循环研究的热点。     

植物细根生产和周转研究进展

细根是植物根系最重要的组成部分,作为衡量植物生产力的重要因素,对森林生态系统生产力具有重要影响。前人研究表明,细根的生产与周转对细根的寿命、分解和生物量估算具有重要意义,并且会影响森林生态系统碳、养分和水循环过程。文中系统阐述了细根生产和周转的研究进展,介绍了细根的3种主要研究方法（根钻法、内生长法和微根管法）,进一步分析细根生产和周转的影响因素,即除了受植物内在因子（细根构型、根序和化学组成）的制约外,细根生产和周转还受到纬度、海拔、气候、土壤条件、土层深度等环境因子及生物因子的影响;探讨了在植物细根研究中存在的问题,并对今后的发展趋势进行了展望,以期为植物细根深入研究和根系生态学学科发展提供参考。     

川西亚高山高山典型森林细根生物量及其碳储量特征

细根在森林生态系统物质循环和能量流动中具有十分重要的和不可替代的作用.为了解川西亚高山/高山森林生态系统功能,研究了川西亚高山/高山冷杉林(PFF)、20 a生和10 a生粗枝云杉林(SF20和SF10)以及红桦次生林(BF)的细根生物量及其碳储量.所有生态系统的细根生物量及碳储量均随着土壤深度增加而递减,并与土壤剖面结构和物种有关.61.5%细根分布在0-20 cm层,13.3%和25.2%细根分布在有机层和深层土壤.由于表层土壤具有较高的养分含量,因而吸收根系分布在表层土壤有利于林木的生长发育.PFF、SF20、SF10和BF的细根生物量分别为1489 Kg·hm-2、938 kg·hm-2、838 kg·hm-2、773 ks·hm-2,根系碳储量分别为0.775MgC·hm-2、0.469 MgC·hm-2、0.419 MgC·hm-2、0.387 MgC·hm-2.     

林火干扰对土壤氮组分及微生物氮循环影响研究进展

林火干扰作为森林生态系统中能量传递和养分循环的重要因子,对于研究火烧迹地植被更新与快速恢复可提供一定的数据理论支撑,而林火干扰对土壤微生境及微生物氮循环的影响机制一直是广大学者研究的热点。文中从火烧强度、恢复时间、火烧木管理方式等3个方面总结国内外林火干扰对土壤氮组分及氮循环的影响研究进展,揭示了林火干扰和全球气候变化对土壤氮循环的短期及长期影响机制,探讨不同生物技术在林火干扰下土壤微生物氮循环基因丰度变化中的应用;提出未来林火干扰对森林生态系统土壤氮循环影响的研究展望:1）全面比较研究不同林火干扰模式对土壤氮组分、微生物氮循环的影响;2）研究评价不同林火干扰模式下土壤氮库的稳定性;3）加强高通量测序、定量PCR技术、宏基因组学、稳定同位素探测等技术在林火干扰与气候变化对森林生态系统影响研究中的应用。研究结果对火烧迹地植被更新、土壤氮库的重建与功能发挥具有重要意义。     

去除根系或枯落物对湿地松和尾巨桉人工林土壤碳氮库的影响

【目的】研究地上枯落物和地下根系在土壤碳氮循环中的作用,为提高滨海沙地人工林土壤碳氮保留能力提供科学依据,为促进沿海地区人工林可持续经营提供启示。【方法】以福建长乐滨海沙地2种典型人工林(湿地松和尾巨桉)为研究对象,设置去除根系、去除枯落物以及对照3种处理,1 a后采集土壤样品,测定土壤碳氮及其组分。【结果】滨海沙地湿地松林和尾巨桉林碳氮储量差异不明显,去除地上枯落物使尾巨桉林土壤可溶性有机碳含量显著下降,去除地下根系使湿地松林土壤可溶性有机氮含量显著上升,去除根系或枯落物处理均降低了2种人工林土壤微生物有机碳和微生物有机氮含量,湿地松人工林去除根系或枯落物后土壤矿质氮含量均有所升高,尾巨桉人工林则与之相反。回归分析表明不同碳输入下土壤D_OC与D_ON、M_BC、M_BN之间存在极显著正相关关系,与土壤NO₃^--N之间存在显著正相关关系,土壤M_BC与土壤NH₄⁺-N、NO₃<...     

凋落物分解与细根生长的相互作用

本文综述了细根在凋落物层的觅食行为与策略,细根生长与凋落物数量、质量及分解过程的关系,细根生长与凋落物分解的相互作用机制及影响因素等以期为理解森林生态系统中细根对凋落物分解的作用机制以及凋落物分解对细根生长的影响提供依据。一方面,凋落物的数量和质量影响细根生长,地上凋落物的数量影响细根的觅食行为,并驱动细根在凋落物层的生长动态,凋落物质量的差异也对细根的生长产生影响,不同性质的地上凋落物对细根的生长是促进还是阻碍主要取决于分解过程中所产生的养分以及多酚含量的正平衡或负平衡;另一方面,生长进入凋落物层的细根通过根际激发效应、养分吸收以及共生真菌等作用综合影响凋落物的分解过程,生活的细根对凋落物分解的激发效应主要表现在根系分泌物控制微生物群落的活力及组成,进而加速或抑制凋落物分解;N的有效性是影响凋落物分解的重要因素,处于分解后期的凋落物层中生长的细根,通过吸收凋落物表面矿化形成的大量无机N,避免过量的N对微生物群落及其生境的不利影响;根系的共生伙伴——菌根真菌也对凋落物的分解产生重要影响,这与真菌类型及其分泌的酶和有机酸有关。未来该领域应注重全球变化背景下细根生长对凋落物分解作用机制以及细根的分支结构与其获取凋落物层养分功能的联系等方面的研究。     

我国森林凋落物分解研究进展

森林凋落物是指森林生态系统中,由地上植物部分产生并归还到地表面,作为分解者的物质和能量来源,借以维持生态系统功能的全部有机质的总称。文章综述了森林凋落物的概念、构成、分解的研究方法和模型、影响分解因素以及全球变化对凋落物分解的影响。凋落物分解是森林生态系统重要过程之一,受气候、凋落物性质、微生物等生物和非生物因子的影响。森林生态系统是陆地上最大的碳储库和最经济的吸碳器,而森林凋落物的分解对大气二氧化碳浓度增高、气候变暖和降水变化的反应,对深入理解森林生态系统土壤有机物形成和固氮能力十分重要。     

计划火烧对阿里河兴安落叶松林土壤呼吸影响

大兴安岭地区是我国北方森林生态系统主要分布区域,也是我国森林火灾高发、频发区域。研究计划火烧对本地区土壤呼吸的影响,对探究计划火烧后森林生态系统碳循环的变化规律,对未来指导计划火烧的开展具有重要意义。本研究选取阿里河林业局兴安落叶松林为样地,在计划火烧24h前、后使用LI-8 100取样测定土壤呼吸速率、土壤温度与土壤湿度等指标。火烧前后土壤呼吸速率平均值分别为0.18±0.19μmol/m2·s和0.89±0.29μmol/m2·s。计划火烧前土壤呼吸与土壤微生物碳氮和土壤湿度显著相关(P0.05),计划火烧后,土壤呼吸与土壤微生物碳氮、土壤湿度、温度等都没有相关性(P0.05),且与火前相比,土壤呼吸没有显著变化。研究结果表明,开展计划火烧不会导致本研究区域内土壤呼吸显著增加。本研究结果对森林生产经营以及开展计划火烧对北方森林生态系统碳库的变化提供数据支持。