氮沉降对米槁凋落叶分解过程中土壤养分的影响

【目的】探究米槁凋落叶分解过程中土壤养分对氮沉降的响应.【方法】于贵州省罗甸县祥林村进行野外氮沉降模拟试验,以NH_4NO_3为供施氮源,设置低氮(N_1)、中氮(N_2)、高氮(N_3)和对照(CK)4个处理,分析土壤有机质、全氮、水解氮、全磷、有效磷、全钾和有效钾含量的影响.【结果】施氮组有机质含量比对照组高且差异显著;施氮组土壤全氮含量比对照组含量高,但没有显著差异;对比低氮、中氮和高氮3组,中氮组的水解氮含量比低氮组和高氮组的水解氮含量高;施氮处理对土壤全磷含量有明显的抑制作用,且高浓度下抑制作用最强;土壤有效磷含量随时间的变化趋势是先增后减;土壤全钾含量随时间不断减少,但与对照组之间无显著差异;施氮处理对有效钾的含量整体表现为下降状态,且高氮组表现出显著性下降.【结论】氮沉降对土壤全氮、全钾含量无明显的影响,对土壤有机质、水解氮含量有促进作用,对全磷、有效钾含量有抑制作用,对土壤有效磷含量表现出低浓度促进而高浓度抑制的作用.     

氮沉降对草原凋落物分解的影响

大气氮沉降增加是全球变化的重要现象之一,草原生态系统对氮沉降增加的响应成为草地生态学的研究热点之一。凋落物分解是草原生态系统养分循环和能量流动的主要途径,氮沉降增加引起草原植物群落结构变化,导致凋落物质量、土壤肥力、土壤微生物和土壤动物的变化,最终影响凋落物的分解。本文综述了氮沉降对草原凋落物结构、化学组成和分解环境的影响等方面的国内外最新研究进展,讨论了需进一步加强研究的内容,以期为进一步拓展该领域研究的广度和深度、为全面分析和评估全球变化对草原生态系统的影响提供参考。     

模拟氮沉降对油松林单一及混合叶凋落物分解的影响

通过长期原位模拟氮沉降试验,研究暖温带油松林单一和混合叶凋落物分解对外源氮添加的响应过程与机制。氮处理水平分别为对照(0 kg/(hm2a),N0),低氮(50 kg/(hm2a),N1),中氮(100 kg/(hm2a),N2)和高氮(150 kg/(hm2a),N3)。利用凋落袋法对天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶以及人工林油松针叶进行原位分解试验。研究结果表明,自然状态下天然林油松针叶、辽东栎阔叶、油松--辽东栎混合叶、人工林油松针叶分解95%所需时间分别为7.58、4.89、6.92、8.03 年。氮沉降显著促进了人工林油松针叶的分解,抑制天然林辽东栎阔叶的分解;分解前期,N沉降促进天然林油松针叶、油松--辽东栎混合叶分解,并在分解后期对油松针叶分解产生抑制作用,而对油松--辽东栎混合叶分解无显著影响。在氮沉降持续增加的背景下,研究结果可为油松林生态系统物质循环和能量流动提供基础数据。      

水、氮耦合对阔叶红松林叶凋落物分解的影响

以长白山阔叶红松林优势树种红松、蒙古栎、色木槭、水曲柳、紫椴的叶凋落物为研究对象,定量模拟加水、加氮、凋落物量对凋落物分解和土壤碳氮过程的影响。结果表明:加氮处理对凋落物分解没有显著影响, 凋落物量增多使分解率下降, 加水处理显著促进水曲柳凋落物的分解。培养结束后,凋落物的氮质量分数增加、碳质量分数和C/N降低,凋落物残体的δN值因凋落物种类、水氮处理的不同而不同,δC值下降, 土壤的碳、氮质量分数增加,δN值无显著变化,δC值和C/N下降。      

氮沉降对长白山两种主要针叶树种凋落物分解的影响

以长白山2种针叶树种红松和红皮云杉的凋落物作为实验材料,以NH4NO3作为外加氮源,研究不同外源氮输入对凋落物早期分解的影响。在60d实验室培养过程中,对凋落物样品的呼吸速率、样品分解量和样品分解前后基本性质的测定结果进行了分析。结果表明:外源氮输入极大地促进了凋落物CO2和N2O的呼吸;凋落物分解量、残留物中的木质素和N的质量分数随着外源氮梯度增加均显著增加,但残留物C的质量分数并没有发生显著变化;通过对凋落物呼吸和施氮前后凋落物性质的对照分析,得出氮沉降加速了2种凋落物早期的分解过程。     

杉木人工林凋落物分解对氮沉降增加的响应

通过野外模拟试验,研究了杉木人工林凋落叶分解对氮沉降增加的响应。试验设计为4种处理:N0（0 kg/(hm2·a),对照）、N1（60 kg/(hm2·a)）、N2（120 kg/(hm2·a)）、N3（240 kg/(hm2·a)）,每种处理重复3次。经660 d分解后,N0、N1、N2、N3处理凋落物残留率分别为24.58%、21.99%、15.46%和25.17%,分解系数分别为0.776 4、0.807 6、1.018 8和0.760 8,95%的凋落物分解所需时间分别为3.99、3.95、3.06和4.11年,表明N1、N2 促进了凋落物的分解,而N3则表现出一定的抑制作用。模拟氮沉降在一定程度增加了凋落叶中的氮含量,从而降低了碳氮比。除N3处理外,凋落物分解系数与凋落物中的氮含量呈显著的正线性关系,而与碳氮比呈负相关。      

人工林凋落叶分解对土壤性质的影响

【目的】研究人工林凋落叶分解对土壤性质的影响,为防止土壤退化、增加土壤肥力提供理论指导。【方法】采集四川岷江流域上游的4种(连香树(Cercidiphyllum japonicum)、云南松(Pinus yunnanensis)、糙皮桦(Betula1 utilis)和云杉(Picea asperata))林木凋落叶及林地土壤样品,通过对当年凋落叶进行240 d室内分解培养试验,探讨不同凋落叶在分解过程中对土壤性质的影响。【结果】云杉和云南松凋落叶分解使土壤pH值降低,糙皮桦和连香树凋落叶分解使土壤pH值增加;4种凋落叶分解过程中,土壤有机质和全氮含量,土壤微生物量C、N以及4种土壤酶(蔗糖酶、过氧化氢酶、脲酶和蛋白酶)活性均有所增加。【结论】土壤有机质、全N、微生物量、酶活性增加的幅度与凋落叶分解速率及养分释放率有密切关系,凋落叶分解的越快,土壤状况改善的越明显。     

氮沉降和干旱对阔叶红松林凋落物分解的影响

氮沉降和降水减少耦合作用对我国北温带森林凋落物分解的影响还知之甚少,通过常规的凋落物分解袋法进行了对照(CK)、施氮(N, 50 kg/(hm·a))、降雨减少(RP,-30%)和降雨减少加施氮(RP+N)4个处理对长白山阔叶红松林主要树种叶凋落物分解和碳、氮元素动态影响的研究。结果表明:凋落物分解95%需要6.025～15.167年,椴树的分解速率最快,其次是蒙古栎,红松最慢,三者混合后分解率介于期间。分解系数结果显示:施氮能在一定程度上促进紫椴叶凋落物的分解, 施氮对红松凋落物和混合凋落物分解则表现出抑制作用, 降雨减少对分解表现为明显的抑制作用,干旱情况下施氮后4种凋落物的分解系数介乎氮沉降和降雨减少两者之间,说明氮沉降和降雨减少存在交互作用。总体看来,氮沉降对凋落物分解和氮元素含量有一定的影响,并且与分解阶段和凋落物种类有关,降水减少对凋落物分解和碳氮元素比值具有显著的抑制作用。      

微生物群落构建对杉木凋落叶分解及其酶活性的影响

为了分析不同微生物群落构建对于凋落物分解及其相应酶活性的影响,选取从杉木叶分离获得的内生真菌与腐生真菌共同构建五种不同的群落（室内实验）。结果表明：在凋落物分解3个月后,5组群落中,Ao+A群落引起的失重率最为显著,在其分解过程中Af+A群落对于C1酶活影响最为突出;在凋落物分解6个月后,Af+A群落对于凋落物失重率的影响最显著,在凋落物分解过程中Mr+A群落与Lp+A群落分别对过氧化物酶及漆酶酶活性影响最明显。总得来说,微生物群落构建对凋落物分解过程产生了重要影响。     

氮沉降对杉木人工林凋落物微量元素含量的影响

在12年生的杉木人工林中开展4种水平的模拟氮沉降试验,分别为N0(对照)、N1、N2、N3,N沉降量依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1。通过对凋落物的化学分析发现,4种微量元素在凋落物各组分中的年平均含量大小表现为Fe>Mn>Zn>Cu。氮沉降处理,尤其是中低水平的氮沉降(N1、N2)明显增加了凋落叶中Mn、Fe元素的含量,但在一定程度上降低了Zn元素含量。各微量元素在1 a中出现2个养分归还高峰期,第1次峰值大都出现在4月份,但第2次峰值出现的时间不一致。经N0、N1、N2、N3处理,Cu元素的年归还量分别为8.69、8.99、9.79和8.77 g.hm-2;Mn元素年归还量分别为244.91、293.95、278.68和200.99 g.hm-2;Zn元素年归还量分别为40.08、42.92、44.73和38.63 g.hm-2;Fe元素年归还量分别为459.00、614.09、598.81和406.28 g.hm-2。相对于N0处理,N1、N2处理表现出提高凋落物Cu、Mn、Zn、Fe元素归还量的正作用,而N3处理表现为负作用。     

氮沉降对杉木人工林土壤呼吸与土壤纤维素酶活性的影响

为研究森林土壤呼吸速率和纤维素酶活性对氮沉降增加的响应,以福建三明沙县官庄林场12年生杉木人工林为研究对象,设置了N0、N1、N2和N3四个水平,N沉降量以氮素计依次为0、60、120、240 kg.hm-2.a-1,对其林地土壤表层(0-20 cm)、中层(20-40 cm)和底层(40-60 cm)土壤进行了为期3 a的模拟氮沉降试验。结果表明:氮沉降抑制了林地表层土壤的呼吸作用,但明显促进了中层和底层土壤的呼吸作用。在N1、N2和N3处理下,林地表层土壤呼吸速率分别降低了28.34%、2.04%和15.31%,而中层土壤土壤呼吸速率分别增加了53.44%、62.22%和20.20%,底层土壤呼吸速率分别增加了117.46%、42.72%和72.86%。氮沉降在初始的2 a内使森林土壤纤维素酶活性提高,而在第3年,N1和N2处理对土壤纤维素酶活性的促进作用减弱,N3处理则显著降低了土壤纤维素酶活性。总体上看,经N1、N2处理后,土壤呼吸速率与土壤纤维素酶活性存在正相关性,而N3处理下两者的关系不显著。     

模拟氮沉降对温郁金叶丛期叶面积形成的影响

采用喷施硝酸铵(NH4NO3)模拟氮沉降对温郁金叶丛期叶面积形成的影响。试验设对照(CK)、低氮(T50)、中氮(T100)和高氮(T150)4个处理组,对应的氮沉降量分别为0、50、100、150 kg.hm-2.a-1。结果表明,T150、T100处理能显著提高温郁金总叶面积、主秆茎单叶面积和额外叶面积(P<0.05)。与CK相比,在T150、T100处理下,温郁金总叶面积分别提高了151.71%和112.89%;主秆茎单叶面积也分别提高了27.81%和19.71%(8月份);氮沉降对主秆茎的叶片数目无显著影响。高浓度和中浓度的氮沉降对温郁金叶丛期叶面积的形成具有促进作用,氮沉降主要通过增加温郁金主秆茎单叶面积和额外叶面积来增加总叶面积。     

降水变化和氮沉降对荒漠草原土壤细菌群落结构及酶活性的影响

为明确降水变化和氮沉降对土壤细菌及酶活性的互作效应,本研究以短花针茅荒漠草原为研究对象,试验设计采用裂区设计,主区为自然降雨(CK)、增雨30%(W)和减雨30%(R)3个水分梯度,副区为0、30、50、100 kg·hm^-2·a^-14个氮素梯度(分别记为N0、N30、N50、N100),共12个处理。结果表明：降水变化和氮沉降改变了土壤细菌群落组成,但未显著改变土壤细菌Alpha多样性;降水变化和氮沉降对土壤酶活性有显著影响。土壤过氧化氢酶活性在R-N100中最低(1.63 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了7.4%;土壤蔗糖酶活性在W-N0中最高(2.20 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著增加了14.6%,在R-N100中最低(1.52 mg·g^-1·d^-1),与CK-N0相比显著降低了20.8%;土壤脲酶活性在W-N0中最高(17.66 mg·g^-1·d     

模拟氮沉降对季风常绿阔叶林凋落物碳氮组分的影响

【目的】探究季风常绿阔叶林凋落物对氮沉降增加的响应规律。【方法】设置4个氮添加水平:对照、低氮、中氮和高氮,其年添加氮量分别为0、35、70和105 kg·hm~(–2),分干、湿季收集凋落物样品,并进行碳、氮组分含量分析。【结果】随氮添加量的上升,凋落物总有机碳(TOC)和水溶性有机碳(WSOC)含量显著增加,且WSOC/TOC质量比具有上升趋势。氮添加未显著改变酸不溶组分碳(AIFC)含量以及AIFC/TOC质量比,但与对照比较均具有下降趋势。不同的氮添加处理均未显著改变凋落物总氮(TN)、水溶性氮(WSN)和酸不溶组分氮(AIFN)含量,以及WSN和AIFN占TN的比例。短期氮添加对凋落物C/N质量比和AIFC/AIFN质量比无显著影响,但显著增加干季的WSOC/WSN质量比。【结论】氮沉降促进了季风常绿阔叶林凋落物中可溶性有机碳的积累,这可能有利于可溶性有机物转入土壤中,从而影响生态系统中的养分循环。     

亚热带3种树种凋落叶厚度对其分解速率及酶活性的影响

对中国亚热带树种杉木(Cunninghamia lanceolata)、香樟(Cinnamomum camphora)、银杏(Ginkgo biloba)3个树种在不同凋落物厚度下凋落物分解速率和分解酶活性进行了探究.利用分解网袋法,根据浙江省的平均酸雨水平,在酸雨(pH4.0)条件下设置了凋落物40g、凋落物20g、凋落物10g 3个梯度.结果表明:凋落物分解速率随厚度的增加呈加快的趋势,杉木凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.24、0.27、0.34,香樟凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.25、0.3、0.32,银杏凋落物10、20、40g的年分解系数K分别为0.42、0.5、0.58;脲酶活性表现为:凋落叶40g＞凋落叶20g＞凋落叶10g,纤维素酶活性表现为:凋落叶40g、凋落叶20g＞凋落叶10g,蔗糖酶活性表现为:后期凋落叶40g＞凋落叶20g＞凋落叶10g,凋落物分解过程是多种酶共同作用的结果.     

氮沉降对杉木人工林土壤有机碳和全氮的影响

通过野外模拟试验,研究氮沉降增加对杉木人工林土壤有机碳、全氮及C/N比的影响。试验设计为4种处理,分别为N0(0 kg.hm-2.a-1)、N1(60 kg.hm-2.a-1)、N2(120 kg.hm-2.a-1)、N3(240 kg.hm-2.a-1),每处理重复3次。以尿素[CO(NH2)2]作为氮源,每月以溶液方式对林地进行喷施。通过2 a的处理后发现,随着氮沉降水平的增加,土壤有机碳呈下降趋势,而全氮含量则不断上升,致使土壤C/N比降低。